國內外不銹鋼波汶管的管坯均是有縫或無縫薄壁不銹鋼管,其中大部分是焊接而成的有縫薄壁管。有縫不銹鋼薄壁管加工過程是:鋼帶下料-卷圓-縱縫對接焊-整形成有縫管坯,最后擠壓成形為波紋部分。波紋管壁厚為0.2~0.6mm,材料為18-8型不銹鋼,對管坯的縱焊縫要求很高,首先要求單面焊雙面成形為一次性焊透焊縫,不允許焊縫出現裂紋、未熔合、焊穿、未焊透和咬邊等缺陷;其次要求焊縫平直、焊縫余高不大且均勻一致,焊縫要呈圓滑過渡。只有這樣,才能避免管坯擠壓成波紋形狀時由于應力集中而使壓波處開裂,或者在進行金屬軟管強度、密封或疲勞考核過程中發生泄漏現象。對某些要求嚴格的波紋管,在焊接管坯的生產線上還要對縱焊縫質量進行在線檢測、篩選。在確保管坯焊縫內外質量優異的前提下,才允許擠壓成波紋形狀。有時,不銹鋼無縫管坯或有縫管坯(指波紋管兩端的直線端)還要進行環縫對接焊。
1.縱縫的鎢極氬弧焊
不銹鋼波紋管坯縱縫的焊接通常在專用鎢極氬弧焊機上進行,最長可焊2000mm,管內徑從6mm到200mm不等;也可以在專用生產線上連續焊接,不受焊縫長度限制。
專用鎢極氬弧焊焊接縱縫的設備,是由焊接電源、行走小車(帶動焊槍自動移動)、氣動夾具和電氣控制部分組成。其中,氣動夾具為該設備的關鍵部件,如圖3-74所示。待焊管坯裝在氣動夾具上,通過兩排琴鍵壓塊1緊壓在墊板6上。琴鍵式壓塊的壓力來自充灌壓縮空氣的氣囊2,以此保證壓在管坯上的壓力均勻,使得焊面保持平直。一般壓縮空氣的壓力為0.4~0.6MPa。琴鍵式壓塊機構由許多寬為25mm琴鍵式壓塊組成,其數量隨縱縫長度而定。為了保證焊接區域有一個良好的散熱條件,便于控制熔池的熱量,琴鍵式壓塊和墊板的材料應選用純銅。在焊接過程中,由于熱應力的作用,已成焊縫部分將會產生收縮,造成待焊前方發生搭邊現象。氣動夾具的另一個作用是產生壓緊力,可將焊件牢牢地壓緊在墊板上,對焊件產生拘束作用,防止或大大減少收縮變形。如果拘束應力過大,而氣動夾具尚有一定的柔性,可允許焊縫有微量收縮,以免拘束應力過大而產生裂紋。使用氣動夾具可使焊后工件形狀保持規則,焊后變形量也能得到控制。
縱縫焊接時,要嚴格控制板材的下料尺寸,板材下料要保持平直,切口要與板邊保持垂直,不能偏斜;切口處不充許有毛刺存在,待焊處要保持干凈,不允許有任何油污和雜物。
管的卷圓裝配尺寸要嚴格控制,對于厚0.4mm的薄板裝配時,局部間隙不得超過0.08mm,否則在施焊過程中口會出現焊穿或使焊縫無法成形。
縱縫的焊接參數見表3-67,表中待焊板材為18-8型不銹鋼,不加填充焊絲進行施焊。
2. 環縫的鎢極氬弧焊
對接環縫的待焊處與縱縫對焊件要求一樣嚴格,要求待焊兩管端面直徑要一致,兩端待焊處不允許有毛刺或飛邊現象。兩端待焊處對口間隙,對于不加填充焊絲的焊縫,與焊縱縫時相同;對于加填充焊絲的焊縫,局部1與焊縱縫時相同;對于加填充焊絲的焊縫,局部間隙應小于0.2mm。
薄壁管環縫對接焊,應要氣動夾具上進行,如圖3-75所示。氣囊內壓縮空氣的壓力為0.4~0.6MPa。