焊接波纹管的微束等离子弧焊接

【摘 要】采用焊接工艺制造的焊接波纹管,可以根据使用需要设计出各种波形膜片,选择较大的内外直径差,为采用新型弹性材料制造波纹管开辟了一条新途径.

【关 键 词】焊接波纹管；波纹膜片；微束等离子弧焊接

【中图分类号】G【文献标识码】A【文章编号】1005-1074(2009)05-0244-01

金属波纹管分为三大类：液压波纹管、焊接波纹管和电成形波纹管.把带有波纹的金属膜片,在内径和外径上交替焊接而成的波纹管称为焊接波纹管.随着科学技术的发展,焊接波纹管的应用领域正在日趋扩大.焊接波纹管的主要用途是：主要用作仪器仪表中的弹性敏感元件,测量环境的压力、力、温度、流量等参数,也可以作为联接、密封、补偿和介质隔离等功能器件.采用焊接工艺制造的焊接波纹管,可以根据使用需要设计出各种波形膜片,选择较大的内外直径差,为采用新型弹性材料制造波纹管开辟了一条新途径.

1波纹膜片的制造

波纹膜片是组成焊接波纹管的主体.波纹膜片的形状可以分为正弦波形、圆弧波形、平板波形和U形波形几种.波纹膜片的加工质量直接影响焊接质量和波纹管的使用性能.因此,保证波纹膜片的加工质量是制造优质焊接波纹管的前提.焊接波纹管膜片的材料通常是奥氏体型不锈钢1Crl8Ni9Ti（0Cr18Ni10）、高弹性合金等,也可根据用户需要采用其它金属材料制造.厚度一般为0.05～0.3mm.为了保证获得优质焊缝,对波纹膜片有以下要求：①波纹膜片被焊边缘必须乎整,不翘曲、无皱纹和坑凹不平,波纹饱满、均匀；②波纹膜片内外直径上无毛刺；③波纹膜片的内径和外径的圆度以及波形与内外径的同心度应符合技术要求,一般不超过波纹膜片厚度的10％～20％；④两种焊在一起的波纹膜片的内径和外径应一致,这是保证焊接波纹管焊缝均匀、光滑的重要条件；要求波纹膜片的内径和外径的允许误差不超过其厚度的20％,以保证组装焊接时波纹膜片的错边量不超过允许值.

2波纹膜片的微束等离子弧焊接

波纹膜片通常采用微束等离子弧焊接,只有被焊的波纹膜片厚度大于0.2mm时才用小功率钨极氩弧焊.

2.1内圆焊接内圆焊接之前,要求将波纹膜片仔细清洗,去除油污和氧化膜.清洗好的波纹膜片要用无水乙醇浸泡,取出后立即吹干或烘干.清洗好的波纹膜片不能再用手接触,必须用金属镊子夹取,操作者应戴好白纱手套.对两种相同波形的波纹膜片用内圆焊接夹具组装固定,如图1.1所示.先将两个待焊波纹膜片和压环装在定位轴上,以保证待焊波纹膜片彼此同心,然后把定位轴放人转轴中,使待焊波纹膜片与转轴同心.启动微束等离子弧焊机,调整等离子焊的空间位置,然后引弧,待等离子弧稳定后,将维弧打出喷嘴并对准波纹膜片的内径,开动焊机使转轴旋转.观察维弧是否稳定和被焊波纹膜片是否偏心.待一切正常后,可以施加焊接电流,波纹膜片内圆焊好后要逐个进行检漏,不允许有泄露现象.否则,待焊成波纹管整体后再发现内圆焊缝泄露就无法修补,只好报废.

2.2外圆焊接把焊好内圆的波纹膜片在专用夹具上组装,进行波纹膜片的外圆焊接.图1所示,为波纹膜片外圆焊接的夹具组装.

芯轴1与微束等离子弧焊机机头连接,焊接时芯轴1带动被焊波纹膜片6旋转,微束等离子焊不动.焊前先将已焊好内圆的波纹膜片6分别装上卡环3(卡环由两半环组成).卡环3的作用是使波纹膜片彼此贴紧并保证被焊接处散热.卡环通常用黄铜材料制造,卡环的外径要比波纹膜片的外径小0.8～1.5mm.装夹好的已焊完内圆的波纹膜片进行外圆微束等离子弧焊.调整好焊的位置,启动焊机.观察被焊波纹膜片是否偏心和彼此贴紧状况是否良好,若不符合要求可重新调整.特别是波纹管比较长时,要仔细调整已焊好内圆的波纹膜片彼此的同心度,这一点非常重要.同心度不好,如果错边量大于波纹膜片厚度的20％,焊缝将出现锯齿状,外形不美观,密封达不到要求.焊接工艺参数的调整与波纹膜片的内圆焊接相同,先通过试焊来调整工艺参数,待焊缝质量稳定后,可进行微束等离子弧自动焊接,一般由左至右逐条焊缝施焊.不锈钢材料经过冷加工和焊接热循环后会产生内应力,存在由于变形不均匀造成的不稳定状态.为了消除应力,有时进行焊后加热稳定处理.对于1Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢,热稳定处理温度350～400摄氏度,保温时间为8～10小时.焊接完成的波纹膜片外圆,必须进行整体气密性检验.气密性检验有两种方法；水检和真空检漏.

2.3焊接成形后波纹管见图2.

金属波纹管在解决工业中的各种技术问题时得到了广泛的应用.在工程实践中可以设计各种性能要求的波纹管.