后裝腔內(nèi)治療機(jī)穹窿管火焰釬焊工藝改進(jìn)研究

摘 要：本文針對后裝腔內(nèi)治療機(jī)穹窿管火焰釬焊質(zhì)量穩(wěn)定性展開論述，從材料性能、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配間隙及實(shí)驗(yàn)方案等方面進(jìn)行對比分析，確定釬焊最佳裝配間隙，提升工件釬焊質(zhì)量的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：后裝腔內(nèi)治療機(jī)；火焰釬焊工藝；焊接質(zhì)量

中圖分類號：TG454 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）10-0049-02

Research on Flame Braze Technology Improvement of

After - treatment Endoluminal Machine Dome

NIU Yi YAO Ting DU Gaogang

（Equipment Manufacturing Plant ， Nuclear Power Institute of China， Chengdu Sichuan 610005）

Abstract： In this paper， the quality stability of the fornix pipe flame brazing was discussed in this paper. It was compared and analyzed from the aspects of material performance， welding structure design， assembly gap and experimental scheme， so as to determine the best assembly gap of brazing and improve the stability of the brazing quality of the workpiece.

Keywords： after loading chamber treatment machine；flame brazing process； welding quality

后裝腔內(nèi)治療機(jī)穹窿管用于GZP6型60Co后裝機(jī)中，材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，主要由插頭、彎管組成，通過釬焊進(jìn)行連接。插頭規(guī)格為[Φ]7mm×1mm，彎管規(guī)格為[Φ]7mm×1.5mm，屬于薄壁管焊接，但火焰釬焊質(zhì)量難以控制，產(chǎn)品質(zhì)量不太穩(wěn)定。本文從材料焊接性能、焊縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、釬焊裝配間隙及實(shí)驗(yàn)方案對比等諸多因素進(jìn)行分析，確定最佳釬焊裝配間隙，提升后裝腔內(nèi)治療機(jī)穹窿管釬焊質(zhì)量的穩(wěn)定性。

1 材料性能及結(jié)構(gòu)分析

1.1 材料性能分析

后裝腔內(nèi)治療機(jī)穹窿管材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，其化學(xué)成分見標(biāo)準(zhǔn)《不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學(xué)成分》（GB/T 20878—2007），抗拉強(qiáng)度[σb]≥520MPa，規(guī)定強(qiáng)度[σ]0.2（MPa）≥205（Rp0.2/MPa）、斷后伸長率[δ]5（%）≥40。此材料含有穩(wěn)定化元素Ti，耐腐蝕性能較好，敏化性能好，綜合釬焊性能良好[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)分析

后裝腔內(nèi)治療機(jī)穹窿管主要由插頭、右彎管、左彎管、調(diào)節(jié)板和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)等構(gòu)成[2]，組件連接處Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ需進(jìn)行釬焊。具體結(jié)構(gòu)見圖1。

連接處Ⅰ接頭形式如圖2（a）所示，為插入式焊接接頭，由[Φ]7.0mm×1mm和[Φ]7.0mm×1.5mm的薄管組成；連接處Ⅱ、Ⅲ接頭形式見圖2（b）和圖（c）均為板型搭接接頭。連接處Ⅰ接頭為此工件的關(guān)鍵焊接難點(diǎn)，為試驗(yàn)研究的主要內(nèi)容。

2 試驗(yàn)方案制定

2.1 試驗(yàn)方案

結(jié)合后裝腔內(nèi)治療機(jī)穹窿管插入式接頭的特點(diǎn)和釬焊工藝組對間隙的工藝特性，決定采用0.05、0.10、0.15、0.20mm4種裝配間隙，按照5min的時(shí)間設(shè)置4組試驗(yàn)，通過目視和破壞試驗(yàn)進(jìn)行宏觀金相檢驗(yàn)，對比釬焊焊縫質(zhì)量，分析確定最佳的釬焊組對間隙工藝參數(shù)值。

2.2 試驗(yàn)設(shè)備及填充材料

本試驗(yàn)采用手工氧乙炔焊炬進(jìn)行焊接，焊炬型號為H01-2；試驗(yàn)填充材料選用BAg92CuLi，具體化學(xué)成分見表1，焊絲填充材料性能良好，焊劑選用102。

2.3 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

釬焊后的試件應(yīng)進(jìn)行表面目視及宏觀金相檢驗(yàn)。目視檢驗(yàn)焊縫表面不得有表面內(nèi)凹、氣孔、裂紋等缺陷；宏觀金相采用5倍放大鏡進(jìn)行檢驗(yàn)，焊縫截面不得有貫穿氣孔、夾雜和裂紋等缺陷，未釬焊區(qū)長度不得大于20%。

3 試驗(yàn)實(shí)施步驟

3.1 工件清洗

組對前，應(yīng)采用酒精對實(shí)驗(yàn)件表面進(jìn)行清洗，清除工件表面的氧化物、油污等缺陷。

3.2 試驗(yàn)件裝配

對4組不同試驗(yàn)件進(jìn)行裝配，采用專用工裝進(jìn)行固定，確保在焊接實(shí)施過程中裝配間隙保持穩(wěn)定，有效保證焊接質(zhì)量。

3.3 施焊過程

本次試驗(yàn)選用型號為H01-2射吸式氧乙炔焊炬進(jìn)行試驗(yàn)。采用中性焰對實(shí)驗(yàn)件進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)工件溫度達(dá)到900℃，開始添加焊劑，工件表面達(dá)到潤濕狀態(tài)時(shí)開始添加焊絲，采用多點(diǎn)加絲方式，確保釬液覆蓋整個(gè)接頭，達(dá)到理想的焊接狀態(tài)，火焰持續(xù)加熱5min。

4 檢驗(yàn)結(jié)果對比分析

通過對4組試驗(yàn)件進(jìn)行目視檢驗(yàn)、金相檢驗(yàn)及焊縫長度的綜合對比分析發(fā)現(xiàn)，裝配間隙值為0.15mm的試驗(yàn)件，整體焊縫質(zhì)量較好，符合試驗(yàn)方案前期預(yù)設(shè)目標(biāo)，具體內(nèi)容見表2。

通過對4組試驗(yàn)件進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)0.15mm組對間隙釬焊質(zhì)量結(jié)果符合方案預(yù)設(shè)目標(biāo)。為了進(jìn)一步證實(shí)其質(zhì)量的穩(wěn)定及可靠性，決定采用4組0.15mm試驗(yàn)件進(jìn)行專項(xiàng)驗(yàn)證，確定其組對間隙的可靠性。通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)及檢驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，0.15mm最適合此工件的釬焊裝配間隙，檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

5 結(jié)語

通過分析母材性能、焊縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配間隙等因素，制定適合此工件的釬焊試驗(yàn)工藝方案，以實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案依據(jù)，確定滿足實(shí)驗(yàn)方案的裝配間隙工藝值，進(jìn)行再驗(yàn)證，最終確定最佳釬焊工藝裝配間隙值，提升后裝腔內(nèi)治療機(jī)穹窿管釬焊質(zhì)量的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]張啟運(yùn)，莊鴻壽.釬焊手冊[M].2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[2]ASME鍋爐及壓力容器委員會(huì).ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范 第Ⅸ卷 焊接和釬接評定 2010[M].北京：中國石化出版社，2011.