CN112756788A - 一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺 - Google Patents

一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112756788A
CN112756788A CN202110188364.7A CN202110188364A CN112756788A CN 112756788 A CN112756788 A CN 112756788A CN 202110188364 A CN202110188364 A CN 202110188364A CN 112756788 A CN112756788 A CN 112756788A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
heat exchange
exchange tube
tube
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110188364.7A
Other languages
English (en)
Inventor
袁浩
李占雷
奚旭
银润邦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfang Boiler Group Co Ltd
Original Assignee
Dongfang Boiler Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfang Boiler Group Co Ltd filed Critical Dongfang Boiler Group Co Ltd
Priority to CN202110188364.7A priority Critical patent/CN112756788A/zh
Publication of CN112756788A publication Critical patent/CN112756788A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
    • B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，包括以下步骤：A）准备：对管板进行管孔及坡口加工，清理管孔表面及坡口；B）打底焊：将换热管与管板装配，采用电弧焊对坡口根部进行打底焊，在换热管与管板之间形成熔池并填满坡口间隙，形成打底焊缝；C）重熔：采用激光焊将打底焊缝重熔，连续焊接至少一圈；D）填充焊：焊接填充剩余焊缝坡口；本发明能实现焊缝根部全焊透且熔合良好，并消除装配间隙对激光焊的影响，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量。

Description

一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺。
背景技术
热交换器产品管板换热面积较大，换热管数量较多且通常造价昂贵，对管板与换热管封口焊接头密封性要求较高，大多使用在承受震动、冲击载荷等场所；若封口焊出现焊接质量问题，将影响换热面积，造成经济损失，因此换热管与管板焊接工序一直是此类产品的关键工序。
热交换器的管子与管板常采用管板开坡口，焊接方式广泛采用钨极氩弧焊；但当坡口较深（2mm以上）时，焊接时受深而窄的坡口结构影响会出现以下问题：1. 电弧可达性差，焊缝根部的电弧能量较小，无法充分熔合焊缝金属与母材，且无法观察熔池从而无法确认根部熔合情况，致使此类结构普遍存在根部未熔合缺陷，并为了避免换热管焊穿和塌陷，氩弧焊采用的电流不宜过大，易造成熔深较浅，无法通过氩弧焊将根部焊缝再次重熔影响焊缝质量，严重影响设备使用寿命；2.受深坡口结构限制，电弧焊电极轴线与换热管轴线形成难以特定角度的夹角，无法保证根部熔合良好；3.激光焊对装配间隙要求高，通常控制在0.2mm以内，但换热管与管板的最大装配间隙可达0.3mm~0.5mm，直接采用激光焊会造成换热管与管板孔间隙不一致，导致焊穿、焊接过程不稳定、焊缝成型不良等缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，它能实现焊缝根部全焊透且熔合良好，并消除装配间隙对激光焊的影响，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量。
为了达到上述目的，本发明的一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，包括以下步骤：A）准备：对管板进行管孔及坡口加工，清理管孔表面及坡口；其特征在于：B）打底焊：将换热管与管板装配，采用电弧焊对坡口根部进行打底焊，在换热管与管板之间形成熔池并填满坡口间隙，形成打底焊缝；C）重熔：采用激光焊将打底焊缝重熔，连续焊接至少一圈； D）填充焊：焊接填充剩余焊缝坡口；
上述步骤D）中，可采用电弧焊或激光焊填丝的方式焊接填充剩余焊缝坡口；
本发明先采用电弧焊进行打底焊，通过激光焊重熔，最后由电弧焊或激光焊填充的方法进行焊接；激光焊对装配间隙要求高，装配间隙需小于激光光斑的直径，本发明采用电弧焊打底形成的打底焊缝能够消除装配间隙对激光焊的影响，激光焊的能量密度集中并可调控，且激光光束不受深坡口的影响，激光光束能够穿透打底焊缝将根部重熔，且不造成换热管焊穿，从而消除焊缝根部未熔合的缺陷，实现焊缝根部全焊透且熔合良好，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量；
作为本发明的进一步改进，所述步骤B）中，电弧焊时电极与换热管轴线夹角呈12°-17°；步骤C）中，重熔时激光光束与换热管轴线夹角呈10°-15°；适当的夹角，可保证电弧焊的电弧和激光焊的光束聚焦在换热管与管板坡口根部待焊位置上；
作为本发明的进一步改进，在步骤D）后，还设步骤E）：采用电弧焊或激光焊填丝的方式实施盖面焊接；可进一步提高焊缝强度及质量；
综上所述，本发明能实现焊缝根部全焊透且熔合良好，并消除装配间隙对激光焊的影响，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量。
附图说明
图1为实施本发明实施例的主视图。
具体实施方式
下面结合附图，以一种热交换器管板焊试件为例进行说明，对本发明作进一步详细的说明。
该热交换器换热管与管板坡口深度4mm，坡口角度45°，管板材料为Q345R，厚度为30mm，换热管材料为SA-556C2，规格为φ16×2.3。具体实施过程如下：
该实施例的一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，包括以下步骤：A）准备：对管板进行管孔及坡口加工，清理管孔表面及坡口； B）打底焊：如图1所示，将换热管1与管板2装配，采用电弧焊中的钨极氩弧焊对坡口根部进行打底焊，钨极3与换热管轴线夹角a呈12°-17°，在换热管1与管板之2间形成熔池并填满坡口间隙，形成打底焊缝4；C）重熔：采用激光焊将打底焊缝4重熔，激光光束与换热管轴线夹角b呈10°-15°,连续焊接一圈或两圈； D）填充焊：采用氩弧焊填丝的方式焊接填充剩余焊缝坡口，形成填充层5；E）盖面焊：采用氩弧焊填丝的方式实施盖面焊接，形成盖面层6；
焊接工艺参数为：
打底焊：基值电流/时间：80-120A/150-200ms，峰值电流/时间：140-190A/150-200ms，电压：9-14V，焊接速度：90-130mm/min，氩气流量：8-10L/min；
激光重熔：激光功率1000W，焊接速度：1.5m/min，离焦量：+2mm，保护气体流量7~8L/min；
填充焊及盖面焊：基值电流/时间：90-130A/150-200ms，峰值电流/时间：160-210A/150-200ms，电压：9-14V，焊接速度：90-130mm/min，氩气流量：8-10L/min，送丝速度：700-1000mm/min；
本发明先采用电弧焊进行打底焊，通过激光焊重熔，最后由电弧焊填充的方法进行焊接；激光焊对装配间隙要求高，装配间隙需小于激光光斑的直径，本发明采用电弧焊打底形成的打底焊缝能够消除装配间隙对激光焊的影响，激光焊的能量密度集中并可调控，且激光光束不受深坡口的影响，激光光束能够穿透打底焊缝将根部重熔，且不造成换热管焊穿，从而消除焊缝根部未熔合的缺陷，实现焊缝根部全焊透且熔合良好，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量；焊接接头做如下性能测试：
1）对焊缝进行射线探伤检验，满足NB/T47013.2 II合格。
2）在光学显微镜下观察焊缝的宏观试验，结果表明焊缝根部全焊透且熔合良好，焊缝内部无缺陷；
3）焊缝进行拉脱力试验，满足设计要求。
本发明所述的坡口可以是V型，也可以是其他结构的坡口形式；打底焊时可填丝或不填丝；激光焊时可带光斑摆动或不摆动功能进行焊接；填充及盖面焊也可采用激光焊。

Claims (4)

1.一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，包括以下步骤：A）准备：对管板进行管孔及坡口加工，清理管孔表面及坡口；其特征在于：B）打底焊：将换热管与管板装配，采用电弧焊对坡口根部进行打底焊，在换热管与管板之间形成熔池并填满坡口间隙，形成打底焊缝；C）重熔：采用激光焊将打底焊缝重熔，连续焊接至少一圈； D）填充焊：焊接填充剩余焊缝坡口。
2.根据权利要求1所述的一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，其特征在于：所述步骤D）中，采用电弧焊或激光焊填丝的方式焊接填充剩余焊缝坡口。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，其特征在于：所述步骤B）中，电弧焊时电极与换热管轴线夹角呈12°-17°；步骤C）中，重熔时激光光束与换热管轴线夹角呈10°-15°。
4.根据权利要求3所述的一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，其特征在于：在步骤D）后，还设步骤E）：采用电弧焊或激光焊填丝的方式实施盖面焊接。
CN202110188364.7A 2021-02-19 2021-02-19 一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺 Pending CN112756788A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110188364.7A CN112756788A (zh) 2021-02-19 2021-02-19 一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110188364.7A CN112756788A (zh) 2021-02-19 2021-02-19 一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112756788A true CN112756788A (zh) 2021-05-07

Family

ID=75703707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110188364.7A Pending CN112756788A (zh) 2021-02-19 2021-02-19 一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112756788A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113523574A (zh) * 2021-07-15 2021-10-22 唐山开元焊接自动化技术研究所有限公司 一种船用管件全熔透焊接方法
CN113814529A (zh) * 2021-08-31 2021-12-21 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 锆合金管、板间封口焊的焊接方法
CN114211120A (zh) * 2021-12-31 2022-03-22 中核武汉核电运行技术股份有限公司 一种蒸汽发生器管子-管板接头、焊接装置和焊接工艺

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09168819A (ja) * 1995-12-20 1997-06-30 Nkk Corp 溶接鋼管の製造方法
US20040099644A1 (en) * 2002-10-18 2004-05-27 Allen John R. System and method for post weld conditioning
CN102717175A (zh) * 2012-06-20 2012-10-10 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法
CN105458507A (zh) * 2015-12-23 2016-04-06 中国石油天然气股份有限公司 一种管线环焊接头的强化方法
CN109175705A (zh) * 2018-11-18 2019-01-11 中车长春轨道客车股份有限公司 不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺
CN110293322A (zh) * 2019-07-01 2019-10-01 武汉金顿激光科技有限公司 一种马氏体沉淀硬化不锈钢的激光电弧复合焊接方法
CN111774699A (zh) * 2020-06-02 2020-10-16 上海蓝滨石化设备有限责任公司 一种硫冷凝器管头结构及其焊接方法
CN111843125A (zh) * 2020-07-08 2020-10-30 浙江东南网架股份有限公司 不锈钢构件焊缝熔透焊接的施工工艺
CN112122865A (zh) * 2020-08-26 2020-12-25 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种异种钢开坡口管板与换热管封口焊工艺
CN112318068A (zh) * 2020-09-30 2021-02-05 沈阳晨光弗泰波纹管有限公司 具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09168819A (ja) * 1995-12-20 1997-06-30 Nkk Corp 溶接鋼管の製造方法
US20040099644A1 (en) * 2002-10-18 2004-05-27 Allen John R. System and method for post weld conditioning
CN102717175A (zh) * 2012-06-20 2012-10-10 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法
CN105458507A (zh) * 2015-12-23 2016-04-06 中国石油天然气股份有限公司 一种管线环焊接头的强化方法
CN109175705A (zh) * 2018-11-18 2019-01-11 中车长春轨道客车股份有限公司 不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺
CN110293322A (zh) * 2019-07-01 2019-10-01 武汉金顿激光科技有限公司 一种马氏体沉淀硬化不锈钢的激光电弧复合焊接方法
CN111774699A (zh) * 2020-06-02 2020-10-16 上海蓝滨石化设备有限责任公司 一种硫冷凝器管头结构及其焊接方法
CN111843125A (zh) * 2020-07-08 2020-10-30 浙江东南网架股份有限公司 不锈钢构件焊缝熔透焊接的施工工艺
CN112122865A (zh) * 2020-08-26 2020-12-25 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种异种钢开坡口管板与换热管封口焊工艺
CN112318068A (zh) * 2020-09-30 2021-02-05 沈阳晨光弗泰波纹管有限公司 具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈小明等: "高压加热器管板不锈钢堆焊层与碳钢管子封口焊工艺", 《机械制造文摘(焊接分册)》 *
高骥天等: "超大尺寸3D打印成型钛合金叶片性能组织分析", 《电焊机》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113523574A (zh) * 2021-07-15 2021-10-22 唐山开元焊接自动化技术研究所有限公司 一种船用管件全熔透焊接方法
CN113814529A (zh) * 2021-08-31 2021-12-21 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 锆合金管、板间封口焊的焊接方法
CN114211120A (zh) * 2021-12-31 2022-03-22 中核武汉核电运行技术股份有限公司 一种蒸汽发生器管子-管板接头、焊接装置和焊接工艺
CN114211120B (zh) * 2021-12-31 2024-01-12 中核武汉核电运行技术股份有限公司 一种用于压水堆核电站的蒸汽发生器管子-管板接头

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112756788A (zh) 一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺
CN102310289B (zh) 混合激光弧焊接工艺和设备
CN1038913C (zh) 通过电弧熔化焊连接金属零件的方法
CN103418916B (zh) 复合式激光电弧焊接工艺和设备
JP5602458B2 (ja) タングステン−不活性ガス溶接法によって２つの金属部分を結合するための方法ならびに該方法を実施するための装置
EP2404695B1 (en) Methof of welding at least two workpieces by double hybrid laser arc welding
CN111545912A (zh) 一种铝合金厚壁构件的窄间隙激光圆形振荡运动填丝焊接方法
CN112122865B (zh) 一种异种钢开坡口管板与换热管封口焊工艺
JP2003088968A (ja) ワークの溶接方法
RU2660791C1 (ru) Способ лазерно-дуговой сварки стыка заготовок из углеродистой стали с толщиной стенок 10-45 мм
CN111185666B (zh) 一种扫描激光-tig电弧复合深熔焊接方法
JP2004306084A (ja) レーザ溶接とア−ク溶接の複合溶接方法
CN111515540B (zh) 一种薄板t型接头双侧激光熔丝焊接装置及焊接方法
CN110238525A (zh) 一种低碳钢与铸铁的异种金属焊接方法
CN103831533A (zh) 钛合金激光－mig复合焊接方法
CN107639344A (zh) 一种镀锌钢板双光束激光叠接焊接方法与系统
CN108941914A (zh) 一种中厚板铝合金双面对称激光复合填丝电弧焊接方法
KR20120135966A (ko) 스폿 용접용 전극
CN115070207A (zh) 一种电池盖板焊接方法
JP3767374B2 (ja) 突合わせ溶接方法及び溶接結合薄鋼板
CN111604597B (zh) 一种k型接头双电弧预热激光摆动焊接方法
CN114932314A (zh) 一种密封钉的激光焊接方法
CN114054955A (zh) 一种中厚板海洋平台用钢激光-电弧复合焊接工艺
CN110560869A (zh) 一种消除根部缺陷的铝合金真空电子束焊接方法
CN114192983A (zh) 一种激光自熔焊接方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210507