九七年舞阳钢铁公司进口设备上的结晶器损坏了,结晶器是冶炼钢炉上的必需零件。该工件长800mm.宽400mm,高200mm,呈长方形,重达600Kg左右,质量要求铸造以后,还得经过锻造成型 。经其较低致密的金属组织来保证在单位面积上通过高密度.大电流的技术要求。该结晶器应用的环境条件都都比较恶劣,运行时高温状态下,需用循环水进行冷却。为了节省外汇,使结晶器配件国产化,该公司决定自已制造生产。在克服了需在该工件的体积内顺长方向加5条直径30毫米的水道,横向加工两条同径的水道的困难以后,又遇到了7条水道的确良14个端部密封焊接的难题。因为该工件是纯紫铜的材质,其导热系数高出黑色金属的8至10倍,抟热速度太快,工件的体积太大,焊接时温度场非常不容易建立,使密封水道端头的焊接非常屈难,经过多次采用不同焊接工艺的试验,焊后对结晶器‘做水压试验,均有不同程度的泄漏,后经采用碳棒焊接成功地焊接了3台结晶器。’
具体的工艺措施如下:将工件水道端部加工坡口,把圆孔的周边用铣订加工成单边V型坡口,角度60左右,坡口深8至10毫米。14个圆堵头的材质要求与工件相同,厚度30毫米,坡口若悬河形状尺寸与工件相同,要求圆堵的机加工精度与水道是紧密配合。工件的预热温度700℃焊接电源采用直流正板性,以提高工件的温度。先用直径6毫米的碳棒,焊接电流250A。焊钳采用自制的水冷式焊钳。焊接材料选用,焊丝直径3毫米。
因为该工件的体积较大,散热速度快,在施焊过程中,要注意保温。我们虽然采取了保温箱的措施,但仍控制不了热量的不断散失。所以,在焊接时我们采用两把大号焊炬同时对工件加热,以弥补散失的热量。同盟时在操作过程中还要注意热辐射的灼伤和工件翻身,起吊时的安全问题。
施焊时,第一层打底层,不加焊丝,直接将母材和堵头熔化。第二层施焊再加焊丝。紫铜高温下氧化速度非常快。要求施焊的动作速度要快,层间的间隔时间越短越好,层间要用钢丝刷或钢丝砂轮清除焊缝的氧化皮。焊接时紫铜极易产生气孔,操作时应注意观察熔池流动的情况和形状,熔池应一真都在弧焰的保护下,避免外来空气的侵入。若不慎产生气孔,应产即回焊,回焊的速度,应是在熔池淌未凝固之前完成。焊后产即用手锤轻击焊缝,使其组织致密,随后保温缓冷。
结晶器的焊接成功,不仅给国家节约了大量的外汇,结束了进口设备的零配件——结晶器必须依靠进口的历史,还为舞钢公司引进洋设备、吸收、消化、改进国产化的道路,提供了有力的技术保障。
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