航天航空產品中經常選用不同規格的小口徑導管（壁厚為1～2mm）作為連接之用。不銹鋼導管與球頭接嘴進行對接焊，材質均為06Cr18Ni11Ti。要求焊縫具有致密、耐高壓、高溫和耐蝕性。以往導管焊接均采用手工鎢(wu)極(ji)氬弧焊，但焊縫內部易出現未焊透、鎢極夾渣及氣孔等缺陷，影響導管焊接質量的穩定性。為了確保導管焊接質量，采用了進口的機械化鎢極氬弧焊全位置焊機。該設備由焊接電源和焊接機頭兩部分組成。電源部分具有脈沖電流和程序控制的功能，可以調節和控制焊接速度、焊接電流、焊接時間以及保護氣體提前和滯后流通時間等參數。施焊前，將不銹鋼管(guan)與鋼管或鋼管與球頭接嘴裝夾固定在焊接機頭中，焊接機頭上裝有鎢極，機頭能自動沿待焊處作360°圓周旋轉并進行焊接。施焊時不加填充焊絲，靠待焊處金屬自行熔化，實現單面焊雙面成形的工藝。該設備操作方便、穩定性好、再現性好，適用于不同口徑導管的對接焊。


施(shi)焊(han)過程(cheng)中不加填充焊(han)絲(si)，要(yao)達到導(dao)管焊(han)接單面(mian)焊(han)雙面(mian)成形的目(mu)的，具(ju)有一定(ding)的難度。所(suo)以(yi)對導(dao)管裝(zhuang)配有獨特的要(yao)求(qiu)：


  1. 要求導管兩端和球頭接(jie)嘴均需經過機械加工，兩者(zhe)壁厚(hou)要均勻(yun)一致。


  2. 焊接端面應(ying)垂直，導管與球頭接嘴(zui)的中(zhong)心為一直線，位移量(liang)不能超(chao)過0.3mm，否(fou)則將直接影響(xiang)導管焊縫成形，通常用芯(xin)棒來保證。


  3. 無(wu)論導(dao)管待焊(han)(han)端面或球頭(tou)接(jie)(jie)嘴待焊(han)(han)處都不(bu)允許有倒角加工(gong)面，不(bu)然焊(han)(han)縫厚度(du)達(da)不(bu)到(dao)要求，直接(jie)(jie)影響焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的力學(xue)性能。


  4. 對裝(zhuang)配間(jian)隙有嚴格要求，裝(zhuang)配間(jian)隙不大(da)于0.1mm時，可以獲得(de)優(you)質的焊縫；若間(jian)隙達到或超過0.15mm時，將出現未焊透的缺陷。


  焊接(jie)參數(shu)對(dui)焊接(jie)質量(liang)的(de)影響(xiang)頗大，其中峰值(zhi)電流在每個(ge)焊接(jie)區域（導管(guan)固定不動，焊接(jie)分上、下、左(zuo)、右(you)4個(ge)區）的(de)變(bian)化值(zhi)、引弧間(jian)隙、氣體流量(liang)、鎢極直徑等(deng)參數(shu)變(bian)化的(de)影響(xiang)較為突出(chu)。經過(guo)一系列的(de)焊接(jie)工藝試驗得(de)出(chu)表(biao)3-68的(de)數(shu)值(zhi)。



  用表(biao)中(zhong)數據焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)了(le)數百根導(dao)管焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)，經X光射(she)線檢測，沒有(you)發現裂紋、未熔合(he)、未焊(han)(han)(han)透等(deng)缺(que)陷(xian)，X光底片按QJ1842-1995中(zhong)I級評定，合(he)格率為99.4％。對(dui)(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)、一次(ci)補焊(han)(han)(han)和二次(ci)補焊(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)進行(xing)(xing)了(le)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度試驗(yan)(yan)見(jian)表(biao)3-69。從表(biao)中(zhong)可以(yi)看出，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度值均超過母材(cai)金屬抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度下限值（560MPa）。對(dui)(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)進行(xing)(xing)了(le)晶間腐蝕(shi)試驗(yan)(yan)，按《不銹鋼(gang)硫酸-硫酸銅腐蝕(shi)驗(yan)(yan)方法》進行(xing)(xing)考(kao)核，全(quan)部通過。


表 69.jpg


  綜上(shang)所述，用鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)全(quan)位置焊(han)(han)接的06Cr18Ni11Ti不銹鋼導(dao)管焊(han)(han)接接頭(tou)，無論焊(han)(han)縫(feng)外觀質量(liang)還是焊(han)(han)縫(feng)內部質量(liang)均優于手工鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)，在產品上(shang)得到(dao)廣(guang)泛地應用。