Soldaduras de titanio en intercambiador de calor.

La soldadura juega un papel crucial en la fabricación de intercambiadores de calor de titanio. Las técnicas de soldadura de titanio se utilizan para unir los diferentes componentes de un intercambiador de calor, como los tubos, placas y accesorios de titanio. Las técnicas de soldadura más comunes utilizadas para los intercambiadores de calor de titanio son la soldadura TIG (gas inerte de tungsteno), la soldadura por arco de plasma y la soldadura por haz de electrones.

La soldadura TIG es la técnica de soldadura más utilizada para intercambiadores de calor de titanio. Esta técnica de soldadura utiliza un electrodo de tungsteno no-consumible para producir el arco, que funde el metal base y el alambre de relleno, creando una fusión entre ellos. El alambre de relleno utilizado en la soldadura TIG suele ser del mismo grado de titanio que el metal base para garantizar una unión fuerte y resistente a la corrosión-. La soldadura TIG proporciona un control excelente sobre el proceso de soldadura y produce soldaduras de alta-calidad con una distorsión mínima.

Análisis

1. La influencia de la contaminación por gases e impurezas en el rendimiento de la soldadura.

1.1. La influencia del hidrógeno es el factor más grave que afecta las propiedades mecánicas del titanio entre las impurezas del gas. El cambio en el contenido de hidrógeno de la soldadura tiene el impacto más significativo en el rendimiento de impacto de la soldadura. La razón principal es que el aumento en la cantidad de bomba de hidrógeno en la soldadura aumenta la cantidad de escamas o agujas-como TiH2 precipitadas en la soldadura. TiH2 tiene una resistencia muy baja, lo que reduce significativamente el rendimiento de impacto de la soldadura. Preste atención al uso de electrodos o alambres con bajo-hidrógeno al soldar.

1.2. La influencia del oxígeno. El oxígeno tiene una alta solubilidad en ambas fases del titanio y puede formar fases de solución sólida intersticial, lo que provoca una grave distorsión de la fase reticular, lo que da como resultado una mayor dureza y resistencia del titanio y las aleaciones de titanio, pero una disminución significativa de la plasticidad. Para garantizar el rendimiento de las uniones de soldadura, además de evitar la oxidación de la costura de soldadura y la zona afectada por el calor de soldadura-durante el proceso de soldadura, también se debe limitar el contenido de oxígeno en el metal base y el alambre de soldadura.

1.3. La influencia del nitrógeno. A una temperatura alta, superior a 700 grados, el nitrógeno y el titanio reaccionan violentamente para formar nitruro de titanio (TiN), que es frágil y duro, y el grado de distorsión de la red causada por la formación de una solución sólida intersticial entre el nitrógeno y el titanio es más grave que el causado por la absorción de oxígeno. Por lo tanto, el nitrógeno es más importante que el oxígeno para mejorar la resistencia a la tracción y la dureza de las soldaduras de titanio y aleaciones de titanio, y para reducir las propiedades plásticas de las soldaduras.

1.4. La influencia del carbono. El carbono también es una impureza común en el titanio y las aleaciones de titanio. Los experimentos muestran que cuando el contenido de carbono es del 0,13%, el carbono se adentra profundamente en el titanio, mejora la resistencia de la soldadura y reduce la plasticidad, pero no es tan fuerte como el oxígeno y el nitrógeno. Sin embargo, cuando el contenido de carbono de la soldadura aumenta aún más, la soldadura parece neta-como TiC, cuya cantidad aumenta con el aumento del contenido de carbono, de modo que la plasticidad de la soldadura disminuye drásticamente y es probable que aparezcan grietas bajo la acción de la tensión de soldadura. Por lo tanto, el contenido de carbono del metal base de titanio y aleación de titanio no deberá exceder el 0,1%, y el contenido de carbono de la soldadura no deberá exceder el contenido de carbono del metal base.

2. Problema de grietas en las juntas soldadas

Al soldar titanio y aleaciones de titanio, pueden aparecer grietas en frío en la zona-afectada por el calor, que se caracteriza por grietas que ocurren varias horas o más después de la soldadura, lo que también se denomina agrietamiento retardado. Los estudios han demostrado que este tipo de grietas está relacionada con la difusión de hidrógeno durante el proceso de soldadura. Durante el proceso de soldadura, el hidrógeno se difunde desde el baño fundido de alta temperatura hacia la zona afectada por el calor-de temperatura más baja. El aumento en el contenido de hidrógeno aumenta la cantidad de TiH2 precipitado en esta zona, lo que aumenta la fragilidad de la zona afectada por el calor-. Además, la expansión de volumen durante la precipitación de hidruros provoca una mayor tensión estructural. , Junto con la difusión y acumulación de átomos de hidrógeno en las partes de alta-esfuerzo de la región, lo que resulta en la formación de grietas. El método para prevenir este tipo de agrietamiento retardado es principalmente reducir la fuente de hidrógeno en la junta soldada y realizar un tratamiento de recocido al vacío si es necesario.

3. Selección del método de soldadura.

El tubo y la placa tubular de titanio GR2 están diseñados con expansión de resistencia y soldadura sellada. Al soldar titanio y aleaciones de titanio, cuando la temperatura está entre 500 y 700 grados, es fácil absorber oxígeno, hidrógeno y nitrógeno en el aire, lo que afecta seriamente la calidad de la soldadura. El arco de la soldadura por arco de argón está protegido y enfriado por el flujo de gas argón, el calor del arco está relativamente concentrado, la densidad de corriente es alta, la zona afectada por el calor es pequeña y la calidad de la soldadura es alta. Debido a las propiedades físicas y químicas especiales del titanio, combinadas con el equipo de nuestra empresa y las condiciones ambientales, esta vez utilizamos soldadura automática por arco de tungsteno y argón para soldar el tubo de intercambio de calor de titanio y la placa del tubo.

4. Inspección de placas de muestra

Inspección visual. La superficie de la soldadura y la zona-afectada por el calor se debe inspeccionar al 100% con una lupa de 10 aumentos. Los resultados de la inspección visual y las pruebas no-destructivas no deben tener defectos como grietas, faltas de fusión, poros, socavaduras, cráteres de arco, inclusiones y salpicaduras. No debe haber defectos fuera de la soldadura. Hay puntos de arco. No debe haber ningún color oxidado en la superficie (solo se permiten blanco plateado y amarillo claro). Después de la inspección, no se encontraron grietas, poros, falta de fusión y otros defectos en la superficie de la soldadura, el color de la superficie era blanco plateado-y se calificó la inspección de apariencia.

5. Sala sellada para soldadura.

Debido a la naturaleza especial del titanio, no se debe subestimar la influencia de la velocidad del viento, la temperatura, la humedad, el polvo y otros factores ambientales en la calidad de la soldadura. Para garantizar el entorno de soldadura, hemos construido una sala de soldadura sellada de 30 m2 (5 x 6 m) que está relativamente aislada del mundo exterior. Mantenga la temperatura alrededor de 25 grados y la humedad relativa a menos del 60%. La calificación de soldadura de la pieza de prueba y la soldadura del producto se llevan a cabo en esta sala sellada a prueba de viento-y polvo-. (1) Los acondicionadores de aire, deshumidificadores, aspiradoras y extractores de aire deben instalarse en la habitación sellada. La luz interior debe ser suficiente y el suelo debe ser plano, limpio y limpio; (2) Se deben considerar medidas de prevención de incendios y pasajes seguros en la habitación sellada; (3) Soldadores durante la soldadura Use ropa de trabajo limpia y guantes desengrasantes de poliéster puro.

6. Requisitos básicos para personas, máquinas y materiales en soldadura.

6.1. Requisitos de personal. (1) Los técnicos de soldadura, los inspectores de calidad de la soldadura y el personal de inspección y prueba de soldadura deben tener las calificaciones correspondientes; (2) Todos los soldadores que participan en la soldadura deben pasar por la teoría y la operación práctica de la soldadura móvil de cualquier grado de titanio y aleación de titanio. Solo después de una capacitación técnica y exámenes calificados se puede realizar la soldadura de tubos y placas de tubos de intercambio de calor de titanio. Y es necesario dominar los siguientes conocimientos básicos: a. Conocimientos básicos de materiales metálicos de titanio; b. Conocimientos básicos de materiales de soldadura (argón) y su uso; do. Conocimientos básicos del proceso de soldadura y conocimientos profesionales de soldadura de titanio; d. Causas comunes, peligros, medidas de prevención y tratamiento de defectos de soldadura; mi. Conocimientos básicos de los tipos, uso y mantenimiento de equipos de soldadura de láminas de tubos e instrumentos de medición.

6.2. Requisitos para la máquina automática de soldadura por arco de tungsteno y argón para láminas tubulares. (1) La característica del arco es estable; (2) El ajuste actual es flexible y conveniente, y tiene buena repetibilidad del proceso; (3) El actuador mecánico tiene un funcionamiento flexible y es fácil de instalar; (4) Tiene suministro de aire avanzado, parada de aire retardada, pulso, encendido de arco sin contacto y función de atenuación de corriente.

7. Preparación antes de soldar la placa tubular.

(1) Los soldadores de láminas de tubos-deben seguir estrictamente las regulaciones del proceso de soldadura; (2) El espacio entre el tamaño de la varilla de posicionamiento central del soldador y el diámetro interior del orificio del tubo expandido es de 0,1 ~ 0,15 mm y el proceso de soldadura no tiembla; (3) Forma de procesamiento del electrodo de tungsteno, forma de la junta de soldadura, ajuste del electrodo de tungsteno. (4) Al instalar el electrodo de tungsteno, el electrodo de tungsteno debe estar en el centro de la boquilla de la pistola de soldar y no debe estar torcido; (5) Al soldar, preste siempre atención a la forma de la punta de la varilla de tungsteno. Si la punta del electrodo de tungsteno se vuelve redonda, la dirección del arco cambiará. La costura de soldadura no es lisa y tiene rebabas, y el electrodo de tungsteno debe reemplazarse en este momento; (6) Está estrictamente prohibido expandir o cortar la tubería al soldar de un lado y del otro para garantizar la calidad de la soldadura. Al soldar por ambos lados, no está permitido soldar un tubo de titanio al mismo tiempo. (7) Se debe utilizar soldadura por salto al soldar, y la soldadura debe realizarse fila por fila de abajo hacia arriba. (8) La superficie de la soldadura debe ser uniforme, hermosa y con escamas de pez. El refuerzo de soldadura no debe ser superior a 0,5 mm y el ancho de la soldadura debe ser de 2 a 2,5 mm; (9) No se permite que la superficie de la soldadura tenga defectos como grietas, poros, falta de fusión y desplazamiento; (10) La superficie de la soldadura debe ser plateada. No se permiten colores blancos o amarillo claro, morado, azul, gris, etc.

8. Pruebas no-destructivas de la superficie de soldadura de la placa tubular

Una vez que la superficie de soldadura haya pasado la inspección visual, se realizará la inspección de coloración.

9. prueba hidrostática

Una vez que las pruebas no-destructivas cumplen con los requisitos de calidad, se lleva a cabo el ensamblaje. Una vez finalizado el montaje, se lleva a cabo la prueba hidráulica. En la prueba hidráulica no se encontraron fugas en la soldadura del tubo de intercambio de calor y la placa del tubo.

Soldaduras de titanio en intercambiador de calor.

Los productos de soldadura de titanio se utilizan ampliamente en intercambiadores de calor debido a su excelente resistencia a la corrosión, su alta relación de resistencia-a-peso y su capacidad para soportar altas temperaturas. A continuación se muestran algunos ejemplos:

1. Tubos de titanio: Los tubos de titanio se utilizan habitualmente en intercambiadores de calor debido a su excelente resistencia a la corrosión, incluso en ambientes altamente agresivos. La alta relación de resistencia-a-peso del titanio también lo convierte en un material ideal para usar en tubos de intercambiadores de calor.

2. Placas de titanio: las placas de titanio se utilizan en intercambiadores de calor de placas, que son intercambiadores de calor altamente eficientes que utilizan una serie de placas delgadas y corrugadas para transferir calor entre dos fluidos. Las corrugaciones de las placas aumentan la superficie, lo que mejora el proceso de transferencia de calor.

3. Soldaduras de titanio: las soldaduras de titanio se utilizan para unir los distintos componentes de un intercambiador de calor, incluidos los tubos, las placas y los accesorios. Las técnicas de soldadura especializadas utilizadas para soldar titanio garantizan la integridad de la soldadura y la resistencia a la corrosión de la unión.

4. Accesorios de titanio: los accesorios de titanio se utilizan para conectar los distintos componentes de un intercambiador de calor, incluidos los tubos y las placas. La resistencia a la corrosión del titanio garantiza la durabilidad y longevidad de los accesorios, incluso en ambientes altamente corrosivos.

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