非金屬材料焊接技術(shù)在不銹鋼冷軋酸洗設(shè)備中的應(yīng)用

賈小武 酒泉鋼鐵集團(tuán)公司檢修工程部不銹鋼檢修作業(yè)區(qū)

非金屬材料焊接技術(shù)在不銹鋼冷軋酸洗設(shè)備中的應(yīng)用

賈小武 酒泉鋼鐵集團(tuán)公司檢修工程部不銹鋼檢修作業(yè)區(qū)

本文結(jié)合酒鋼不銹鋼冷軋酸洗設(shè)備的現(xiàn)狀，對(duì)非金屬材料焊接的分類、技術(shù)原理、操作方法和要求進(jìn)行了論述總結(jié)，希望該焊接技術(shù)能夠在現(xiàn)場(chǎng)得到很好的應(yīng)用。

酸洗設(shè)備；非金屬材質(zhì)；擠壓力；溫度

1 概述

酸、堿等化學(xué)溶液儲(chǔ)存設(shè)備主要分布于不銹鋼冷軋分廠的冷線、熱線脫脂酸洗段，修磨線脫脂段等區(qū)域，這部分設(shè)備是由非金屬材料（包括PP材質(zhì)、PVDF材質(zhì)）制成。其中酸洗段HF的儲(chǔ)存設(shè)備（包括酸洗槽、管件和閥門）是PVDF材質(zhì)，其余設(shè)備均為PP材質(zhì)。

2 現(xiàn)狀

酒鋼不銹鋼冷軋分廠自投產(chǎn)以來(lái)，其酸、堿等化學(xué)溶液設(shè)備維護(hù)（主要是非金屬管道的焊接）都是外委給江蘇常州興隆公司承擔(dān)，對(duì)于酸、堿等化學(xué)溶液儲(chǔ)存設(shè)備（包括酸罐、酸洗槽、管件、閥門）的維護(hù)，我們一直沒(méi)有這方面的施工經(jīng)驗(yàn)。而且檢修工程部無(wú)化學(xué)管道檢修相關(guān)資質(zhì)，檢修人員無(wú)實(shí)際操作技能（塑料管道的切割、焊接、粘補(bǔ)技術(shù)）。

將來(lái)隨著江蘇常州興隆公司的外委合同到期，這部分設(shè)備的維護(hù)將由檢修工程部承擔(dān)。為了順利拿下這部分設(shè)備的檢修工作，我們將通過(guò)技術(shù)引進(jìn)，對(duì)人員進(jìn)行酸、堿等化學(xué)溶液儲(chǔ)存設(shè)備維護(hù)技術(shù)的培訓(xùn)，使人員熟練掌握該門技術(shù)。

3 非金屬材料焊接技術(shù)

按照焊接方式的不同主要分為兩類：手持焊槍焊接和熱熔對(duì)接焊接技術(shù)。

3.1 手持焊槍焊接技術(shù)

3.1.1 手持焊槍焊接技術(shù)焊接方法

3.1.1.1 焊接前先用自制小刀將焊接表面清理干凈，再用丙酮清洗表面，保證焊接表面徹底干凈；

3.1.1.2 接通焊槍電源，將焊條的一頭放在焊接處，逐漸加熱焊條，在這個(gè)過(guò)程中，要不斷清除焊條燒焦、起泡的部分；

3.1.1.3 將焊條加熱到焊接溫度，然后以恒定的速度向前緩慢壓送焊條；

3.1.1.4 焊接過(guò)程中，要均勻的加熱焊條，對(duì)焊點(diǎn)保持0.025MPa的恒定壓力，并且施焊方向與焊面成90度恒定夾角；

3.1.1.5 焊接完成后，必須等到焊槍完全冷卻后，才能關(guān)閉電源。

3.1.2 注意事項(xiàng)

塑料焊接中最重要的規(guī)則就是要用相同的材料。為給“V”形槽提供進(jìn)一步的填充，用一把修邊刀或側(cè)切削齒（鉆頭）切至末端。特別是它開(kāi)始于嵌板的中心部分，需防止塑料形成球狀的氣泡突出表面。根據(jù)材料設(shè)置正確的溫度。在開(kāi)始焊接前讓工具進(jìn)行2分鐘的預(yù)熱。通過(guò)焊嘴的進(jìn)刀器裝入調(diào)整好的焊條，直到在下側(cè)部位伸出約3mm，握著工具以便加快焊接噴嘴底板與零件表面沿著焊縫平行運(yùn)行。突出的焊條必須保持超出“V”凹槽，這樣才可使熱力直接到達(dá)焊接的啟動(dòng)點(diǎn)。

當(dāng)裂縫或細(xì)裂紋經(jīng)過(guò)空間狹窄處時(shí)，我們可用鐘擺式的焊接方法。

按照正常的方式準(zhǔn)備焊條，用手將焊條裝進(jìn)“V”形槽中，放在凹槽的80～90度之間。當(dāng)運(yùn)行熱風(fēng)加熱工具時(shí)，向焊條施加0.025MPa 的向下壓力，向底進(jìn)行持續(xù)的鐘擺式焊接。運(yùn)行過(guò)程中使用壓力大小是由焊條用組件材料的對(duì)比厚度決定的。

3.1.3 常見(jiàn)焊接缺陷原因分析和解決方案

3.1.3.1 現(xiàn)象：不良的焊透或不當(dāng)?shù)膲汉浮?/p>

原因：位置不當(dāng)、焊接速度過(guò)快、溫度太低。

解決方案：嘗試使用不同的材料焊接。

3.1.3.2 現(xiàn)象：不均勻的焊道，焊條伸展。

原因：操作焊條時(shí)運(yùn)用不均勻的解決方案：請(qǐng)對(duì)照表正確操作。

3.1.3.3 現(xiàn)象：糊焊原因：焊接速度過(guò)慢，溫度過(guò)高。解決方案：焊接前如不清楚焊接溫度，請(qǐng)?jiān)囼?yàn)。

3.1.3.4 現(xiàn)象：焊痕彎曲變形原因：維修區(qū)域過(guò)度加熱，零件固定過(guò)緊。

解決方案：請(qǐng)準(zhǔn)確準(zhǔn)備焊接位置。

3.1.4 焊接修整

焊接完成之后，會(huì)形成一個(gè)輕微抬高，光滑并帶有小珠的零件表面。在完全冷卻狀態(tài)時(shí)將它打磨變平。

3.2 熱熔對(duì)接焊接技術(shù)3.2.1 焊接方法3.2.1.1 準(zhǔn)備階段

清潔管道焊接部位的油污及泥土等臟物，裝夾管道，并保證兩個(gè)互相對(duì)接焊管道的同軸度和各自的圓柱度不超過(guò)公差范圍，然后利用銑刀切削和修整管道的端面，保證管道端面的平直以及與軸線的垂直度。

3.2.1.2 加熱階段

將互相對(duì)接焊的兩個(gè)管道在較高壓力作用下與加熱板接觸，以保證管道的兩個(gè)表面與加熱板充分接觸，消除兩根被焊管道端面的不平度，并保持壓力p1不變，如圖1（a）所示。當(dāng)熔化的塑料開(kāi)始向兩側(cè)流動(dòng)時(shí)，降低壓力至p2，以免過(guò)多的熔融塑料被擠出，如圖1(b)所示。

3.2.1.3 切換階段

當(dāng)有足夠的熔化層厚度時(shí)，管道與加熱板分開(kāi)，將加熱板快速移出，如圖1(c)所示。然后在壓力的作用下將兩熔融的塑料管道端面相互接觸。這一階段的時(shí)間應(yīng)盡可能短，以免由于加熱板的移出使加熱管道端面的溫度下降太多。理想的切換時(shí)間應(yīng)小于4s。

圖1 熱熔對(duì)接焊的工藝過(guò)程

3.2.1.4 壓焊和冷卻階段

在壓力p3的作用下，將兩個(gè)管道連在一起，保持壓力一定的時(shí)間，如圖1(d)所示。在壓力的作用下，熔融的塑料被擠出管道表面，在管道的內(nèi)外表面形成了熔環(huán)。

3.2.2 熱熔對(duì)接焊的基本參數(shù)

有很多參數(shù)影響熱熔對(duì)接焊的焊接質(zhì)量，主要有以下幾個(gè)（見(jiàn)圖2）。

3.2.2.5 壓焊時(shí)間

保持焊接壓力的時(shí)間t4。

3.2.2.6 加熱板溫度

在焊接過(guò)程中，多余的熔融塑料被擠出，形成了焊接接頭，且焊接接頭的大小和幾何形狀影響焊接質(zhì)量。研究表明，接頭性能的好壞主要由焊接過(guò)程中的溫度、壓力及加熱時(shí)間決定。焊接過(guò)程中的壓力主要靠液壓系統(tǒng)的油壓來(lái)保證，需要液壓系統(tǒng)的應(yīng)為

圖2 焊接過(guò)程中壓力、溫度和時(shí)間的關(guān)系

3.2.2.1 加熱壓力

在加熱階段，加熱板表面與管道表面間的壓力，包括p1和p2。

3.2.2.2 加熱時(shí)間

包括在加熱壓力p1作用下塑料表面被加熱的時(shí)間t1和在加熱壓力p2作用下塑料表面被加熱的時(shí)間t2。

3.2.2.3 切換時(shí)間

加熱結(jié)束至壓焊開(kāi)始的一段時(shí)間t3，包括管道與加熱板分開(kāi)的時(shí)間、加熱板移出的時(shí)間和管道互相靠攏的時(shí)間。

3.2.2.4 焊接壓力

焊接時(shí)，作用在兩個(gè)焊接面上的壓力p3。

式中 PO——液壓系統(tǒng)的油壓，MPa；

PD——液壓系統(tǒng)拖動(dòng)管道在地面上移動(dòng)時(shí)所需的油壓，MPa；

SP——被焊管道的截面積，mm2；

SC——液壓系統(tǒng)中液壓缸活塞的面積，mm2；

P——加熱壓力或焊接壓力，MPa。

在管子壁厚一定的條件下，管子外徑越大，對(duì)應(yīng)的擠壓量（k）值就越大。就是說(shuō)，只有在管壁擠壓量（k值）一定的情況下，才能保證管件的焊接強(qiáng)度。

5 結(jié)束語(yǔ)

非金屬材料焊接技術(shù)在不銹鋼冷軋酸洗設(shè)備中的應(yīng)用，對(duì)促進(jìn)企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和效益的提高，對(duì)人員技術(shù)素質(zhì)的提高都有著重要的意義。盡管目前這部分設(shè)備的維護(hù)外委給外協(xié)單位承擔(dān)，但今后集團(tuán)公司必定會(huì)減少外委費(fèi)用，這部分設(shè)備的維護(hù)終將會(huì)由檢修工程部來(lái)承擔(dān)。從這點(diǎn)來(lái)講，我們必須做到未雨綢繆，提前掌握這項(xiàng)焊接技術(shù)，為將來(lái)進(jìn)入該區(qū)域檢修作好技術(shù)準(zhǔn)備。

[1]王?。簿勐纫蚁┧芰虾附樱虾＃荷虾Ｈ嗣癯霭嫔?2009年

[2]賈駿．塑料焊接．上海：化學(xué)工業(yè)出版社.2008年

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.039