不锈钢风管自动焊接工艺与设备应用

 浙江至德钢业有限公司介绍了不锈钢风管自动焊接工艺与设备在某工程中的应用,并针对焊接风管加工相关设备配置及操作提出了的几点注意事项。某工程涉及腐蚀性有害气体的排风系统设计采用薄壁不锈钢焊接风管,要求严密不漏。由于工程量大,风管的规格多,工艺要求高,工期紧,按照传统的施工方法,采用手工氩弧焊焊接工艺,完全不能满足工程要求。结合焊接风管的技术要求及焊接设备的发展,确定了风管的焊接工艺,研制、配套了相应的焊接风管设备,取得了预期的效果。

一、风管接口形式及焊接工艺

 风管板材采用1219 mm宽、1.0 mm厚不锈钢卷板;纵缝采用直缝自动对接自熔氩弧焊焊接工艺(见图1-a),单面焊双面成形,焊后工件变形小,焊缝平整,基本无晶间腐蚀,工艺美观;环缝采用空压式脉冲环缝(电阻焊)自动焊接工艺，风管端口采用压筋插接,一端留20 mm搭接量,焊缝强度大,工艺美观;弯头制作及风管的现场接口,翻5～8mm单立口后对口焊接,采用手工自熔氩弧焊焊接工艺，焊接风管加工工艺流程如图所示。

二、焊接设备

 下料采用精密剪板机,同时配套制作下料架,端部固定与剪板机操作平台一端,与平台面平齐,下料架上设置定尺下料装置。其他设备有卷圆机、校平机及卷板架等。纵缝焊接采用开口式直缝自动焊接设备,微电脑控制,氩弧焊机置于设备箱体内,悬臂长度1500mm,焊接风管规格D200～D1400,焊接板材厚度0.5～1.5mm。压筋采用空压式压筋机,压筋数量与间距可根据需要调节,楞筋为R=8mm的半圆筋,加工风管规格D200～D1400。环缝焊接采用空压式环缝脉冲焊(电阻焊)设备,焊接风管规格D200～D1400,板材厚度0.5～1.5mm,加工风管长度8～12m。风管的悬吊式对口与调节装置采用2个0.25t的电动葫芦实现。

三、焊接速度

  对比与经济效益分析通过手工氩弧焊焊接与自动焊接速度对比,纵缝焊接提高工效约20倍,环缝焊接提高工效约12倍。通过采用手工焊接与自动焊接板材需用量比较,手工焊接板材厚度为1.2～2.0mm,自动焊接板材厚度为1.0mm,加工12000m2风管可节约不锈钢卷板9 4.3 t,占总量4 8.1%,节约板材成本386.6万元(当时不锈钢卷板采购价为4.1万元/t)。设备对普通冷轧板、镀锌钢板等其他材质的金属薄板,也可进行焊接。

四、几点注意事项

 1. 下料架设置,板料从剪板原出料口进料,在下料架上定位、出料。下料架长度应结合加工风管规格确定,边框上应设置定尺下料装置,满足不同规格风管下料的准确性要求。下料架应与剪板机垂直,并与剪板机用定位螺栓固定牢固。下料架上表面与剪板机工作面水平,并加橡胶板等保护措施。下料尺寸允许偏差范围:长度允许偏差≤2mm,对角线允许偏差≤3mm。

 2. 压筋机在风管的两端压出公母口,公口楞筋端应留出20mm的搭接量,与母口插接。楞筋应分2～3次压制成型,压筋时应避免楞筋偏斜,接口错位。应结合风管板材宽度设置楞筋的位置,保证风管对接后楞筋间距一致。楞筋的数量应根据风管规格与板材厚度确定,使风管强度符合通风要求。风管手工焊接接口两端压单立口,在弯头咬口机上进行,单立口翻边量应均匀一致,一般为5mm～8mm。

 3. 直缝焊接设备在风管焊接前应按产品说明书调整焊接电流、氩气流量等基本参数。氩气的纯度应为99.99%,钨针应采用铈钨针,循环冷却水应为纯净水。风管板料对接压紧后应严密无缝隙,严禁搭叠或错口,焊接区域10mm范围应清洁无油污、水膜、灰尘等。焊接时应调节好起弧与收弧位置,距离端部＜5mm。焊接区域风速应≤1m/s,避免风速过大对氩气保护效果产生影响,野外工棚应作好防雨措施,避免焊接时雨水对焊缝造成影响。风管加工前应进行焊接实验,对焊缝的强度、光洁度进行检查,焊缝强度应能保证母材开裂而焊缝不开裂为合格,焊缝表面颜色黑色为不合格,蓝色为合格,金黄或银色为优良。直缝焊接完毕,应对接口质量进行检查,对局部出现穿孔或漏焊的点位,进行手工补焊,严重的做报废处理,并作好记录。

 4. 环缝焊接设备接线及电源应能满足强脉冲电流的冲击,所需冷却水应有一定的稳定水压,并配套冷却水排水或循环措施。风管托架采用单臂悬挂式电动葫芦或电动风管托架。风管托架应能满足风管在上下前后的自动移动与调节。焊接设备悬臂上固定节风管应定位准确,转动灵活,放于焊轮上的一端应为公口。

 风管焊接前应进行焊接接缝实验,强度达到母材拉裂而焊缝不开裂为合格,焊缝表面呈金黄色。风管焊接时,应先对环缝四周进行均匀点焊4～8个点,再进行连续焊接。点焊时注意接口处插接量应均匀一致,保证每段风管在同一轴线上。