焊接波紋管的微束等離子弧焊接

【摘要】采用焊接工藝制造的焊接波紋管，可以根據使用需要設計出各種波形膜片，選擇較大的內外直徑差，為采用新型彈性材料制造波紋管開辟了一條新途徑。

【關鍵詞】焊接波紋管；波紋膜片；微束等離子弧焊接

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A【文章編號】1005-1074(2009)05-0244-01

金屬波紋管分為三大類：液壓波紋管、焊接波紋管和電成形波紋管。把帶有波紋的金屬膜片，在內徑和外徑上交替焊接而成的波紋管稱為焊接波紋管。隨著科學技術的發展，焊接波紋管的應用領域正在日趨擴大。焊接波紋管的主要用途是：主要用作儀器儀表中的彈性敏感元件，測量環境的壓力、力、溫度、流量等參數，也可以作為聯接、密封、補償和介質隔離等功能器件。采用焊接工藝制造的焊接波紋管，可以根據使用需要設計出各種波形膜片，選擇較大的內外直徑差，為采用新型彈性材料制造波紋管開辟了一條新途徑。

1波紋膜片的制造

波紋膜片是組成焊接波紋管的主體。波紋膜片的形狀可以分為正弦波形、圓弧波形、平板波形和U形波形幾種。波紋膜片的加工質量直接影響焊接質量和波紋管的使用性能。因此，保證波紋膜片的加工質量是制造優質焊接波紋管的前提。焊接波紋管膜片的材料通常是奧氏體型不銹鋼1Crl8Ni9Ti（0Cr18Ni10）、高彈性合金等，也可根據用戶需要采用其它金屬材料制造。厚度一般為0.05～0.3mm。為了保證獲得優質焊縫，對波紋膜片有以下要求：①波紋膜片被焊邊緣必須乎整，不翹曲、無皺紋和坑凹不平，波紋飽滿、均勻；②波紋膜片內外直徑上無毛刺；③波紋膜片的內徑和外徑的圓度以及波形與內外徑的同心度應符合技術要求，一般不超過波紋膜片厚度的10％～20％；④兩種焊在一起的波紋膜片的內徑和外徑應一致，這是保證焊接波紋管焊縫均勻、光滑的重要條件；要求波紋膜片的內徑和外徑的允許誤差不超過其厚度的20％，以保證組裝焊接時波紋膜片的錯邊量不超過允許值。

2波紋膜片的微束等離子弧焊接

波紋膜片通常采用微束等離子弧焊接，只有被焊的波紋膜片厚度大于0.2mm時才用小功率鎢極氬弧焊。

2.1內圓焊接內圓焊接之前，要求將波紋膜片仔細清洗，去除油污和氧化膜。清洗好的波紋膜片要用無水乙醇浸泡，取出后立即吹干或烘干。清洗好的波紋膜片不能再用手接觸，必須用金屬鑷子夾取，操作者應戴好白紗手套。對兩種相同波形的波紋膜片用內圓焊接夾具組裝固定，如圖1.1所示。先將兩個待焊波紋膜片和壓環裝在定位軸上，以保證待焊波紋膜片彼此同心，然后把定位軸放人轉軸中，使待焊波紋膜片與轉軸同心。啟動微束等離子弧焊機，調整等離子焊槍的空間位置，然后引弧，待等離子弧穩定后，將維弧打出噴嘴并對準波紋膜片的內徑，開動焊機使轉軸旋轉。觀察維弧是否穩定和被焊波紋膜片是否偏心。待一切正常后，可以施加焊接電流，波紋膜片內圓焊好后要逐個進行檢漏，不允許有泄露現象。否則，待焊成波紋管整體后再發現內圓焊縫泄露就無法修補，只好報廢。

2.2外圓焊接把焊好內圓的波紋膜片在專用夾具上組裝，進行波紋膜片的外圓焊接。圖1所示，為波紋膜片外圓焊接的夾具組裝。

芯軸1與微束等離子弧焊機機頭連接，焊接時芯軸1帶動被焊波紋膜片6旋轉，微束等離子焊槍不動。焊前先將已焊好內圓的波紋膜片6分別裝上卡環3(卡環由兩半環組成)。卡環3的作用是使波紋膜片彼此貼緊并保證被焊接處散熱。卡環通常用黃銅材料制造，卡環的外徑要比波紋膜片的外徑小0.8～1.5mm。裝夾好的已焊完內圓的波紋膜片進行外圓微束等離子弧焊。調整好焊槍的位置，啟動焊機。觀察被焊波紋膜片是否偏心和彼此貼緊狀況是否良好，若不符合要求可重新調整。特別是波紋管比較長時，要仔細調整已焊好內圓的波紋膜片彼此的同心度，這一點非常重要。同心度不好，如果錯邊量大于波紋膜片厚度的20％，焊縫將出現鋸齒狀，外形不美觀，密封達不到要求。焊接工藝參數的調整與波紋膜片的內圓焊接相同，先通過試焊來調整工藝參數，待焊縫質量穩定后，可進行微束等離子弧自動焊接，一般由左至右逐條焊縫施焊。不銹鋼材料經過冷加工和焊接熱循環后會產生內應力，存在由于變形不均勻造成的不穩定狀態。為了消除應力，有時進行焊后加熱穩定處理。對于1Crl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼，熱穩定處理溫度350～400攝氏度，保溫時間為8～10小時。焊接完成的波紋膜片外圓，必須進行整體氣密性檢驗。氣密性檢驗有兩種方法；水檢和真空檢漏。

2.3焊接成形后波紋管見圖2。

金屬波紋管在解決工業中的各種技術問題時得到了廣泛的應用。在工程實踐中可以設計各種性能要求的波紋管。

參考文獻

[1]李亞江，王娟，劉鵬.特種焊接技術及應用[M].化學工業出版社

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