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管板焊接方法

工業(yè)鍋爐行業(yè)內(nèi)，管與管板的焊接大多采用手工電弧焊。用這種焊接方法通常要將工件(鍋筒)豎起來(對(duì)于較大較長的筒體，有時(shí)還要求挖坑)，焊工操作時(shí)有一定的危險(xiǎn)性，而且這一焊接方式容易損傷管頭，咬邊較多，容易造成管頭的焊接熱影響區(qū)重疊，甚至焊縫粘連;當(dāng)采用手工全位置焊接方法時(shí)，受焊工操作水平的影響，焊縫成形相當(dāng)難看。除此之外，也有許多廠家采用C02氣體保護(hù)焊，而這種焊接方法對(duì)管頭破損較大，且焊縫過寬，易造成焊縫粘連。所以現(xiàn)在很多廠家開始采用管.管板全自動(dòng)脈沖鎢極弧焊【lJ。使用管.管板全自動(dòng)脈沖鎢極弧焊工藝與手工焊相比有以下明顯優(yōu)勢(shì):

(1)節(jié)省焊材，焊條只有1/4--1/5的浪費(fèi);

(2)省電，①O.8焊絲的電流密度明顯高于手工焊條;

(3)勞動(dòng)強(qiáng)度低，改善工人工作環(huán)境;

(4)焊縫成形好，質(zhì)量不受焊工操作水平的影響;

(5)有利于提升企業(yè)形象，增加產(chǎn)品競爭力。管.管板全自動(dòng)鎢極弧焊可以替代手工焊，成為鍋爐、壓力容器、石化等相關(guān)行業(yè)的一種專用工藝，是一種節(jié)能環(huán)保型工引2，3】。全自動(dòng)脈沖管板弧焊機(jī)，具有可編程序控制儲(chǔ)存器、氣保護(hù)裝置、變頻引弧裝置、自動(dòng)衰減回路、提前及延s時(shí)供氣回路，只要按程序啟動(dòng)，整個(gè)環(huán)焊縫的焊接過程就會(huì)自動(dòng)完成。所以在焊接過程中要注意以下幾點(diǎn)【4】:

(1)焊接時(shí)，機(jī)頭平衡器的三點(diǎn)與管板必須接觸良好，同時(shí)三點(diǎn)的距離要求相等，這樣焊出的焊縫光滑平整、無d毛邊。

(2)認(rèn)真做好焊接準(zhǔn)備工作，特別是穿管前、脹管切管后的清理和焊前清理，確保焊口的清潔。

(3)確保脹切管的質(zhì)量。脹管時(shí)應(yīng)避免過脹、欠脹和漏脹，切管時(shí)應(yīng)使切口端面平整，避免卷邊、毛刺。

(4)焊接時(shí)如果鎢極尖d端變圓，焊弧的方向就會(huì)改變，焊縫就不圓滑，焊縫帶毛邊時(shí)要及時(shí)更換鎢極?？傊詣?dòng)脈沖控制弧焊在管與管板的焊接中有較廣泛的應(yīng)用前景。

    自動(dòng)焊接設(shè)備包括焊接能源設(shè)備、焊接機(jī)頭和焊接控制系統(tǒng)。

      ①焊接能源設(shè)備:用于提供焊接所需的能量。常用的是各種弧焊電源，也稱電焊機(jī)。它的空載電壓為60~100伏，工作電壓為25~45伏特，輸出電流為50~1000安。手工電弧焊時(shí)，弧長常發(fā)生變化，引起焊接電壓變化。為使焊接電流穩(wěn)定，所用弧焊電源的外特性應(yīng)是陡降的，即隨著輸出電壓的變化，輸出電流的變化應(yīng)很小。熔化極氣體保護(hù)電弧焊和埋弧焊可采用平特性電源，它的輸出電壓在電流變化時(shí)變化很小。弧焊電源一般有弧焊變壓器、直流弧焊發(fā)電機(jī)和弧焊整流器?；『缸儔浩魈峁┑氖墙涣麟姡瑧?yīng)用較廣。直流弧焊發(fā)電機(jī)提供直流電，制造較復(fù)雜，消耗材料較多且效率較低，有漸被弧焊整流器取代的趨勢(shì)。弧焊整流器是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的直流弧焊電源，采用硅二極管或可控硅作整流器。60年代出現(xiàn)的用大功率晶體管組成的晶體管式弧焊電源，能獲得較高的控制精度和優(yōu)良的性能，但成本較高。電阻焊的焊接能源設(shè)備中較簡單的是電阻焊變壓器，空載電壓范圍為1~36伏，電流從幾千到幾萬安。配用這種焊接能源設(shè)備的焊機(jī)稱為交流電阻焊機(jī)。其他還有低頻電阻焊機(jī)、直流脈沖電阻焊機(jī)、電容儲(chǔ)能電阻焊機(jī)和次級(jí)整流電阻焊機(jī)，自動(dòng)焊接設(shè)備

      ②焊接機(jī)頭:它的作用是將焊接能源設(shè)備輸出的能量轉(zhuǎn)換成焊接熱，并不斷送進(jìn)焊接材料，同時(shí)機(jī)頭自身向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)焊接。手工電弧焊用的電焊鉗，隨電焊條的熔化，須不斷手動(dòng)向下送進(jìn)電焊條，并向前移動(dòng)形成焊縫。自動(dòng)焊接機(jī)有自動(dòng)送進(jìn)焊絲機(jī)構(gòu)，并有機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)使機(jī)頭向前移動(dòng)。常用的有小車式和懸掛式機(jī)頭兩種。電阻點(diǎn)焊和凸焊的焊接機(jī)頭是電極及其加壓機(jī)構(gòu)，用以對(duì)工件施加壓力和通電。縫焊另有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以帶動(dòng)工件移動(dòng)。對(duì)焊時(shí)需要有靜、動(dòng)夾具和夾具夾緊機(jī)構(gòu)，以及移動(dòng)夾具和頂鍛機(jī)構(gòu)。

      ③焊接控制系統(tǒng):它的作用是控制整個(gè)焊接過程，包括控制焊接程序和焊接規(guī)范參數(shù)。一般的交流弧焊機(jī)沒有控制系統(tǒng)。高效或精密焊機(jī)用電子電路、數(shù)字電路和微處理機(jī)控制。

電容儲(chǔ)能點(diǎn)焊機(jī)的電場(chǎng)和電流場(chǎng)

    電容儲(chǔ)能點(diǎn)焊機(jī)焊接時(shí)決定電流和電流密度的是電場(chǎng)分布，它是影響熱源強(qiáng)度的重要因素。因此，研究點(diǎn)焊電場(chǎng)分布對(duì)了解和控制熔核形成與長大具有重要意義。

    影響電流分布的因素很多，其中主要有焊件和電極的形狀、尺寸及溫度分布等。由于電極-焊件和焊件-焊件間的接觸面積比焊件本身小得多，因此電流不僅流過以接觸面為底的圓柱體內(nèi)，在圓柱體以外電場(chǎng)的作用也會(huì)使不同點(diǎn)的帶電粒子具備相應(yīng)運(yùn)動(dòng)與傳輸能量的能力，使電流線垂直等勢(shì)面向外擴(kuò)展，電流線得以重新分布。

    電流密度分布的不均勻性與電極直徑和焊件厚度之比有關(guān)，比值越大電流密度分布越趨向均勻。溫度分布的變化會(huì)引起電場(chǎng)的變化，溫度升高，電阻率增大，電流密度減小。