【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属管道过渡接头制造，尤其涉及到一种异种金属铝合金/不锈钢低温管道过渡接头的制造方法，具体地说是利用管-棒爆炸焊接制造异种金属低温管道过渡接头的方法。
技术介绍
1、在空气分离、液化天然气等换热设备中，通常需要将铝合金与不锈钢管道进行连接，现有技术是采用一种过渡接头把铝合金管与不锈钢管焊接连接起来。这种过渡接头由铝合金-铝-钛-镍-不锈钢等5层金属复合板加工而成，通常不锈钢层称之为基层，铝-钛-镍层称之为过渡层，铝合金层称之为复层，5层金属复合板是通过一次或逐次板-板爆炸焊接方法制造成一张复合板材。然后按照图纸要求把检测合格复合板材机械加工成铝合金-铝-钛-镍-不锈钢过渡接头。
2、现有通过复合板材制造低温管道过渡接头方法，均是在复合板材上机加工成圆环的管接头相当于“对接焊”形式。空气分离换热设备使用的过渡接头的圆环宽度一般与其焊接的金属管壁厚约为2mm～5mm相同，那么过渡接头异种金属爆炸复合结合面的宽度也就只有2mm～5mm宽，氦检漏测试不合格率较高，气密性较差。为了防止过渡接头开裂和泄露，通常采用“增宽补强”的设计即增加径向圆环宽度来增大结合面积，以满足产品力学性能及气密性能的要求。液化天然气换热设备使用的过渡接头，其圆环的宽度达到80mm～130mm，加上内部管道直径，整个过渡接头的外径达到350mm～400mm，过渡接头的直径远大于连接管，在有限的设备内部空间内安装多条管线，使用必然会受到制约。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术目的在于提供
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，包括如下步骤：
4、s1：外层材料、内部芯棒材料、过渡层材料的材料选择，外层为铝合金圆管，过渡层为锆圆管、内部芯棒为不锈钢圆棒；
5、s2：确定工艺参数，根据铝合金圆管、锆圆管、不锈钢圆棒的材料特性及规格尺寸确定的包含药厚、间距参数的爆炸焊接的工艺参数；
6、s3：制备工装，根据s2中确定的铝合金圆管、锆圆管、不锈钢圆棒的规格尺寸以及爆炸焊接的工艺参数，制作爆炸焊接工装；
7、s4：组配工装，将待焊接的铝合金圆管、不锈钢圆棒与工装组合为管-棒爆炸焊接装置：
8、s6：爆炸焊接锆-不锈钢复合棒；
9、将待焊的锆圆管、不锈钢圆棒与工装组合成一体，铺设爆炸焊接炸药，爆炸焊接炸药爆炸的能量将锆圆管爆炸焊接到不锈钢圆棒表面，形成锆过渡层；
10、s7：退火热处理；
11、s8：爆炸焊接铝合金/锆/不锈钢复合棒；
12、将s6中第一次爆炸焊接完成的锆/不锈钢复合棒与铝合金圆管进行第二次管-棒爆炸焊接，第二次爆炸焊接中的爆炸焊接炸药爆炸的能量将铝合金圆管爆炸焊接到锆/不锈钢复合棒的过渡层锆表面，形成铝合金外层；
13、s9：无损检测；
14、s10：过渡接头加工。
15、进一步的，在步骤s4与步骤s6之间增加如下的步骤：
16、s5：将步骤s4组配好的整个爆炸焊接装置置于抗爆容器内。
17、进一步的，在步骤s7中，将第一次爆炸焊接完成的锆/不锈钢复合棒进行退火热处理，热处理温度为500℃～600℃，保温时间3min～15min，冷却方式为采用炉冷到300℃出炉空冷。
18、进一步的，在步骤s8中第二次爆炸焊接过程中采用爆炸焊接炸药的爆速大于步骤s6中采用的爆炸焊接炸药的爆速，在步骤s8中第二次爆炸焊接过程中采用炸药的药厚大于步骤s6中采用的爆炸焊接炸药的药厚，在步骤s8第二次爆炸焊接过程中管壁与棒的间距高度大于步骤s6中第一次爆炸焊接过程中管壁与棒的间距高度。
19、进一步的，在步骤s9中，将爆炸焊接完成的铝合金/不锈钢复合棒进行超声波探伤，并对缺陷区域标识或切除。
20、进一步的，在步骤10中，所述过渡接头加工的加工为通过钻孔加工成非等径过渡接头或者在非等径过渡接头的基础上通过旋压缩径加工成等径过渡接头。
21、进一步的，所述爆炸焊接工装包括底座，所述底座能够固定芯棒、焊接连接管和药框，所述焊接连接管与所述芯棒呈同心套设状设置，在所述固定芯棒与所述焊接连接管的径向之间形成焊接间距高度，所述药框罩设在所述焊接连接管外侧，在所述芯棒、焊接连接管的上端设置堵头，在所述药框与所述焊接连接管之间自上而下填充爆炸焊接炸药，在所述堵头上方炸药处插入雷管形成爆炸加工装置，整个爆炸加工装置放置于抗爆容器内部。
22、进一步的，所述药框为纸管，所述雷管为电子数码雷管。
23、进一步的，在第一次爆炸焊接时，所述芯棒为不锈钢圆棒，所述焊接连接管为锆圆管；在第二次爆炸焊接时，所述芯棒为锆/不锈钢复合棒，所述焊接连接管为铝合金圆管。
24、相对于现有技术，本专利技术所述的将铝合金圆管、锆圆管、不锈钢圆棒，通过两次管-棒爆炸焊接制备得到铝合金/不锈钢复合棒材，铝合金/不锈钢复合棒材再经机加工制造合适的过渡接头的制造方法具有以下优势：
25、(1)本专利技术所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，减少爆炸焊接次数，缩短了生产流程，节约了能源消耗，有利于环保，同时也降低了劳动强度，提升了制造效率。
26、(2)本专利技术所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，减少管道内流动介质经过异种金属结合面的数量与接触面积，流动介质对结合面冲击、腐蚀、疲劳等相应减弱，使得过渡接头使用寿命更长。
27、(3)本专利技术所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，制造出过渡接头异种金属结合界面长度由径向方向转换成轴向方向，管径变小不受安装空间的限制；结合界面长度可以很大，管-棒爆炸焊接结合界面波纹为类螺旋状层层阻碍不会形成平行的间隙通道，更有利于气密性的要求而难以泄露。
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1.一种铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在步骤S4与步骤S6之间增加如下的步骤：
3.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在步骤S7中，将第一次爆炸焊接完成的锆/不锈钢复合棒进行退火热处理，热处理温度为500℃～600℃，保温时间3min～15min，冷却方式为采用炉冷到300℃出炉空冷。
4.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在步骤S8中第二次爆炸焊接过程中采用爆炸焊接炸药的爆速大于步骤S6中采用炸药的爆速，在步骤S8中第二次爆炸焊接过程中采用炸药的药厚大于步骤S6中采用的药厚，在步骤S8第二次爆炸焊接过程中管内壁与棒的间距高度大于步骤S6中第一次爆炸焊接过程中管内壁与棒的间距高度。
5.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在步骤S9中，将爆炸焊接完成的铝合金/不锈钢复合棒进行超声波
6.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在步骤10中，所述过渡接头加工的加工为通过钻孔加工成非等径过渡接头或者在非等径过渡接头的基础上通过旋压缩径加工成等径过渡接头。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，所述爆炸焊接工装包括底座(7)，所述底座(7)能够固定芯棒、焊接连接管和药框(3)，所述焊接连接管与所述芯棒呈同心套设状设置，在所述固定芯棒与所述焊接连接管的径向之间形成焊接间距高度，所述药框(3)罩设在所述焊接连接管外侧，在所述芯棒、焊接连接管的上端设置堵头(2)，在所述药框(3)与所述焊接连接管之间自上而下填充爆炸焊接炸药(4)，在所述堵头(2)上方炸药处插入雷管(1)形成爆炸加工装置，整个爆炸加工装置放置于抗爆容器(8)内部。
8.根据权利要求7所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，所述药框(3)为纸管，所述雷管(1)为电子数码雷管。
9.根据权利要求8所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在第一次爆炸焊接时，所述芯棒为不锈钢圆棒(5)，所述焊接连接管为锆圆管(6)；在第二次爆炸焊接时，所述芯棒为锆/不锈钢复合棒(9)，所述焊接连接管为铝合金圆管(10)。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在步骤s4与步骤s6之间增加如下的步骤：
3.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在步骤s7中，将第一次爆炸焊接完成的锆/不锈钢复合棒进行退火热处理，热处理温度为500℃～600℃，保温时间3min～15min，冷却方式为采用炉冷到300℃出炉空冷。
4.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在步骤s8中第二次爆炸焊接过程中采用爆炸焊接炸药的爆速大于步骤s6中采用炸药的爆速，在步骤s8中第二次爆炸焊接过程中采用炸药的药厚大于步骤s6中采用的药厚，在步骤s8第二次爆炸焊接过程中管内壁与棒的间距高度大于步骤s6中第一次爆炸焊接过程中管内壁与棒的间距高度。
5.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造方法，其特征在于，在步骤s9中，将爆炸焊接完成的铝合金/不锈钢复合棒进行超声波探伤，并对缺陷区域标识或切除。
6.根据权利要求1所述的铝合金/不锈钢低温金属管道过渡接头的制造...
【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，韩刚，邓光平，张保奇，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：
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