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黄铜管翅式油冷器TIG焊缝的泄漏分析及其缺陷的研究

作　者: 夏丽春
导　师: 钱乙余
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 泄漏气孔未焊合薄壁黄铜管端接
分类号: TG441.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文对微量黄铜管翅式油冷器TIG焊缝特殊的泄漏问题进行了研究。观察分析了焊缝泄漏的原因,及跟踪调研了油冷器的生产工艺流程;理论分析了黄铜薄壁管TIG焊缝中气孔的特征,以及其形成过程。研究结果表明:由于锌的蒸发和氢元素等的影响,尽管90%左右的黄铜管翅式油冷器TIG焊缝存在气孔。但是气孔在焊缝中弥散细小的分布,并不引起TIG焊缝的泄漏;造成黄铜管翅式油冷器TIG焊缝泄漏的主要原因是焊缝中未焊合缺陷和特殊大孔的存在。通过对黄铜管翅式油冷器现行生产工艺流程的多次反复跟踪调研,发现了油冷器生产过程中存在很多不利于焊接的因素;其中产品装配精度不高和焊前清理不够是两大主要不利因素。其中装配精度不高表现为内外黄铜管在端部存在错位和间隙不均;焊前清理不够则表现为待焊区表面有油污或氧化膜等的存在。根据对黄铜管翅式油冷器生产工艺流程的诊断结果,设计试验,仿真模拟引起薄壁黄铜管TIG焊缝泄漏的未焊合缺陷和特殊的大孔。试验结果表明,错位、间隙不均、油污和氧化膜等都能在特定的情况下得到与泄漏件中未焊合类似的缺陷,而特殊的大孔形式没有发现。应用电弧热理论和电弧力理论分析了各种因素下未焊合缺陷的形成,为泄漏件中的未焊合的解释提供了依据;并推测了特殊大孔的可能形成原因。根据以上的诊断和分析结果,对黄铜管翅式油冷器现行工艺流程进行了改进,消除了一部分不利因素,很大程度上稳定了生产过程。改善了黄铜管翅式油冷器的焊缝质量,提高了油冷器的焊接合格率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 课题背景与研究意义  9
  1.2 管翅式油冷器的概述  9-11
    1.2.1 管翅式油冷器的结构  10-11
    1.2.2 管翅式油冷器的传热原理  11
  1.3 铜及铜合金薄板的焊接生产技术现状  11-16
    1.3.1 铜及铜合金焊接特点  11-13
    1.3.2 铜及铜合金薄板焊接烧穿和变形问题  13-14
    1.3.3 铜及铜合金薄板焊接的工艺研究概况  14-16
  1.4 大批量生产油冷器产品质量的可靠性概述  16-17
  1.5 本课题的研究内容  17-18
第2章管翅式油冷器焊缝泄漏问题分析  18-29
  2.1 管翅式油冷器生产情况概述  18-21
    2.1.1 190114-01 管翅式油冷器结构  18
    2.1.2 管翅式油冷器生产流程  18-20
    2.1.3 管翅式油冷器氩弧焊缝可靠性  20-21
  2.2 管翅式油冷器出厂返回产品泄漏分析  21-24
    2.2.1 管翅式油冷器出厂返回产品泄漏位置统计  21
    2.2.2 管翅式油冷器泄漏件金相分析  21-24
      2.2.2.1 管翅式油冷器焊缝泄漏形式分析  22-24
      2.2.2.2 管翅式油冷器焊缝尺寸分析  24
  2.3 管翅式油冷器TIG焊现行焊接生产工艺流程诊断  24-28
    2.3.1 油冷器内外管装配及尺寸精度的影响  25-26
    2.3.2 油冷器管接头待焊部位焊前清理的影响  26
    2.3.3 氩弧焊收弧问题  26-27
    2.3.4 油冷器半自动焊接的影响因素  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章黄铜薄壁管TIG焊缝缺陷及其形成机理研究  29-44
  3.1 黄铜薄壁管TIG焊缝的气孔形态及其形成的机理研究  29-34
    3.1.1 油冷器黄铜TIG焊缝中气孔的特征  29-31
      3.1.1.1 油冷器黄铜TIG焊缝的气孔特征  29-31
      3.1.1.2 气孔形态特征的原因分析  31
    3.1.2 油冷器黄铜TIG焊缝中气孔的形成机理  31-34
      3.1.2.1 形成气孔的气体来源分析  31-32
      3.1.2.2 油冷器黄铜TIG焊缝中气孔的成长规律分析  32-34
  3.2 黄铜薄壁管TIG焊缝的未焊合缺陷试验研究  34-41
    3.2.1 焊缝未焊合缺陷的特征  34-35
    3.2.2 焊缝未焊合缺陷形成原因  35-41
      3.2.2.1 试验方法  36
      3.2.2.2 试验结果及其分析  36-41
  3.3 黄铜薄壁管TIG焊缝的大孔洞缺陷的分析  41-42
  3.4 其他隐患缺陷  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章管翅式油冷器氩弧焊接工艺流程改造  44-55
  4.1 YC-300WX4 N型焊机选用  44-48
    4.1.1 焊接电流选择  44-46
      4.1.1.1 试验内容  44-45
      4.1.1.2 试验材料  45
      4.1.1.3 试验结果  45-46
    4.1.2 收弧功能的影响  46
    4.1.3 脉冲钨极氩弧焊试验  46-48
      4.1.3.1 试验内容  46-47
      4.1.3.2 试验结果  47-48
  4.2 内外管装配精度对焊缝质量的影响  48-52
    4.2.1 内外管错位对焊缝质量的影响  49-51
    4.2.2 内外管间隙对焊缝质量的影响  51-52
  4.3 焊前清理的影响  52-53
  4.4 改造后的管翅式油冷器氩弧焊焊接流程  53-54
  4.5 本章小结  54-55
第5章紫铜油冷器氩弧焊缝泄漏研究  55-61
  5.1 紫铜管翅式油冷器生产情况概述  55-56
    5.1.1 紫铜管翅式油冷器的结构、材料和焊接工艺  55-56
    5.1.2 紫铜管翅式油冷器生产合格率统计  56
  5.2 紫铜管翅式油冷器泄漏件金相分析  56-58
  5.3 紫铜管翅式油冷器生产工艺诊断及改进措施  58-59
  5.4 本章小结  59-61
结论  61-62
参考文献  62-66
致谢  66

黄铜管翅式油冷器TIG焊缝的泄漏分析及其缺陷的研究

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