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管板自动焊机在化工行业中的应用

1产品的功能特点及工作原理

  1.1产品的功能特点

  KHBL8--80A自动焊机为我公司研制的第四代焊机产品。专用于管外径8mm--80mm的管-管板全位置自动焊接,它可用于平头端接(平焊)、外伸角接(外角焊)、内缩角接(内角焊)等多种管板接头形式,并适用于不填丝和填丝的焊接方式,是碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金等高压容器和换热器的重要焊接生产设备。主要适用于焊接桶径和管径都比较小的,管桥也比较小的工件。该机由电源、控制系统、机头和龙门架等部分组成。电源和机头采用强制风冷和内设循环水冷,可保证在野外或无水源场地正常工作。另外还有有线遥控器、氩气瓶、减压阀及水气管等辅助设施,该机采用先进的逆变电源,显著提高电弧的稳定性,提高焊接效率,节约能源,同时由于具有良好的电气特性而获得优良的焊接工艺性能和焊道成型良好的焊接结果。

  1.2工作原理

  1.2.1电源部分

  该机采用IGBT逆变控制直流脉冲电源,该机采用强制水冷却系统,给机头提供循环冷却水源,电源柜冷却则采用强制风冷。风机位于电源柜下部,循环水冷装置位于电源柜下面的载车底部。氩气瓶置于载车的后部,通过氩气管同电源柜中的电磁阀相连。冷却水和氩气由控制系统统一调控。

1.2.2控制系统

  控制系统主要由控制箱、遥控器和电源柜中的控制部分组成。控制箱内装有电路保护系统、PLC系统、电机驱动器系统及驱动电源系统,它可以使整个焊机系统工作于焊接工艺参数设置、工艺检测、自动焊接及手动调节等四种工作状态。

  可通过控制面板上的触摸屏及遥控器按键来实现人机对话,可方便地设置和调节各工艺参数,优选佳工艺规程,可将编制好的工艺规程长期存储,随时调用。可储存焊接工艺参数100道,并可随时调出使用。

  1.2.3机头部分

  焊接机头是该系统的主要部分,由回转、送丝等组件组成。该机头的水、电、气采用不缠绕方式,焊炬可以连续旋转。送丝速度可在0--1.5m/min范围内调整,机头转速0.3-6r/min,采用龙门架及五维微调机构综合定位,使得定位更加准确。焊机机头定位芯棒采用水冷,可保证焊机长时间连续工作,同时可防止焊肉内流,更有利于端面焊接。

  2全位置自动管板焊的特点

  全位置管板焊的焊接过程包括平焊、上坡焊、下坡焊、仰焊等过程,熔池受力情况各点不一。重力在各点对焊缝成形影响不一样:平焊位置,重力易造成熔池往管口内流淌;仰焊位置,重力易使熔池偏离焊缝,造成焊缝成形不均匀。为了减小熔池受重力因素的影响,全位置管板焊益采用脉冲焊方式即峰值形成熔池,基值维持电弧不熄灭,同时对熔池进行冷却。焊缝由很致密的焊点叠加而成,从而形成熔合良好、外观成形均匀的焊缝。

  3管壳式换热器的结构和连接方式

  目前,管壳式换热器在制造中管子与管板之间的连接有胀接、胀接加焊接和焊接等形式。如果采用焊接,则有端面焊接和内孔焊接两种结构类型。由于内孔焊的接头形式制造工艺复杂,管板加工、装配、焊接和维修都较困难,成本较高,故仅在高温高压、强腐蚀性介质及核反应堆等特殊工作条件下的换热器中采用。而端面焊接由于焊接方便、外观检查与维修容易等优点,因此应用比较广泛。全位置管板焊时,其结构基本采用管平头(自熔焊时,管口伸出0~1mm)、管伸出(加丝焊时,管口伸出3mm~5mm)方式,连接方式根据产品设计要求有以下两种形式:一是胀接加密封自熔焊;二是加丝强度焊(根据设计要求可焊1或2层)。

  4生产应用

  六塔再沸器是回收生产线的关键设备,物料腐蚀性较强,温度变化幅度较大,对管板与换热管焊接接头要求较高,因此决定对该设备采用全位置自动管板氩弧焊施焊。在正式设备上施焊前,根据GB151-1999《管壳式换热器》的有关规定,对该系统进行了常用材料、规格的换热管与管板接头的焊接工艺评定试验。结果表明,采用全位置自动管板焊系统焊接的接头质量、性能完全符合有关标准和规定的要求。

  4.1焊接工艺参数

  4.1.1换热器技术参数如下:Ⅱ类压力容器,管板材料为316L不锈钢,厚度为40mm,换热管材料为00Cr17Ni14Mo2,规格为Φ38mm×2.5mm,管头数量为3352个。

  4.1.2焊接参数如表1:

  表1Φ38X2.5(mm)参数表

  4.2焊接生产中装配和清理要求

  4.2.1装配要求

  (1)换热管伸出长度应严格控制在要求尺寸内,端面焊为1mm-2mm,角焊为4mm-6mm。

  (2)用手工氩弧焊点焊换热管与管板一端,勿用手工电焊条点焊,另一端用管板端面机去除多余管口。

  (3)胀管要均匀一致,避免有贴胀不紧的情况。

  4.2.2清理要求

  (1)穿管前应严格清理管孔及管口25mm内油污及水分。

  (2)胀完管后,要用丙酮溶液严格清理,确保焊接区域无油污,以免焊接时产生气孔。

  
  5结语

  该产品焊接过程稳定、可靠,操作方便,不仅保证了焊接质量,而且大大降低了焊工的劳动强度,提高了工作效率,有效保证了换热器施工的进度。