Soldas de titânio em trocador de calor

A soldagem desempenha um papel crucial na fabricação de trocadores de calor de titânio. Técnicas de soldagem de titânio são usadas para unir os diferentes componentes de um trocador de calor, como tubos, placas e conexões de titânio. As técnicas de soldagem mais comuns usadas para trocadores de calor de titânio são soldagem TIG (Tungsten Inert Gas), soldagem a arco de plasma e soldagem por feixe de elétrons.

A soldagem TIG é a técnica de soldagem mais comumente usada para trocadores de calor de titânio. Essa técnica de soldagem usa um eletrodo de tungstênio não{1}}consumível para produzir o arco, que derrete o metal base e o fio de enchimento, criando uma fusão entre eles. O fio de enchimento usado na soldagem TIG é normalmente do mesmo tipo de titânio que o metal base para garantir uma junta forte e{3}}resistente à corrosão. A soldagem TIG oferece excelente controle sobre o processo de soldagem e produz soldas de alta-qualidade com distorção mínima.

Análise

1. A influência da poluição por gases e impurezas no desempenho da soldagem

1.1. A influência do hidrogênio é o fator mais sério que afeta as propriedades mecânicas do titânio entre as impurezas gasosas. A mudança no teor de hidrogênio da solda tem o impacto mais significativo no desempenho de impacto da solda. A principal razão é que o aumento na quantidade de bomba de hidrogênio na solda aumenta a quantidade de flocos ou agulhas-como o TiH2 precipitado na solda. O TiH2 possui resistência muito baixa, o que reduz significativamente o desempenho de impacto da solda. Preste atenção ao uso de eletrodo ou fio com baixo teor de hidrogênio ao soldar.

1.2. A influência do oxigênio. O oxigênio tem alta solubilidade nas fases e do titânio e pode formar fases de solução sólida intersticial, causando séria distorção da fase de rede, resultando em aumento da dureza e resistência do titânio e ligas de titânio, mas em uma diminuição significativa na plasticidade. Para garantir o desempenho das juntas de soldagem, além de evitar a oxidação do cordão de solda e da zona afetada pelo calor-da soldagem durante o processo de soldagem, o teor de oxigênio no metal base e no fio de soldagem também deve ser limitado.

1.3. A influência do nitrogênio. Em altas temperaturas acima de 700 graus, o nitrogênio e o titânio reagem violentamente para formar nitreto de titânio duro e frágil (TiN), e o grau de distorção da rede causado pela formação de solução sólida intersticial entre o nitrogênio e o titânio é mais sério do que o causado pela absorção de oxigênio. Portanto, o nitrogênio é mais significativo que o oxigênio na melhoria da resistência à tração e na dureza das soldas de titânio e ligas de titânio e na redução das propriedades plásticas das soldas.

1.4. A influência do carbono. O carbono também é uma impureza comum em titânio e ligas de titânio. Experimentos mostram que quando o teor de carbono é de 0,13%, o carbono está profundo no titânio, a resistência da solda é melhorada e a plasticidade é reduzida, mas não é tão forte quanto o oxigênio e o nitrogênio. No entanto, quando o teor de carbono da solda aumenta ainda mais, a solda parece líquida-como o TiC, cuja quantidade aumenta com o aumento do teor de carbono, de modo que a plasticidade da solda diminui drasticamente e as rachaduras são propensas a aparecer sob a ação da tensão de soldagem. Portanto, o teor de carbono do metal base de titânio e liga de titânio não deve exceder 0,1%, e o teor de carbono da solda não deve exceder o teor de carbono do metal base.

2. Problema de rachadura na junta soldada

Ao soldar titânio e ligas de titânio, podem aparecer trincas a frio na zona-afetada pelo calor, caracterizada por trincas que ocorrem várias horas ou mais após a soldagem, o que também é chamado de trinca retardada. Estudos demonstraram que esse tipo de trinca está relacionado à difusão do hidrogênio durante o processo de soldagem. Durante o processo de soldagem, o hidrogênio se difunde da poça fundida de alta temperatura para a zona afetada-pelo calor de temperatura mais baixa. O aumento no teor de hidrogênio aumenta a quantidade de TiH2 precipitado nesta zona, o que aumenta a fragilidade da zona-afetada pelo calor. Além disso, a expansão de volume durante a precipitação de hidretos provoca maior tensão estrutural. , Juntamente com a difusão e acúmulo de átomos de hidrogênio nas partes de alta-tensão da região, resultando na formação de trincas. O método para prevenir este tipo de fissuração retardada é principalmente reduzir a fonte de hidrogênio na junta soldada e realizar o tratamento de recozimento a vácuo, se necessário.

3. Seleção do método de soldagem

O tubo de titânio GR2 e a placa do tubo são projetados com expansão de resistência e soldagem selada. Ao soldar titânio e ligas de titânio, quando a temperatura está entre 500 graus e 700 graus, é fácil absorver oxigênio, hidrogênio e nitrogênio no ar, o que afeta seriamente a qualidade da soldagem. O arco de soldagem a arco de argônio é protegido e resfriado pelo fluxo de gás argônio, o calor do arco é relativamente concentrado, a densidade de corrente é alta, a zona afetada pelo calor é pequena e a qualidade da soldagem é alta. Devido às propriedades físicas e químicas especiais do titânio, combinadas com os equipamentos e condições ambientais de nossa empresa, desta vez usamos soldagem automática a arco de tungstênio e argônio para a soldagem do tubo de troca de calor de titânio e da placa do tubo.

4. Inspeção de placa de amostra

Inspeção visual. A superfície da solda e a zona{1}afetada pelo calor devem ser inspecionadas 100% com uma lupa de 10 vezes. Os resultados da inspeção visual e dos testes não{5}}destrutivos não devem apresentar defeitos como rachaduras, não fundidos, poros, cortes inferiores, crateras de arco, inclusões e respingos. Não deve haver defeitos fora da solda. Existem pontos de arco. Não deve haver cor oxidada na superfície (apenas branco prateado e amarelo claro são permitidos). Após a inspeção, não foram encontradas rachaduras, poros, falta de fusão e outros defeitos na superfície da solda, a cor da superfície era branco-prateado e a inspeção de aparência foi qualificada.

5. Sala selada para soldagem

Devido à natureza especial do titânio, a influência da velocidade do vento, temperatura, umidade, poeira e outros fatores ambientais na qualidade da soldagem não deve ser subestimada. Para garantir o ambiente de soldagem, construímos uma sala de soldagem selada de 30m2 (5mx6m) que é relativamente isolada do mundo exterior. Mantenha a temperatura em torno de 25 graus e a umidade relativa inferior a 60%. A qualificação de soldagem da peça de teste e a soldagem do produto são realizadas nesta sala selada-à prova de vento e poeira-. (1) Ar condicionado, desumidificadores, aspiradores de pó e exaustores devem ser instalados em salas vedadas. A luz interna deve ser suficiente e o solo deve ser plano, limpo e limpo; (2) Devem ser consideradas medidas de prevenção de incêndio e passagens seguras na sala selada; (3) Soldadores durante a soldagem Use roupas de trabalho limpas e luvas desengordurantes de poliéster puro.

6. Requisitos básicos para pessoas, máquinas e materiais em soldagem

6.1. Requisitos de pessoal. (1) Técnicos de soldagem, inspetores de qualidade de soldagem e pessoal de inspeção e teste de soldagem devem ter as qualificações correspondentes; (2) Todos os soldadores que participam da soldagem devem passar pela teoria e operação prática da soldagem móvel de qualquer tipo de titânio e liga de titânio. Somente após treinamento de habilidades e exames qualificados a soldagem de tubos de troca de calor de titânio e placas de tubos pode ser realizada. E precisa dominar os seguintes conhecimentos básicos: a. Conhecimento básico de materiais metálicos de titânio; b. Conhecimentos básicos de materiais de soldagem (argônio) e sua utilização; c. Conhecimento básico do processo de soldagem e conhecimento profissional de soldagem de titânio; d. Causas Comuns, perigos, medidas de prevenção e tratamento de defeitos de soldagem; e. Conhecimento básico dos tipos, uso e manutenção de equipamentos de soldagem de chapas tubulares e instrumentos de medição.

6.2. Requisitos para máquina automática de soldagem a arco de tungstênio e argônio para chapas tubulares. (1) A característica do arco é estável; (2) O ajuste atual é flexível e conveniente e possui boa repetibilidade do processo; (3) O atuador mecânico é flexível em operação e fácil de instalar; (4) Possui suprimento de ar avançado, parada de ar retardada, pulso, ignição de arco sem contato e função de atenuação de corrente.

7. Preparação antes de soldar chapa tubular

(1) Os soldadores de chapas-de tubos devem seguir rigorosamente os regulamentos do processo de soldagem; (2) A lacuna entre o tamanho da haste de posicionamento central do soldador e o diâmetro interno do orifício do tubo expandido é de 0,1 ~ 0,15 mm e o processo de soldagem não treme; (3) Forma de processamento do eletrodo de tungstênio, forma de junta de soldagem, configuração do eletrodo de tungstênio. (4) Ao instalar o eletrodo de tungstênio, o eletrodo de tungstênio deve estar no centro do bico da pistola de soldagem e não deve ser inclinado; (5) Ao soldar, preste sempre atenção ao formato da ponta da haste de tungstênio. Se a ponta do eletrodo de tungstênio ficar redonda, a direção do arco mudará. A costura de soldagem não é lisa e apresenta rebarbas, e o eletrodo de tungstênio deve ser substituído neste momento; (6) É estritamente proibido expandir ou cortar o tubo durante a soldagem de um lado e do outro lado para garantir a qualidade da soldagem. Ao soldar em ambos os lados, não é permitido soldar um tubo de titânio ao mesmo tempo. (7) A soldagem por salto deve ser usada durante a soldagem, e a soldagem deve ser feita linha por linha, de baixo para cima. (8) A superfície da solda deve ser uniforme, bonita e com escamas de peixe. O reforço da solda não deve ser superior a 0,5 mm e a largura da solda deve ser de 2 a 2,5 mm; (9) A superfície da solda não pode apresentar defeitos como trincas, poros, falta de fusão e deslocamento; (10) A superfície da solda deve ser prateada. Branco ou amarelo claro, roxo, azul, cinza, etc. não são permitidos.

8. Testes não-destrutivos da superfície de solda da chapa de tubo

Após a superfície de solda ter passado pela inspeção visual, a inspeção de coloração deve ser realizada.

9. teste hidrostático

Após os testes não{0}}destrutivos atenderem aos requisitos de qualidade, a montagem é realizada. Após a conclusão da montagem, é realizado o teste hidráulico. A solda do tubo de troca de calor e da placa do tubo não apresentou vazamento no teste hidráulico.

Soldas de titânio em trocador de calor

Os produtos de soldagem de titânio são amplamente utilizados em trocadores de calor devido à sua excelente resistência à corrosão, alta relação resistência-por{1}}peso e capacidade de suportar altas temperaturas. Aqui estão alguns exemplos:

1. Tubos de titânio: Os tubos de titânio são comumente utilizados em trocadores de calor devido à sua excelente resistência à corrosão, mesmo em ambientes altamente agressivos. A alta relação resistência-/{2}}peso do titânio também o torna um material ideal para uso em tubos de trocadores de calor.

2. Placas de titânio: As placas de titânio são usadas em trocadores de calor de placas, que são trocadores de calor altamente eficientes que usam uma série de placas finas e onduladas para transferir calor entre dois fluidos. As ondulações nas placas aumentam a área superficial, o que potencializa o processo de transferência de calor.

3. Soldas de titânio: As soldas de titânio são usadas para unir os vários componentes de um trocador de calor, incluindo tubos, placas e conexões. As técnicas de soldagem especializadas utilizadas para soldar titânio garantem a integridade da solda e a resistência à corrosão da junta.

4. Acessórios de titânio: Os acessórios de titânio são usados ​​para conectar os vários componentes de um trocador de calor, incluindo tubos e placas. A resistência à corrosão do titânio garante a durabilidade e longevidade das conexões, mesmo em ambientes altamente corrosivos.

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