3 條帶形貌與成形

3.1 條帶縱剪

原材料廠家生產(chǎn)的鋼帶寬度通常為2。在制管前，需要根據(jù)換熱管的規(guī)格，將其分條成需要的帶寬。 控制截面尺寸包括拉伸面寬度L1和厚度h、剪切截面厚度、斷裂截面厚度和角度L3、擠壓面寬度L2和毛邊。 此外，寬度偏差和鐮刀曲線也影響成形穩(wěn)定性。 縱向剪切截面尺寸沒有嚴格控制的常見焊接缺陷是內(nèi)外焊縫坡口（圖6）。

圖6 焊縫缺陷

3.2 模道設(shè)計與加工

鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的物理性能有很大的不同。 成型模具的道型需要根據(jù)材料的物理特性進行設(shè)計。 模具的道次型式參數(shù)很多，不同的成形道次的影響是不同的。 前開口部分的成型非常重要。 特別是在一次成型過程中，普遍存在的問題是半徑r不合理導致制品厚度不均，r小則壁厚變薄，硬度增加（如圖7所示）。 模具加工尺寸精度和硬度控制不當，會導致產(chǎn)品局部出現(xiàn)成型盲點（如圖8所示）。

圖8 尺寸精度和硬度影響

3.3 成型精度

成型過程的關(guān)鍵控制點是成型輥位置的調(diào)整精度。 這個因素決定了換熱管的尺寸偏差、厚度和硬度的均勻性。 通過試制管的實際試驗數(shù)據(jù)調(diào)整成型段中心和輥位精度。

鋼帶管需要通過多個模具進行冷成型。 成型段通常設(shè)計得很短，激光焊縫的寬度很窄。 TP439換熱管外縫寬度小于0.5mm，與鎢極氬弧焊相比。 ，激光焊接對成形精度要求更為嚴格，小于壁厚5%的錯位量就會導致明顯的焊縫缺陷（如圖9所示）。 由于激光焊接自動跟蹤范圍有限，實際偏差超過0.10mm就會影響焊縫質(zhì)量，成形段中心和各成形輥位置控制不當主要導致焊接偏差或非融合缺陷（如圖 10 所示）。

圖 10 未融合缺陷

這些焊前準備所造成的缺陷會降低換熱管的尺寸控制精度，增加后續(xù)制造工序中的熱處理、翅片加工、彎管等工序，嚴重時會造成廢品或存在質(zhì)量隱患的產(chǎn)品，并且也會影響設(shè)備制造商的安裝。 管道穿透和擴徑，特別是對于機械擴徑過程，負面影響較大。

4質(zhì)量保證

成熟的技術(shù)和合理的工藝流程才能保證制造出合格的產(chǎn)品。 大批量生產(chǎn)的質(zhì)量保證需要依靠人、機、料、物、環(huán)境的有機結(jié)合。 核電設(shè)備用TP439換熱管雖然設(shè)計為非核級，但其性能和運行可靠性將直接影響發(fā)電機組即核電站整體運行的經(jīng)濟性和安全性。 因此，保證換熱管的質(zhì)量具有十分重要的社會效益和經(jīng)濟效益。 TP439換熱管消耗量約21萬米，汽水分離器用TP439換熱管消耗量約7萬米。 所有換熱管必須萬無一失。 對質(zhì)量保證體系、設(shè)備和人員控制的要求遠高于ISO 9001體系。

4.1 質(zhì)量保證體系

考慮到核電設(shè)備用TP439換熱管的特殊性，有必要在質(zhì)量保證體系的基礎(chǔ)上引入質(zhì)量保證要求，如“四件事”和分供方管控的詳細要求。 例如，主要措施有：

（一）制定原材料采購專項技術(shù)要求；

(2) 編制質(zhì)量計劃、制造大綱和工藝操作規(guī)程。

(3)細化控制各工序參數(shù)，對關(guān)鍵工序編制專門的操作規(guī)程。

（4）成立專門項目組換熱管為不銹鋼，對質(zhì)量情況進行全方位監(jiān)控。

4.2 設(shè)備和人員

產(chǎn)品使用的相關(guān)設(shè)備（包括生產(chǎn)設(shè)備、檢測設(shè)備）和人員也應(yīng)采取相應(yīng)措施。

(1) 批量產(chǎn)品生產(chǎn)涉及的人員和設(shè)備與預(yù)制批次一致換熱管為不銹鋼，做到機器固定、崗位固定。 每個單元模具更換后，先做第一件，逐件測試。 在正式生產(chǎn)開始之前確認它是穩(wěn)定的。

(2)對每班的設(shè)備運行和工藝參數(shù)監(jiān)控進行詳細的書面確認。

(3)增加設(shè)備巡檢頻次。

（四）重點崗位配備備用人員。

5 結(jié)論

通過分析上述因素對核電設(shè)備用TP439換熱管焊縫質(zhì)量的影響，研究其影響原理和主要結(jié)果。 主要結(jié)論如下：

(1)激光焊接更適用于核電用TP439換熱管的制造，特別是翅片管母管的生產(chǎn)必須采用激光焊接工藝，可以有效控制焊縫晶粒度，提高韌性和均勻性焊縫硬度和生產(chǎn)效率的關(guān)系。

(2)控制板材的C+N、Cu、Al元素及力學性能，可提高換熱管的耐蝕性，改善冷熱加工性能。

(3)鋼帶的分條尺寸控制可有效改善焊縫的形狀和穩(wěn)定性。

(4)模具道型設(shè)計決定了換熱管的硬度和壁厚均勻性。

(5)成型精度包括模具加工、安裝、機械零件精度等，決定著成型的穩(wěn)定性，直接影響焊接的穩(wěn)定性。

(6)完善的質(zhì)量保證措施，保證產(chǎn)品量產(chǎn)質(zhì)量的一致性，保障設(shè)備安全運行。

本文節(jié)選自《第六屆中國國際400系不銹鋼會議論文集》