Лазерный мир

Золотоносов Я.Д., Князева И.А. // Журнал: Известия казанского государственного архитектурно-строительного университета, 2/2015, с: 208-212, УДК: 532.5:621.9.044

В данной статье рассматривается технология изготовления пружинновитых каналов теплообменных аппаратов с применением лазерной сварки. Рассмотрены результаты, полученные при проведении опытных работ по лазерной сварке пружинновитых каналов. Приведены методы контроля качества сварочных работ: контроля процесса сварки; контроля качества сварного соединения пружинновитого канала. Рассмотрены особенности проведения гидравлических испытаний, приведена функциональная схема пневмогидравлических испытаний.

The technology of manufacture and testing of a spring-twisted channels

Zolotonosov Ya.D.1, Knyazeva L.A.1

1 Kazan State University of Architecture and Engineering

The article discusses the features of the production of a new generation of heat exchangers based on spring-twisted channels using laser welding technology. Laser welding is used to secure the hard turns tightly wound spring together. There were marked features of laser welding spring-twisted channels. These include: — The quality of welded joints is highly dependent on the quality and accuracy of manufacture of the spring: the diameter fluctuation of turns from straightness over the entire length of the spring, the gap between the turns, the end turns quality scuffing. — When welding a continuous laser witness samples on the mandrel was found that because of some of the longitudinal, transverse shrinkage stress and reduced diameter welded spring. Therefore, for a given size coiled spring-channel must consider this effect and to increase the diameter of the spring preform. When welding pulsed laser radiation and thermal attachment, respectively, residual stress is less. — Laser welding cold-worked spring is a significant change in its geometric dimensions due to stress relief. — Performance continuous laser welding laser is 1,5 times higher laser welding in pulsed mode. The paper also addressed the issue of quality control of welding, which is divided into two stages: the control of the welding process; quality control of welded joints. To control internal defects welds spring-twisted channels (pores, cracks, lack of fusion) held pneumohydraulic test. To check the quality of welds spring-twisted the channel with welded pipes immersed in a water bath and fill it with purified and dried air, under pressure. Oh no integrity welds are judged by the appearance of gas bubbles coming from the spring-coiled channel. The greatest pressure of air supplied to the spring-twisted channel P max = 10 atm.

Основываясь на требованиях, предъявляемых к сварному соединению и технолог сварки при производстве теплообменных аппаратов, а также учитывая конструктивные особенности свариваемого узла, оптимальной каналов является технология лазерной сварки.
Технологические особенности лазерной сварки описаны в работах [6-8]
На сегодняшний день проведены опытные работы по лазерной сварке пружинновитых каналов непрерывным и импульсным лазерным излучением. Установка пружинновитого канала в приспособлении показана на рис.
Корпус приспособления с роликами крепится к раме, где установлена лазерная головка, для синхронизации их движения.
Проведённые опытные работы показали следующее:
1. Качество сварных соединений в высокой степени зависит от качества и точности изготовления пружины: колебания витков диаметра от прямолинейности по всей длине пружины, зазора между витками, качества зашлифовки крайних витков.
2. При сварке непрерывным лазерным излучением образцов обнаружилось, что из-за возникших продольных, поперечных усадок и напряжений диаметр сваренной пружины уменьшается. Поэтому для пружинно-витого канала необходимо учитывать данный эффект и увеличивать размер
диаметра заготовки пружины. При сварке импульсным лазерным излучением тепловые вложения и, соответственно, остаточные напряжения меньше.
3. При лазерной сварке нагартованной пружины происходит значительное изменение её геометрических размеров, вследствие снятия остаточных напряжений.
4. Производительность лазерной сварки непрерывным лазерным излучением в 1,5 раза выше лазерной сварки в импульсном режиме
По окончанию сварочных работ необходимо проведение контроля качества сварных соединений. Качественный сварной шов при любом виде сварки должен иметь ровную, слегка чешуйчатую поверхность без свищей, раковин, трещин, подрезов, прожогов, наплывов.
Контроль качества сварочных работ делится на два этапа: контроль процесса сварки; контроль качества сварного соединения.
Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение (теплообменные элементы, вварка труб в трубную доску, сварка кожуха теплообменника). Также применяемая технология сварки должна предоставл возможность наложения швов преимущественно в нижнем положении, которое обеспечивает безопасные условия работы сварщика, и гарантировать получение Основываясь на требованиях, предъявляемых к сварному соединению и технолог сварки при производстве теплообменных аппаратов, а также учитывая конструктивные особенности свариваемого узла, оптимальной технологией получения пружинноканалов является технология лазерной сварки

Полное содержание статьи: http://izvestija.kgasu.ru/files/2_2015/208_212_Zolotonosov_Kniazeva.pdf