[其他]焊接接頭

無效

• 申請號: 85108448
• 申請日: 1985-10-12
• 公開（公告）號: CN85108448A
• 公開（公告）日: 1986-08-13
• 發明（設計）人: 海因茨·沙爾巴赫
• 申請（專利權）人: 肯納科特公司
• 主分類號: B23K33/00
• 分類號: B23K33/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹永來

本發明一般涉及通過焊接連接不同金屬的領域，尤其涉及通過焊接連接不同金屬以產生這樣一個焊接接頭的領域。即這個焊接接頭可以有一層玻璃或搪瓷的覆蓋層，在由這個焊接接頭連接的兩種不同金屬之間，不同溫差率所產生的金屬膨脹和收縮不會引起覆蓋層的破壞。

在化學工業中，需要使用化學反應容器。這樣的容器可以由低碳鋼或介于低碳到中碳之間各種牌號鋼制成。化學反應容器一個常見的結構是：例如用端蓋封閉圓筒兩端這樣的容器。端蓋一般被焊接到由軋制鋼板制成的中空圓筒上。然后各種管道附屬裝置（諸如法蘭）被焊接到上述化學反應器器壁的各個通孔上，形成通道口。根據需要，所說通孔可以穿過端蓋或圓筒。設置上述通道口的目的是：為化學反應容器中加工的原料提供一個進出口裝置和把工藝設備、測量裝置放入化學反應容器中，并為檢查、維修和清掃化學反應容器內部提供一個通道。

在某些情況下，一般可通過公知的工藝方法，在上述化學反應容器內部覆蓋一玻璃或搪瓷覆蓋層，也就是將玻璃或搪瓷熔合到構成上述容器內壁的金屬表面上以及鄰近管道附屬裝置的內表面上。設置該覆蓋層的目的是防止由上述化學反應容器內進行的化學反應和工藝所產生的副作用直接接觸用于構成容器的金屬。所說的副作用可能是;例如腐蝕，侵蝕和/或磨蝕。

許多情況下，需要化學反應容器在其內部處于高壓條件下工作。對于一個適合承受這樣高壓的化學反應容器，當化學反應所產生的副作用出現時，該反應容器需要有嚴格的設計標準。首先，制造化學反應容器圓筒的鋼必須仔細地控制碳和合金元素的范圍，并且沒有諸如縮松，層疊，裂紋之類的缺陷，同時還要嚴格控制退火和消除應力。當這樣的鋼本身相互焊接時，還必須提供特殊的操作技術才能保證焊縫的高度完善性。

其次，由于盤形端蓋具有特殊的技術要求，所以，也可能需要使端蓋鋼的成份（包括含碳量合金元素的種類和/或其含量）不同于容器主體所使用鋼的成份。在某些情況下，也可能需要使用與低碳鋼不同的低直至中合金鋼。

再次，管道附屬裝置可能需要用其它各種鋼或其它各種金屬制造。這些鋼或金屬具有不同含碳量、不同的合金元素含量和/或合金元素的成份。

在制造上述反應容器時，通常將端蓋焊接到反應容器的圓筒上，形成一個封閉容器。然后將管道附屬裝置焊接到端蓋和/或圓筒上。在大多數情況下，上述焊接需要考慮不同金屬的相互焊接。

一旦反應容器焊好后，便將全部內焊接表面磨光，并在將暴露在反應容器內所進行的化學反應和工藝之中的全部表面覆蓋一層玻璃或搪瓷覆蓋層。該覆蓋層當然也必須將焊縫覆蓋。

熔合到金屬上的玻璃或搪瓷覆蓋層需按照一定的配方制造，以便當其置于不同溫度時，能夠比較均勻地膨脹和收縮。這些按照一定配方制造的覆蓋層，其膨脹和收縮系數一般應和其所覆蓋的金屬膨脹和收縮系數一樣。但這在焊縫處就出現了問題。雖然覆蓋層能夠承受一般以線性方向施加的均勻應力，但局部不規則和/或不穩定的應力卻經常會引起覆蓋層破裂。這樣的應力是由焊接不同金屬引起的。因為當不同金屬通過焊接相互混合時，在鄰近焊縫處形成長大的枝狀結構，而這些枝狀結構是不規則和不穩定的。正是由于這些枝狀結構不規則不穩定的影響，才產生了上述應力。上述應力也可以由不同金屬的不同膨脹和收縮系數所產生，而且焊縫越寬越深，這樣的應力就變得越大。這個問題在連接較厚金屬元件時，將會遇到。由于不規則的枝狀結構和不穩定的局部晶界的存在，焊縫的膨脹和收縮一般不是線性的，而是形成復雜的應力分布型式。這些應力分布型式在焊接接頭的每一點都不一樣。這樣的應力分布型式引起或增加了玻璃或搪瓷覆蓋層剝落或破裂的傾向。結果覆蓋層下面的金屬表面便暴露在發生于反應器內的化學反應副作用作用之下。

因此，有必要設計這樣一個在兩種不同金屬之間的焊縫，即該焊縫不會沿焊接區的晶界形成無規則、長大的枝狀結構，以便當溫差所引起的膨脹和收縮現象發生時，能夠排除或大大減少復雜，局部，無規則的應力分布型式，使更多的應力分布型式趨向于線性應力分布型式。這樣的焊接接頭可由本發明提供。

在一個接合面處，通過對接兩個不同金屬的元件，在這兩個元件之間形成一個焊縫。所說接合面是一復合平面光滑面。它在每個元件的端面，并分別垂直于每個元件的主平面。兩個相互配合的平面光滑面通過一種可以基本上消除兩種不同金屬相互混合的方法焊接。構成這種焊縫不需要用金屬填充物。能夠進行這樣焊接的公知最佳方法有，例如電子束焊，激光焊，爆炸焊。上述這些方法都需在真空狀態下進行。其它能夠適應本發明的焊接方法有熱絲等離子體焊，摩擦焊及壓力焊。