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高頻感應焊接技術焊接薄壁鈦管在武漢試車成功

[ 信息發布:本站 | 發布時間:2019-07-05 | 瀏覽:232次 ]

6月中旬,武漢博金新材料科技有限公司使用0.5mm厚鈦帶卷,在具有自主知識產權的高頻感應焊接實驗線上,一次性試車成功焊接完成了直徑10mm的鈦焊管。焊接速度超過80m/min,是氬弧焊的10倍以上,焊縫平整光滑,精度高,無氣孔,質量穩定,成品率96%以上,產品下線后經過擴管試驗,焊縫強度基本同等于母材。在此之前,武漢博金新材料公司已經完成了薄壁和超薄壁銅合金、不銹鋼焊管的試生產,最小壁厚0.13mm,最快焊速超過150m/min。權威檢測報告顯示,產品寬度、高度、厚度、剪切精度、平整度、垂直度等各項精度指標均符合歐盟標準,焊管任一樣本的爆破壓力實測值相對標準偏差不大于10%。通過這幾種金屬帶材焊接成管后,各項性能測試證明,公司研究的高頻感應焊接技術,可應用于薄壁鈦、銅、一銹鋼等金屬薄壁焊管生產,且焊接速度快,效率高,質量好,有利于生產高質量低成本的薄壁金屬焊管。

鈦管具有優異的耐海水腐蝕性能,廣泛應用于制造濱海電站、核電站、海水淡化、石油化工等需海水作冷卻介質的冷凝器和熱交換器。鈦焊管比對鈦無縫管,由于其壁厚更薄、厚薄均勻、管內不易結垢、傳熱系數高、生產效率高等綜合優勢,被更多的企業選用。

  當前我國鈦焊管行業與日本、法國、韓國、美國等先進國家相比,存在很大差距。這除了前些年受制于鈦帶卷原料國產化比較落后,成本偏高外,更重要的是因為鈦焊管生產的工藝水平、生產效率、產品品質、產品規格等還缺乏國際競爭力。

  國內現有的鈦焊管生產線均采用氬弧焊工藝,而且多為進口管線,技術消化尚不完全。氬弧焊存在加熱速度慢、熱影響區寬、焊后施加擠壓力不到位、焊縫組織致密性不高、焊接速度較慢等局限。用于焊接鈦焊管時,要么焊接區不易形成熔池,要么容易形成多種低熔點共晶物和氫氣孔;要么難以完成焊接,要么焊接質量難以保證,容易產生熱裂紋、變形和耐蝕性下降等現象。這主要是因為:鈦的密度小,導熱系數低,焊縫區容易產生粗大晶粒,形成過熱組織而使塑性下降,焊接冷卻較快又容易產生不穩定的脆性鈦馬氏體,同樣使得焊接接頭的塑性下降。鈦的彈性模量小,焊接變形大,冷變形的回彈能力大,成形困難。鈦在達到熔融狀態的過程中,會與周圍氣態元素氫、氧、氮、碳發生劇烈的化學反應,生成化合物,嚴重影響焊接接頭的力學性能和耐腐蝕性能。

  高頻感應焊接是利用電磁現象的基本原理,使被焊接母材產生感應電流,再利用高頻電流的集膚效應和鄰近效應,使感應電流高度集中于待焊母材的待焊邊沿,利用材料的電阻熱加熱母材,在極短的時間內將其加熱到焊接溫度,然后在擠壓輥的擠壓力作用下進行壓力焊接。

  高頻感應焊接屬于一種固相焊接方法,是以感應圈套在被焊管材外,不接觸板材,僅產生極小的熔池,使待焊邊沿達到熱熔化狀態,迅速施加頂鍛力,在強大的擠壓力作用下使金屬間實現固相連接。只要管坯邊緣的電流密度合適、加熱過快,使焊縫熱影響區過小,就可以形成晶粒緊密的金屬鍵聯結,使焊縫的性能增強。其次,金屬氧化物與雜質的熔點一般都高于金屬本身,液態金屬氧化物或雜質的粘度一般也高于液態金屬,在焊縫擠壓成形過程中,這些金屬氧化物和雜質就會被擠出而形成良好焊縫組織。

  鈦及鈦合金與銅及銅合金一樣,都屬于非磁性材料,高頻感應焊接速度要比磁性材料的焊接速度高得多,否則就會出現焊接困難、焊縫成形差的問題。由于焊接時受到強擠壓,焊縫晶粒被細化而均勻,成為細密的鍛造組織,而且焊接速度越快,焊縫晶粒度越小,焊后擴口率也越大。高頻感應焊接技術在薄壁和超薄壁有色金屬管制造領域具有顯著優勢,明顯好于其它焊接工藝。尤其適合焊接形成熔池后易產生共晶物與氣孔的鈦及鈦合金、銅及銅合金,以及易發生相變的超級不銹鋼等特殊材料。

  武漢博金新材料科技公司自主研發的這條工業級高頻感應焊接制管線,目前已經完成各個非標部件的自主設計,陸續開始委托定制,預計將于今年9月開始集成調試,10月正式投入生產。目前意向客戶已超過10家,需求產品包括薄壁和超薄壁鈦焊管、銅合金焊管、不銹鋼焊管、內螺紋焊管等

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