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摘要:介绍了由AH32制成、受高压筒体的消声器纵、环焊缝的焊接,采用单面焊双面成形技术和合理的焊接工艺,获得成功。
: s! `; l* s) q& u- K7 l关键词:封闭式 消声器 AH32 纵、环焊缝 焊接工艺
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' U* \# p/ r! a2 n6 Y6 }8 g7 X* @前 言 + v7 e0 H- c" _4 ]4 Z, \! U
; t% [' b: V& I某产品所用消声器,以降噪音为目的,设计采用封闭式结构,见图1。
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该结构由内、外两层筒体连接而成,均为封闭式的。内筒体由厚0.8mm的SUS304微孔板卷制成,长约1 300 mm,直径φ250 mm,若焊接工艺不合理,焊后筒体极易变形,且校正困难。外筒体采用厚12 mm的AH32船用钢板。设计要求整体必须进行4.9 MPa的水压试验。 6 l$ Z" F8 d% h8 S$ E* S
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端盖与外壳体外径一致,内、外筒体间有隔板支撑,还有许多需焊接的微孔板,微孔板材料为厚2.0 mm的SUS304,隔板材料为厚10 mm的AH32,由于厚薄相差较大,因而隔板与内筒体间的角焊缝较难焊接,稍有不慎,将会烧穿内筒体及其它微孔板。 5 q; z W' ?) `
7 w6 m- ^; b3 w M+ S1 g. Z! m) y针对以上问题,经焊接工艺试验,制定了合理的焊接工艺,经过检验各项性能指标均达到设计要求。 9 B$ Y- \9 F- ~3 p' M4 _" L& m' X8 K
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1 焊接材料分析
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1.1 化学成分和力学性能
$ E& M# g. g8 |1 DAH32和 SUS304的化学成分和力学性能见表1和表2。 + T5 J- }! F' C5 v
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1.2 焊接材料选用 5 f% A4 L3 I0 d$ h
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根据等强匹配的原则,AH32钢焊接时选用H08Mn2SiA焊丝和J507(E5015)焊条。AH32/SUS304异种钢焊接时,由于母材的稀释作用,根据舍夫勒组织图按熔合比估算,为获得纯奥氐体或奥氐体加少量一次铁素体组织的焊缝成份,选用H0Cr24Ni13焊丝。 ) ~8 {2 ~/ U, j4 l+ F- |
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2 焊接工艺评定
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外筒体间对接焊缝采用Y形坡口,α=60°,p=0.5"1 mm,b=1"2 mm,AH32/SUS304为角焊缝,K=2mm。由于筒体内部是封闭式的,不但要保证焊缝焊透(按GJBz20076-92进行超声波探伤),而且筒体内部不能掉进焊渣和熔敷金属(反面无法清根)。所以,采用单面焊双面成形技术进行打底焊,焊接工艺参数分别见表3、表4。
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5 e* u ^: U2 O2 D+ ~. D6 c4 p! Q7 N. a施焊完毕后,按ASME标准,对对接接头进行力学性能试验,结果塑性断裂发生在母材上,σb为550 MPa,面弯和背弯没有发生开裂现象,评定为合格。角接接头的焊缝区和热影响区的横断面完全熔合,且无裂纹,评定为合格。
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2 B1 A. I+ r* } c3 焊接工艺及措施 & k" ]/ ^6 z. H+ j+ f) ?: s$ a
/ S: T, g1 R4 f' [) ~ g3.1 端盖与套环焊接 3 p$ ]% x! i3 G N8 J5 J
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为了保证装配质量,采取先把端盖粗加工后(焊接面先加工好)与套环焊接,然后消除应力,再加工到零件所要求尺寸的方法,以保证套环外圆与端盖内孔同心度的要求。在与内筒体组装时,以端盖为基准,矫正与其相配的零件。这样,保证满足技术要求,内筒体在套环上滑动自如,见图2。 . r+ M4 t3 w! j% Q A
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3.2 内筒体焊接 * j; q9 x0 N% V) z3 M3 x
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内筒体焊接,采用脉冲氩弧焊,精确控制热输入和熔池尺寸,提高焊缝抗烧穿和熔池的保持能力,获得均匀的熔深。同时,以较低的热输入获得较大的熔深,减少焊接变形。由于内筒体壁薄,焊接易变形和烧穿,背面易氧化,特制了焊接工装,见图3。 1 {, `2 x& x- m+ y7 @
0 [9 U, J F( M将焊接工装放在筒体纵焊缝的下面,筒体上面焊缝两侧用槽钢(或钢板)压住并夹紧,工装的凹槽内通氩气,防止焊缝背面氧化,焊后用木锤矫正。
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+ R; W6 B: h+ O% t7 i3.3 微孔板与隔板焊接
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9 I3 l; ]2 S2 g1 x5 b+ m P内筒体焊接完毕后与隔板、中间筒体装配,特别注意中间筒体的装配焊接顺序。按上述工艺评定参数焊接,焊接时注意控制焊枪角度,既要保证隔板有一定的熔深,又要保证内筒体不被烧穿。 : X. K3 p1 ]3 U. H2 H8 W* E
# T3 E+ F6 x& E) @) W( ?! ~# X- ]3.4 组装工艺要点
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(1)将中间套环套入内筒体上,将隔板与内筒体装焊并焊固,两隔板间均匀搭四根工艺撑筋,中间套环焊接完毕后拆掉工艺肋,套入中间外筒体与隔板点固,这样起到加强肋作用。
. |* C1 T3 n8 n. r' f/ t(2)将两端的中间套环逐次装焊并焊固,将已焊好并矫圆的两端外筒体套入,注意纵缝错开。 " Y! p; m8 C3 N+ y& }+ F
(3)将两端盖套入装焊。焊接时先焊两端环焊缝,再焊中间筒体环焊缝,严格按工艺评定参数操作。 ! D+ T' h' {; \
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# X+ S4 A- X3 l6 ~- [4 _5 j(1)对于焊接难度较大的外筒体,采用单面焊双面成形技术和合理的焊接工艺参数,焊接质量稳定可靠且焊缝成形良好。 * g- f7 P+ S4 ]; E& m( v
(2)对于焊接难度较大的内筒体,焊接工装可靠、焊接方法合理,筒体变形得到了控制,满足了设计要求。
6 p) G# S( G9 d% M" l5 N(3)焊后外筒体焊缝按国军标GJBz20076-92标准作超声波探伤,纵焊缝Ⅰ级合格、环焊缝Ⅱ级合格;产品做水压试验,压力为4.9MPa,检验合格。 |
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