[發(fā)明專利]一種鈦管與管板的焊接工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410361935.2
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104259645A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯國亭
• 申請（專利權(quán)）人: 舞鋼神州重工金屬復(fù)合材料有限公司
• 主分類號: B23K20/08
• 分類號: B23K20/08;B23K20/24
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 亢志民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及爆炸焊接技術(shù)和設(shè)備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種利用爆炸焊接技術(shù)實現(xiàn)的鈦管與管板的焊接工藝。

背景技術(shù)

換熱器在國民經(jīng)濟發(fā)展中，特別是在石油、化工、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。而在換熱器的生產(chǎn)中，換熱管與管板之間的連接方式和連接質(zhì)量決定了換熱器的質(zhì)量優(yōu)劣和使用壽命，也是換熱器制造過程中至關(guān)重要的關(guān)鍵工藝。生產(chǎn)實踐證明，換熱器的失效或報廢多是由換熱管與管板的連接破斷引起的。因此，換熱管和管板的連接工藝及質(zhì)量控制就成為換熱器質(zhì)量保證體系中最重要的關(guān)鍵點。目前，對于碳鋼、不銹鋼換熱管與碳鋼、不銹鋼管板的連接方式主要有：焊接法、脹接法和脹接加焊接法等。而在現(xiàn)有傳統(tǒng)連接法中，管與管板的焊接法或脹接加焊接法是目前工藝最成熟、應(yīng)用最廣泛、密封性最好、可靠性最高的連接方法。

對于同質(zhì)或相溶的換熱管和管板連接可以采用焊接或脹接加焊接的方法，但對不相容的換熱管和管板如鈦管與碳鋼或不銹鋼管板的連接，就無法采用現(xiàn)有成熟的焊接或脹接加焊接工藝完成。針對此項技術(shù)難題，有關(guān)工程技術(shù)人員研究開發(fā)了爆炸焊接換熱管與管板的連接，取得了預(yù)期的理論成果。已發(fā)表的文獻《高壓換熱器鈦管-管板爆炸焊接模擬與實驗》一文（壓力容器2011.11）,對爆炸焊接管與管板進行了計算機模擬，并成功的使壁厚1-2mm的鈦管與普通碳鋼管板焊接。上文只對薄壁鈦管和管板進行了計算機模擬和實驗，對于壁厚大于2mm的鈦管和管板的爆炸焊接未提供任何理論和實驗數(shù)據(jù)，這和鈦管壁厚增大，相應(yīng)炸藥量增多，而無法控制管橋變形不無關(guān)系。爆炸焊接理論和實踐專著（爆炸焊接和爆炸復(fù)合材料的原理及應(yīng)用2007.4）一書（P357-359）介紹了國外管與管板爆炸焊接的方法以及對此項爆炸技術(shù)研究的最新成果,特別舉例說明了不同質(zhì)難容金屬如鈦管和不銹鋼管板直接爆炸焊接的研究成果，為拓展換熱器生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域,指明了新的發(fā)展思路。

盡管利用爆炸焊接技術(shù)可以實現(xiàn)鈦管與碳鋼、不銹鋼管板的焊接，但仍然存在很多技術(shù)難題和生產(chǎn)效率低下等問題。其一，在爆炸焊接管壁大于2mm的鈦管時，管橋的變形難以控制，現(xiàn)場的安裝繁瑣復(fù)雜；其二，炸藥的布置比較困難，裝藥效率低、爆炸復(fù)合后管與管板的吊裝、固定也較復(fù)雜。采用本發(fā)明所述工藝方法，不但可以減少運輸成本，甚至不需要專有的爆炸焊接基地就能進行爆炸焊接作業(yè)，并且所述發(fā)明工藝簡單、操作簡便，可實現(xiàn)在工廠內(nèi)部完成鈦管與碳鋼、不銹鋼管板的爆炸加工過程，可大大節(jié)約生產(chǎn)成本、增加生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容??

本發(fā)明的的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足提供一種簡單易行的利用爆炸焊接技術(shù)實現(xiàn)換熱鈦管與管板的焊接工藝，此工藝簡化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，保證管與管板的焊接質(zhì)量和密封性，提高換熱器的服役周期。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種鈦管與管板的焊接工藝，該工藝包括以下步驟：

步驟1：按換熱器設(shè)計圖紙要求，選用符合要求的鈦管和管板，在鈦管上鈦管與管板預(yù)裝配部位做出標(biāo)記，鈦管上標(biāo)記長度與管板厚度相同；

步驟2：選用預(yù)復(fù)合的復(fù)層管，其材質(zhì)同于或類于管板材質(zhì)，長度和鈦管標(biāo)記長度相同；

步驟3：車削鈦管標(biāo)記部位至鈦管壁厚的1/3處，標(biāo)記部位的一端有45⁰倒角，拋光車削部位至粗糙度1.6um；

步驟4：車削復(fù)層管并拋光至粗糙度1.6um以下，保持復(fù)層管內(nèi)徑大于鈦管外徑0.8-1.0mm；

步驟5：選用硬質(zhì)實心木棒或膠棒，保證木棒或膠棒同鈦管內(nèi)徑實現(xiàn)緊配合，長度大于鈦管標(biāo)記長度10mm，使用專用工具壓入木棒或膠棒至鈦管標(biāo)記部位，以防爆炸焊接時鈦管變形；

步驟6：使用爆炸焊接方法把復(fù)層管焊接到鈦管上形成鈦復(fù)合管；

步驟7：車削鈦復(fù)合管至規(guī)定尺寸；

步驟8：把鈦復(fù)合管裝配到管板孔內(nèi)，使用焊接工藝完成鈦管和碳鋼、不銹鋼管板的焊接。

本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下：