专利名称：全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接领域的焊接方法，具体涉及一种全钛凝汽器钛管与钛管板 密封焊方法。
背景技术：
汽轮机冷凝器要求有很高的气密性，以往使用铜合金管冷凝器往往由于冷凝管 腐蚀破坏引起泄漏，是造成电厂非计划停机的一项重要原因。
另外，引起泄漏的另一个原因是管子与管板连接处发生轻微泄漏造成的。薄壁 钛管非常薄，壁厚只有0.5 0.7毫米，可胀性差，因此胀管连接强度低气密性差。
大型冷凝器受运输等原因的限制，不可能在工厂内制造组装完毕运往现场，只 能采取在工地组装，进行穿管、胀管、焊接作业。在工地厂房尚未封闭，土建施工和 汽轮机主机辅机安装工作同时进行交义作业的情况下，要使焊接环境满足钛材的焊接要 求，并使数量众多的焊口获得恒定一致的质量，是个比较困难的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用全钛凝汽器钛管与钛管板的焊接达到最好的焊接 效果。
上述的目的通过以下的技术方案实现
全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，按照成型尺寸的要求选择参数，首先要 求焊道宽度不超过孔桥宽度的一半，即<3mm，其次是焊道余高和管内侧凸起尺寸平 齐；钛材焊接时用氩气保护焊缝正面、焊缝反面和处于200°C以上的焊接区域，焊接过 程中进行焊缝正面保护和焊缝背面保护。
所述的全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，所述的焊缝正面保护在保护罩 内气体单独使用一个气瓶，不受焊接起停影响按给定的流量连续送气，保护罩内的气体 流量为每分钟4-6升。
所述的全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，所述的焊缝背面保护首先采取 先胀管后焊接的工艺，焊接时可断绝空气的侵入，保护焊缝的背面，在焊接喷嘴外面还 有一个直径110毫米的圆形保护气罩。
有益效果
1.本发明选用了优良耐腐蚀性能的钛冷却管，能避免冷却管腐蚀破坏引起的泄漏。
2.本发明在胀管之后将管子焊到管板上，可消除这种潜在的泄漏源；因此钛管 与钛管板的密封焊是制造无浅漏冷凝器的一项关键工艺技术。
3.本发明使钛管板的焊接质量达到了预期的目的和效果，最终水压试验32520个焊口无一渗漏。
4.本发明使焊接及焊缝区金属冷却过程都处于喷嘴及保护罩的双层气流保护之下；由于钛对氧气极其敏感，为增强保护效果，在不造成紊流的条件下，采用了适宜的 脉冲电流得到了最佳的焊道外观成型。
5.本发明胀管后将消除管与管板孔之间的缝隙，并且有一定的密封性，缩短施 工周期，采用较大的脉冲电流与较高的焊接速度相搭配，使每一个焊口的焊接时间减少 到21秒种。
6.本发明使用的程序控制A22型管与管板脉冲自动氩弧焊机，该机电源带有稳 压补偿装置，可避免网络电压变化而引起焊接电流波动，使焊接规范不受网络电压变化 的影响，保证了薄壁钛管焊接时对工艺过程稳定性的要求。该机是有自动提供3秒钟导 前保护气流和15秒钟滞后保护气流的功能，在焊接喷嘴外面还有一个直径110毫米的圆 形保护气罩，以适用于钛材的焊接。
附图1本发明所用设备的结构示意图。
附图2是附图1中钛管与钛管板的连接剖视图。
附图3是附图1中钛管与钛管板焊接后视图。
附图4是附图1中钛管与钛管板的结构图。
附图5是本发明采用氩气焊、氩氦混合气体焊、氦气焊形成的形状与熔透形式 的比较图。
附图6是本发明的焊道外观成型图。
附图7是本发明的脉冲电流与焊道余高和管内凸起尺寸关系图。
附图8是本发明的清理作业程序示意图。
附图9是本发明的每块管板分区焊接顺序图。
附图10是附图9的每区的焊接顺序图。附图11是本发明的钛材在凝固温度前后氢气溶解度的变化图。
具体实施例方式
实施例1
一种全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，按照成型尺寸的要求选择参数，首 先要求焊道宽度不超过孔桥宽度的一半，即<3_，其次是焊道余高和管内侧凸起尺寸 平齐；钛材焊接时用氩气保护焊缝正面、焊缝反面和处于200°C以上的焊接区域。采用 不同保护气体焊道的形状与熔透形式不同，首先采用氩弧焊道形状与熔透形式9;其次 采用氩氦混合气体焊道形状与熔透形式10 ；第三采用氦气焊道形状与熔透形式11。
实施例2
实施例1所述的全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，所述的焊缝正面保护 在保护罩内气体单独使用一个气瓶，不受焊接起停影响按给定的流量连续送气；使用较 大的气体流量，保护罩内的气体流量为每分钟4-6升。
所述的全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，所述的焊缝背面保护首先采取 先胀管后焊接的工艺，焊接时可断绝空气的侵入，保护焊缝的背面。
实施例3
一种全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊装置，其组成包括，具有氩气进气口 3的 保护罩2，所述的保护罩2连接钛管板4，所述的钛管板4连接钛管5，所述的保护罩2内 探入有喷枪8，所述的喷枪7连接空心棒6，所述的喷枪8具有喷嘴1，所述的喷嘴1连接 电极7。
实施例3
实施例1或2所述的全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，沙角电厂1#机是20 万千瓦三排汽冷凝器机组，冷却管与管板材质均使用工业纯钛，称为全钛冷凝器。其钛 材由日本神户制钢供货。
钛管板使用日本工业标准JISH4600中的3级钛板，牌号为TP49H (神户制钢牌 号(KS-70)，热轧后经675°C 士25°C保温2小时退火处理供货。管板厚度30mm，尺寸 为沈40X4740mm，化学成分和机械性能分别列于表1和表2。
表1钛管板的化学成分
成分C (%)Fe (%)N (%)0 (%)H (%)Ti (%)备注JISH4600 TP49H^0. 10^0. 30彡 0.05彡0. 30彡 0.010彡 99. 3实际成分 (三张管 板成分成 分范围)0. 07 0.090. 11 0. 1430. 0046 0. 00720. 157 0. 1910.0022 0. 0037>99. 3
表2钛管板的机械性能
性能 状态热处理状态抗拉强度ο kg/mm2屈服强度 ο 0. 2kg/mm2延伸率％ (50mm)JISH460049 63彡35彡18TP49H实际性能 (三张管板)675°C±25*C58 6346 5023 25
5
钛管为日本工业标准JISH4631中的2极纯钛，牌号TJH35W (神户制钢牌号 KS50)的薄壁焊接钛管，没有进行消除应力退火处理。尺寸规格有如下二种
规格Φ25Χ0.5 有 9204 根；规格 Φ 25 X 0.7 有 9204 根。
钛管的成分与性能列于表3和表4
表3钛管的化学成分
权利要求
1.一种全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，其特征是按照成型尺寸的要求选择 参数，首先要求焊道宽度不超过孔桥宽度的一半，即<3mm，其次是焊道余高和管内侧 凸起尺寸平齐；钛材焊接时用氩气保护焊缝正面、焊缝反面和处于200°C以上的焊接区 域，焊接过程中进行焊缝正面保护和焊缝背面保护。
2.根据权利要求1所述的全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，其特征是所述的 焊缝正面保护在保护罩内气体单独使用一个气瓶，不受焊接起停影响按给定的流量连 续送气，保护罩内的气体流量为每分钟4-6升。
3.根据权利要求1或2所述的全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，其特征是所述 的焊缝背面保护首先采取先胀管后焊接的工艺，焊接时可断绝空气的侵入，保护焊缝 的背面，在焊接喷嘴外面还有一个直径110毫米的圆形保护气罩。
全文摘要
全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法。汽轮机冷凝器要求有很高的气密性，以往使用铜合金管冷凝器往往由于冷凝管腐蚀破坏引起泄漏，是造成电厂非计划停机的一项重要原因。一种全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊方法，按照成型尺寸的要求选择参数，首先要求焊道宽度不超过孔桥宽度的一半，即＜3mm，其次是焊道余高和管内侧凸起尺寸平齐；钛材焊接时用氩气保护焊缝正面、焊缝反面和处于200℃以上的焊接区域。本发明用于全钛凝汽器钛管与钛管板密封焊。
文档编号B23K9/095GK102019486SQ20101053455
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者刘宏伟, 支伟东, 李媛 申请人:哈尔滨北方电力开发有限公司