全位置自动管板焊系统在电建冷凝器制造中的应用

摘要：本文结合电建行业冷凝器的制造特点，较系统的介绍了全位置自动管板焊在其制造中的应用。

关键词：电建   冷凝器    全位置   管板焊

Abstract: This article base on the structure of  electric power construction, then focus on tube to sheet orbit automatic welding practical application in this area.

Key words: Electric power construction   Condensator  Orbit welding  Tube to sheet welding

引言  

近年来，为了满足工业迅速发展用电量的需求，全国各地抓紧建设新建电厂及电厂增容项目，而其中大型冷凝器的制造尤为重要。原先冷凝器的制造采用紫铜管涨接工艺，设备长时间服役后会产生铜绿及铜管涨接处泄漏问题，从而严重影响换热效率和使用寿命，后期维修成本高。因而目前该冷凝器换热管在沿海为了防止Cl-腐蚀，改为Ti合金，内地改为奥氏体耐蚀不锈钢，采用强度涨接加密封焊工艺，彻底解决泄漏问题。整个冷凝器管板焊口数量多达4~8万个，工作量大，手工操作难度大，工期紧，焊缝质量要求高，诸多因素决定了采用全位置自动管板焊设备焊接电建行业冷凝器势在必行。本文着重介绍了全位置自动管板焊的特点及应用情况。

1 冷凝器结构形式

管板厚度30-50mm，材料为304不锈钢或复合板（基层为16Mn覆层为5mmTi合金）。换热管材料和管板材料一致，为304不锈钢或Ti合金，规格一般为Φ25×0.5、Φ25×0.7。联接方式为强度涨加密封焊，具体结构见示意图1. 管口伸出0-0.5mm，管口处全程贴涨30mm左右。

 

图1 管板结构示意

1) 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见图2。

 

图2 全位置焊接熔池受力示意图

由图可见，重力在各点对焊缝成型影响不一样：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，造成焊缝成型不均匀。

为了减小熔池受重力因素的影响，全位置管板焊易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，外观成型均匀的焊缝。 

2) 电建行业的冷凝器管板焊接对自动化设备的要求

根据冷凝器结构形式，采用自熔不加丝脉冲TIG自动焊工艺，自动焊设备包括焊接电源及枪头，具体要求如下：

对焊接程控电源的要求

a) 电源应具备提前送气、滞后送气、高频起弧、脉冲电流调节、自动旋转、记数、电流衰减等功能。

b) 电源可编程记忆，要有人性化的编程界面，操作简单，使用方便。

c) 电源应有高性能Multi-cpu系统，响应速度快，控制精度高，性能稳定，焊缝重现性好。

对管板焊枪头的要求：

a) 应有可靠的定位装置，且定位快捷。

b) 应有可靠的气体保护装置。

c) 结构紧凑，精度高。

d) 焊枪要有外部循环水冷，满足长时间工作要求。

e) 重量轻，减轻劳动强度。 nextpage

2 冷凝器装配、清理及现场施工要求

1)  装配要求：

a) 管板伸出管口长度应严格控制0-0.5mm

b) 一端涨好后，另一端应用管板端面机去除多余管口。

c) 涨管要均匀一致，避免有贴涨不紧的情况。

2) 清理要求：

a) 穿管前应严格清理管孔及管口25mm内油污及水分

b) 涨完管口后，要用有机溶剂严格清理确保焊接区域无油污，以免焊接时产生气孔。

3) 现场施工要求：

a) 在现场应搭建蓬布，防止管板吸收水分。

b) 在一端施工时，另一端管口最好封起来，防止穿管风影响电弧稳定

3 焊接工艺及效率

焊接工艺参数表（Φ25*0.7管子）

提前送气s

滞后送气s

峰值电流A

基值电流A

脉宽比

脉冲频率Hz

焊接速度cm/min

衰减时间s

Ar气体纯度%

气体流量L/min

5-20

5-20

110-120

28-30

1：1

10

210-230

5

99.99

10-15

以焊接Φ25的管口为例，焊接一个管口的时间为30-50s，8小时可焊管口数500-800个。

4 焊接结果

电建行业冷凝器采用全位置自动管板焊设备经现场施工焊接见图3，焊缝效果见图4。

 

图3  现场施工

 

图4  焊缝效果

a) 焊缝成型美观、焊缝为银白色；

b) 焊接质量高、焊接重现性好；

c) PT 着色检查无气孔、裂纹；

d) 经现场水压试验合格；

e) 焊接效率高。

5 结束语

电建行业冷凝器的管口焊接由于采用了全位置自动管板焊，不仅可靠的保证了焊接质量，而且大大降低了操作者的劳动程度，提高了工作效率，有效的保证了冷凝器施工的进度。