变换气分离器设备的母材材质为16MnR+ 0Cr18Ni10Ti,板厚为δ=34mm+3mm的复合材料。设备上有一小口径接管,为了防止腐蚀,要求在接管(接管材料为16MnR)的内壁上堆焊一层0Cr18Ni10Ti作复合层,起防腐作用。
焊接工艺确定
采用焊条电弧焊堆焊工艺,需要解决的问题有:
(1)接管窄而深(Ф85mm,L=450mm),而焊条长度只有350~450mm,造成堆焊起始点位置过深,第一道焊缝引弧困难。
(2)同时,焊接中会产生大量的烟尘,遮挡了操作者的视线,在焊接过程中必须合理地排放烟尘。
(3)第三,引弧和焊接第一道焊缝时,由于无依托,将导致电弧过长而产生大量气孔。
(4)第四,是接管如何摆放的问题,如果将小口径接管水平摆放,则造成不能保持正确的焊条角度而无法得到高质量的堆焊层;如果将小口径管垂直摆放,则除了产生水平摆放的问题外,还将造成熔化金属容易下淌,同样难以保证焊接质量。
主要措施:
(1)焊接方法的选择——采用(SMAW)焊条电弧焊。
(2)焊接工艺的选择——采用工艺环多层焊进行堆焊。考虑到焊条的长度和接管的深度以及便于起弧,加工了一个和堆焊层材质相同, 规格为Ф75mm×5mm,高度为5mm的环,放置在接管(L=450mm)中部,第一层(过渡层)焊接时从中部放置的不锈钢环端面处引燃电弧开始焊接,然后呈螺旋形不断焊至接管端口处熄弧。焊完第一层后将药渣清除,再在第一层的焊缝上引弧焊完第二层(奥氏体层)。将接管的一端过渡层、面层(奥氏体层)堆焊完后,将中间放置的环车去,再堆焊接管的另一端。
(3)焊接工件的摆放——自制旋转平台定位。为了在焊接过程中保持正确的焊条角度和排除烟尘,用Ф59mm×3mm、L=100mm的钢管及钢板、轴承等制作了一个简易旋转平台,转盘与底架成45°~60°倾角,将待堆焊接管固定在转盘之上。
在操作时,应尽量保证接管与转盘同心,防止在焊接过程中转动时偏心。焊工采用坐势, 视线和手臂成自然状态,操作时较为舒适,既保证了焊接时的焊条角度,同时也降低了焊工的劳动强度,提高了工作效率。
简易旋转平台可由两人操作,一人堆焊接管,另一人协助转动平台;也可一人操作,焊工戴头面罩,边焊边转。简易旋转平台如图2所示。
(4)焊接烟尘的排除。焊工操作前,在平台下端接管口位置,折弯一橡胶风管放置在端口处,利用风管往下端口吹出的气流,使接管内产生负压,形成气流(用阀门可调节气流的大小),使接管内的烟尘从转盘下部管口排出, 保证了焊工焊接时视线不被烟尘挡住,使焊接操作能正常进行。