管板自动焊论文解析.doc

管板自动焊管头烧穿原因分析及解决方法 单位：生产（设计工艺）部 姓名： 汪 翠 红 管板自动焊管头烧穿原因分析及解决方法 摘要：随着世界化工行业的不断发展、新型式换热设备的不断更新，如何生产出高质量、外观好的换热器成为摆在各家制造单位面前的一个首要难题。本文探讨了换热管与管板自动焊技术的应用，介绍了我厂管板自动焊中出现的问题,然后重点分析了出现这些问题的原因,并制定出了解决问题的思路和方法,从而很大程度上改进了焊接质量和外观。 关键词：管板自动焊；焊缝美观；管头烧穿；定位器改造 1 前言 在化工行业中换热器的应用十分广泛，其类型与结构较多，其中管壳式换热器是最常用的一种。我厂每年生产很多台换热器，一台换热器少则几百个管头,多则几千个管头。换热管与管板的接头焊接工作量相当大，管板接头是换热器制造质量控制的重要环节。据有关资料统计，换热器发生泄漏50%的原因都是由于管子管板焊接接头的焊接质量不过关而引起的。换热器管板与换热管焊接接头不仅数量多，致使操作者劳动强度大，而且质量要求高、操作难度大，常规的手工钨极氩弧焊和焊条电弧焊对人员操作技术要求高，焊接变形大，焊缝外观质量差，易产生气孔，且水压试验一次合格率低，焊接质量得不到有效保障等缺陷已不适应大规模生产制造业发展的需求，随着现代石油化工行业的大力发展，炼厂对压力容器质量要求越来越高，特别是对管头焊接更是提出了严格的质量要求，明确管头焊接使用自动焊，因为管子管板自动焊能够大幅度提高管子与管板接头的焊接质量和工作效率。按这种趋势发展，管子管板自动焊接必然成为换热器管头焊接的主流焊接方法，为此我公司决定全面推广管板自动焊接技术。 本文首先通过对我厂管子管板自动焊现状的了解，找出该造成焊接质量及外观差的问题，并分析可能产生该问题的原因；接下来分别从焊接工艺及坡口型式、管头伸出长度、自动焊机性能、焊接环境以及焊接人员等几个方面分析原因并制定解决方案。 2 管板自动焊管头烧穿问题及原因分析 最近我公司承接的是中国石化安庆分公司炼油催化裂解装置的两台Φ1800的管束制造任务，单台管束的管头数量就有7952根，管板管孔内径为Φ19.25mm，我们按照下图所示制备管板坡口。 设备的各项设计参数如表（1）所示。 表（1） 针对管束的材质规格和设备运行的工艺性能要求等我们制定的管子管板自动焊的焊接工艺如表（2）所示 母材 焊接 方法 焊接位置 填充金属 焊接设备 送丝速度 钢号 规格 牌号 规格 10/16MnⅢ Φ19×2/δ121 GTAW AUTO 水平固定 JM-56 Φ0.8 直流 150～180‰ 预熔电流 预熔时间 基值电流 基值时间 脉冲电流 脉冲时间 焊接电压 机头旋转速度 65～80A 1～2s 30～40A 0.1～0.2s 120～140A 0.1～0.25s 10～20V 110～160‰ 表（2） 我们在焊接试样上按照上述工艺进行施焊，在焊接过程中我们发现有很多管头有烧穿现象，整个焊缝的外观也比较差，如下面图片显示： 针对上述情况，我们查阅了大量的有关资料后分析影响管头烧穿的原因可能有以下几点： 焊接工艺、管板管孔焊接端坡口型式制定是否合理； 管头伸出长度不一致； 自动焊机的运行状态是否正常,自动焊机机头与管板的位置是否固定； 焊接环境是否符合要求； 焊接人员对焊接工艺相关要求熟悉的熟悉程度。 3 工艺试验和措施 3.1 焊接工艺和坡口型式 首先这两台管束的管板和换热管材质规格分别为：δ121，16MnⅢ级锻件和Φ19×2，10无缝钢管，对于这两种规格的管子管板焊接我们有着成熟的焊接工艺评定；并且为了验证是否是管板管孔坡口型式对焊接质量造成了一定的影响，我们按下图所示分别制作了试样一（V型坡口）和试样二（U型坡口），然后分别按照各自适用的焊接工艺进行焊接试验，结果显示不同的管子管板焊接接头坡口型式并不是造成管头烧穿的原因，只要控制好不同的坡口型式能够和对应的焊接工艺配合使用。 3.2 管头伸出长度 在焊接时我们发现管头的伸出长度不一致：图纸上要求伸出长度为3±0.5mm，但是实际上有的管头伸出长度达到4.5mm，管头伸出长度不一致会直接影响焊枪的行走轨迹，从而影响焊接质量。我们分析造成管头伸出长度不一致有两个方面的原因：一是换热管在锯管时由于没有夹紧而出现的下料偏差；二是换热管在穿管回管时人工操作的不精确性造成的管头伸出长度不一致。分析了上述原因后，首先我们对锯管机进行改造，先前的锯管机只是在被切割管子前端和后端有夹紧装置，这样在锯管时就会出现因为管子中间部分没有夹紧而发生下料偏差现象，为了增加夹紧效果，这次我们不仅在中间合适位置加设夹紧装置，同时对管前端的夹紧装