硝酸吸收塔冷却盘管与底板的深孔焊接工艺探索

李 波

（肥城金塔机械有限公司，肥城 271600）

肥城金塔机械有限公司制作的硝酸吸收塔主要由筛板塔组成，各层塔板上盘旋着的冷却水管，其结构形式比较复杂，组装时要保证塔板平面度和水平度，其冷却盘管的焊接尤为重要。由于底板厚度大，冷却水管直径小，管与管之间的间距小，焊接难度较大，通过不断摸索，采用深孔焊接工艺解决了此问题。深孔焊接质量的好坏，直接影响整个设备的质量和寿命。

肥城金塔机械有限公司为临沂一家化工企业制造的一台硝酸吸收塔，主要技术参数分别如表1、表2所示。

表1 主要技术参数（一）

表2 主要技术参数（二）

该塔共有34层筛板，每层对应有2组冷却盘管，分偶数和奇数，每组2个进水口和出水口，并分别独立设置，冷却盘管与底板之间采用深孔焊接工艺焊接。

1 组装与焊接工艺分析

原设计的深孔焊接方式如图1所示，由于底板比较厚，散热比较快，管头与孔之间对接难度较大，因此组装质量不能保证，并且焊接难度增大，焊接过程很容易出现缩孔、未焊透等焊接缺陷，焊接质量不能得到保证，留下很大的质量隐患。根据产品结构特点，我公司与化工设计院进行沟通，更改了底板管孔的结构（见图2），降低了焊接难度，保证了焊接质量。

2 焊接工艺

2.1 焊前准备

用管子坡口机把冷却水管做平头处理，去除毛刺，并用丙酮清洗；用专用工装夹具把冷却管头和底板管孔进行组装，留小于0.5mm间隙（用0.5mm塞尺定位），氩弧焊点固，再用丙酮清洗焊缝两侧50mm范围。

2.2 焊接方法

采用脉冲自动TIG焊。

图1 深孔焊接方式

图2 底板管孔的改进结构

2.3 焊接设备

用管板自动深孔TIG焊接设备，应保证定位准确，调整方便。该设备的主要技术性能如表3所示。

表3 设备技术性能

2.4 焊接工装

底板背部环形槽加工，根据尺寸采用市场环形槽切削刀具。底板管孔与管头组装用工具——胀芯，如图3所示。背部焊缝保护罩如图4所示。

2.5 焊接工艺

一是焊接定位。调整钨极尖端与管子内壁间隙，芯杆前部用∮19.9芯轴定位，插入管孔内部调整，使钨极尖与焊缝中心重合，用机头三爪定位后固定。二是充氩保护。为保证背面成形，背面进行充氩气保护，流量为5～14L/min。三是焊接工艺，采用单面焊双面成形。为保证焊接质量，焊接采用点一层焊接一层的方法焊接。焊接工艺参数如表4所示。

图3 底板管孔与管头组装

图4 背部焊缝保护罩

表4 焊接参数

2.6 压力试验

底板与冷却管头焊接完毕后，进行水压试验，试验压力0.8MPa，保压30min，焊接接头无渗漏。768个焊口全部检验合格，达到焊接质量要求。

3 结语

通过改变冷却盘管与底板管孔的对接方式，采用专用工装进行组装、定位，经过不断工艺摸索，我公司掌握了深孔焊接技术，所制造的冷却盘管深孔焊接质量可靠，各项技术指标符合要求，提升了企业的加工能力，为开拓市场提供了坚实的技术支撑。目前，我公司为临沂某化工企业制造的硝酸吸收塔，投入运行后，各项指标始终处于良好的状态。