کنترل کیفیت جوشکاری جوش انبساطی لولههای مسی T2 و صفحات کامپوزیت مس-فولاد T2، شامل لولههای مسی T2، صفحات کامپوزیت مس و فولاد، مبدلهای حرارتی پوسته و لوله و غیره.
چکیده: در این مقاله نکات کنترلی کلیدی در فرآیند جوشکاری انبساطی لوله مسی T2 و ورق کامپوزیت فولاد مس T2 توضیح داده شده است. الزامات کنترل کلیدی برای ساختار اتصال جوش انبساطی صفحه لوله مبدل های حرارتی پوسته و لوله پیشنهاد شده است و الزامات و اقدامات کنترلی بر اصل آب بندی ساختار درز انبساط، تمیز کردن قبل از جوشکاری، شکاف های جوشکاری و اثرات زیست محیطی متمرکز است. و تنظیم تجهیزات
کلمات کلیدی: جوش انبساطی; لوله مسی T2 و صفحه کامپوزیت مس و فولاد؛ مبدل حرارتی پوسته و لوله؛ کنترل کیفیت جوش انبساطی
یکی معرفی
دو جزء یک تهویه مطبوع مرکزی با ظرفیت بالا، واحدهای پمپ حرارتی آب خنک شده با آب و منبع آب، معمولا مبدل های حرارتی پوسته و لوله هستند. لوله های مبدل حرارتی مسی با هدایت حرارتی عالی و مقاومت در برابر خوردگی برای مبدل های حرارتی پوسته و لوله در سیستم های تبرید ترجیح داده می شوند. در صنعت تبرید، اتصال لوله های مسی و ورق های لوله عمدتاً به صورت انبساط مکانیکی است. با این حال، برای پاسخگویی به زمینههای پرتقاضا مانند کشتیسازی و انرژی هستهای، هم عملکرد آببندی بالا، هم بارهای ارتعاشی یا خستگی قوی و هم جلوگیری از خوردگی شکاف مورد نیاز است [1].
بنابراین، جوشکاری انبساطی و سازه های اتصال، اتصالات اصلی بین لوله ها و صفحات لوله هستند. این مقاله عمدتاً اتصال جوش انبساطی بین ورقهای لوله مرکب و لولههای T2 را شرح میدهد: جوش انبساطی لولههای T2 و صفحات کامپوزیت فولاد T{2}}. اتصال لوله های مسی و ورق های لوله کامپوزیت ابتدا روش جوشکاری و سپس انبساط را اتخاذ می کند. ساختار جوش انبساطی آن در شکل 1 در زیر نشان داده شده است. برای به دست آوردن یک اتصال جوش انبساط خوب و اطمینان از کیفیت عملکرد واحد تهویه مطبوع، فرآیند جوشکاری انبساط لوله مسی باید به شدت کنترل شود. در زیر مقدمه ای بر نقاط کنترل کلیدی فرآیند جوشکاری انبساطی جوشکاری آرگون فلوئور پالس پالس اتوماتیک برای ارجاع توسط همتایان آورده شده است.
image.png
1. کنترل تمیزی قبل از جوشکاری
تمیز کردن قبل از جوشکاری: هنگامی که لوله های مبدل حرارتی و ورق های لوله جوش داده می شوند، تمیز کردن قبل از جوشکاری بسیار مهم است. در طول فرآیند جوشکاری، مشخص میشود که وقتی زنگ، روغن، رطوبت یا سایر کثیفیها در ورقهای لوله وجود داشته باشد، به راحتی منافذ زیر جلدی ایجاد میشود. اکثر
روزنه ها دارای دهانه های بزرگ و عمق عمیق هستند که تعمیر را دشوار می کند. اقدامات متقابل: قبل از جوشکاری، ورق لوله را می توان چربی زدایی و تمیز کرد تا روغن سطح و ناخالصی ها کاملاً از بین برود. پس از تمیز کردن، با هوای فشرده باد کرده و با پارچه نبافته سفید پاک کنید. اگر پارچه سفید نبافته تغییر رنگ ندهد، واجد شرایط است.
2-کنترل شکاف جوشکاری
مس T2 دارای هدایت حرارتی و هدایت حرارتی عالی است. در 20 درجه، هدایت حرارتی و هدایت حرارتی 7 برابر آهن است. در 1000 درجه، هدایت حرارتی و هدایت حرارتی 11 برابر آهن است. با این حال، به دلیل رسانایی حرارتی بالا، اگر فرآیند جوشکاری مس مشابه فولاد نرم باشد، گرما به سرعت از ناحیه گرم شده خارج می شود. شکاف های بزرگتر باعث می شود که فلز در حوضچه مذاب در هنگام کریستالیزاسیون، عدم ذوب و نفوذپذیری کمتر در معرض ترک خوردن قرار گیرد. در عین حال، ممکن است باعث اکسیداسیون مواد پایه در ناحیه انبساط جلویی شود و بر کیفیت انبساط تأثیر بگذارد. بنابراین، صفحه لوله مبدل حرارتی ساختار آب بندی جوش + گسترش قدرت را اتخاذ می کند و کنترل شکاف جوشکاری بسیار مهم است.
image.png
اقدامات متقابل: از انبساط چسبنده برای کاهش یا از بین بردن شکاف بین لوله و ورق لوله استفاده کنید، طول منبسط کننده لوله را تنظیم کنید و ضخامت ورق لوله را بر روی سطح جوش نشده تا 3 میلی متر نگه دارید و سرعت نازک شدن را کنترل کنید. حدود 2% است که برای جلوگیری از آلودگی روغن روان کننده انبساط لوله در حین فرآیند انبساط، از روغن فرار درز انبساط غیر چسبناک برای انبساط استفاده کنید.
3. محیط جوش
تنظیم تجهیزات، جریان گاز، سنگ زنی سوزن تنگستن و غیره برای کنترل سرعت باد محیط جوشکاری بسیار زیاد است، گاز محافظ در طول فرآیند جوشکاری از بین می رود، در نتیجه جریان گاز محافظ را کاهش می دهد و قوس را ناپایدار می کند. به راحتی با هوا مخلوط می شود و اثر محافظتی خود را از دست می دهد و در نتیجه سطح جوش سیاه می شود یا درخشش فلزی خود را از دست می دهد. گاهی اوقات الکترود تنگستن می سوزد و بر جوشکاری معمولی تأثیر می گذارد. در همان فرآیند جوشکاری، تنظیم و تغییر زاویه سوزن تنگستن، یا تخلیه گاز بدون محافظ گاز، در حین انفجار، فلز حوضچه جوش را بیرون میریزد و الکترود تنگستن میسوزد و در نتیجه بر روی جوش تأثیر میگذارد. با این حال، اگر سرعت جریان گاز محافظ خیلی زیاد باشد، اثر دافعه ضربه فشار گاز با جریان هوای محافظ تداخل میکند و گاز محافظ نمیتواند جریان آرامی ایجاد کند، بنابراین نمیتوان اثر محافظتی خوبی به دست آورد. . بنابراین، محیط جوش، جریان گاز و تنظیم تجهیزات بسیار مهم است و باید به شدت کنترل شود. در زیر برخی از پارامترهای تجربی بدست آمده در تولید برای ارجاع توسط همتایان آورده شده است.
3.1 محیط جوش
(1) سرعت باد در ناحیه جوش کمتر از 1 متر بر ثانیه است.
(2) فن ها مجاز به دمیدن در ناحیه جوش نیستند. اگر احساس میکنید باد میوزد یا منافذی در جوش وجود دارد، باید جوشکاری را متوقف کرده و علت آن را پیدا کنید.
3.2 تنظیم تجهیزات
(1) موقعیت الکترود تنگستن تفنگ جوش را طوری تنظیم کنید که قوس جوش در محل اتصال صفحه لوله و لوله تبادل حرارت قرار گیرد.
(2) اگر الکترود تنگستن سوخته است، باید به موقع تعویض شود.
3.3 جایگزینی گاز محافظ
(1) دبی سنج گاز محافظ جوشکاری باید به صورت عمودی به سمت بالا باشد.
(2) هنگامی که فشار گاز محافظ کمتر از 1 است.{2}}MPa، باید فوراً تعویض شود.
3.4 سنگ زنی و جایگزینی سوزن تنگستن
هنگام سنگ زنی الکترودهای تنگستن، الگوی سنگ زنی نباید به شکل مارپیچی استفاده شود و باید در امتداد جهت شینه باشد. زاویه آسیاب a باید با توجه به اندازه جریان جوش تغییر کند. نوک الکترود تنگستن باید با توجه به اندازه جریان جوش به قطر d آسیاب شود. پلت فرم 0.2-0.8. سنگ زنی سوزن تنگستن مستلزم این است که وقتی نوک سوزن تنگستن سوخته و باقی مانده فلز پایه وجود دارد، باید به موقع تعویض شود. در طول فرآیند جوشکاری باید وضعیت سوزن تنگستن رعایت شود. هنگام جوشکاری تا 5 سوراخ لوله باید یک بار رعایت شود.
image.png
4. توالی جوش انبساطی
اگر اتصال بین لوله انتقال حرارت و ورق لوله ساختار جوش انبساط را اتخاذ کند، ترتیب جوشکاری انبساطی تأثیر زیادی بر کیفیت جوش خواهد داشت. تجربه نشان می دهد که میدان دمای جوش بر روی ناحیه منبسط شده در هنگام انبساط و سپس جوشکاری تاثیر می گذارد. تحت عمل، باعث شل شدن ناحیه گسترش می شود. بر اساس استاندارد ملی 151-1999 "مبدل حرارتی پوسته و لوله"، یک منطقه غیر انبساط 15 میلی متری برای کاهش تاثیر جوش و انبساط در نظر گرفته شده است. با این حال، از آنجایی که جوش در 15 میلی متر بسته است، گرد و غبار و گاز در این فضا پس از گرم شدن به سرعت گسترش می یابد و مسیر تخلیه صافی وجود ندارد. بنابراین هنگامی که فشار هوا به حد معینی برسد، به صورت انفجاری در حوضچه مذاب تخلیه می شود. این امر باعث ایجاد سوراخی در جوش می شود و به دلیل کمبود فشار، مقداری باقیمانده در جوش باقی می ماند و یک سوراخ زیرپوستی ایجاد می کند [2]. در حین انفجار، فلز در حوضچه جوش اغلب پاشیده می شود و باعث می شود که الکترود تنگستن بسوزد و بر جوشکاری تاثیر بگذارد. برعکس، اگر ابتدا جوش داده و سپس منبسط کنید، احتمال وقوع پدیده فوق بسیار کم است. طبق آمار، اولی 40-60 برابر بیشتر از دومی دارای منافذ است. علاوه بر این، توزیع تنش لوله هایی که ابتدا منبسط شده و سپس جوش داده می شوند، پس از جوشکاری پیچیده تر است، اما زمانی که قبل از جوشکاری منبسط شوند، تنش جوش نسبتاً پایدار است. برای اطمینان از کیفیت کلی مبدل حرارتی، حتی با در نظر گرفتن کاهش تخلخل جوش و حالت تنش اتصال جوشی، ابتدا باید جوش انبساط و جوش لوله های ساختاری و ورق های لوله انجام شود.
image.png
6. اصل درز انبساط بین لوله مسی و صفحه لوله
پس از انبساط لوله مسی و صفحه لوله، لوله مسی دچار تغییر شکل پلاستیکی می شود، سوراخ صفحه لوله یک بازگشت جزئی ایجاد می کند و تنش باقیمانده بین سطوح تماس در محل اتصال بین لوله مسی و دیواره داخلی لوله ایجاد می شود. سوراخ درز انبساط مستقیماً بر استفاده و عمر واحد مرکزی تهویه مطبوع تأثیر می گذارد. طول انبساط موثر نیروی کشش را تعیین می کند، که به طور مستقیم توانایی آن را در مقاومت در برابر اختلاف دما و تنش اختلاف فشار نشان می دهد. درجه تناسب بین سطوح تماس مستقیماً عملکرد آب بندی آن را تعیین می کند [3]. طول انبساط شرح داده شده در این مقاله بر اساس ضخامت صفحه لوله است. ضخامت صفحه لوله در هر دو انتها 3 میلی متر کاهش می یابد. تنظیم گشاد کننده لوله از آنجایی که قسمت جلویی ورق لوله جوش داده شده است، جوش توسط نیروی خارجی فشرده می شود که باعث ترک خوردگی جوش می شود و کیفیت جوش را تحت تاثیر قرار می دهد. در عین حال جوش نامنظم و ناهموار است که در حین انبساط بر یکنواختی نیرو بر کل سطح انبساط تأثیر می گذارد. بنابراین، در حین انبساط، قسمت جلویی 3 میلی متر کاهش می یابد تا از درز جوش جلوگیری شود. برای انبساط مفصل می توانید از گشادکننده لوله شکافدار استفاده کنید. انتهای عقب صفحه لوله 3 میلی متر کاهش می یابد تا از انبساط بیش از حد جلوگیری شود. انتهای سوراخ لوله با لوله مسی مماس است و به لوله مسی آسیب می رساند.
7. نتیجه گیری
عمل تولید ثابت کرده است که لوله های مسی T2 و صفحات کامپوزیت فولادی مس T2 با استفاده از جوشکاری محافظ گاز مخلوط تنگستن آرگون-هلیوم جوش داده می شوند. تمیزی قبل از جوشکاری و کنترل شکاف جوشکاری پارامترهای مهم فرآیند برای جوشکاری لوله مبدل حرارتی و صفحه لوله هستند. ، آنها مستقیماً بر کیفیت جوش تأثیر می گذارند. محیط جوشکاری، تنظیم تجهیزات، جریان گاز و سنگ زنی سوزن تنگستن عوامل مستقیمی هستند که بر جوش تاثیر می گذارند. بدون تنظیم به موقع و بازرسی نقطهای، فرآیند جوشکاری باعث ایجاد ناهنجاریهای جوشکاری دستهای میشود و حتی باعث میشود که جوش قابل تعمیر نباشد و واحد از بین برود و عواقب بزرگی را در پی خواهد داشت. زیان های اقتصادی برای مبدل های حرارتی انبساط و جوشکاری، ترتیب انبساط و جوشکاری تاثیر بسزایی در کیفیت اتصال جوش داده شده دارد. انبساط پس از جوش نه تنها وقوع عیوب جوشکاری را کاهش می دهد، بلکه تضمین می کند که اتصال جوش داده شده توزیع تنش خوبی دارد [4]. با استفاده از روش های کنترلی و اقدامات فرآیندی پیشنهادی در این مقاله، می توان کیفیت مبدل حرارتی سازه جوشی انبساطی را تضمین کرد و الزامات ایمنی و استفاده طولانی مدت مبدل حرارتی پوسته و لوله را برآورده کرد.
