M11管殼式換熱器管板釬焊接頭斷裂泄漏失效試驗研究.pdf

1、本文針對M11管殼式換熱器產(chǎn)品管板釬焊接頭斷裂泄漏失效件進行了剖析及相關試驗研究。M11油冷器產(chǎn)品的泄漏失效部位均為管板釬焊焊縫，鍍銅低碳鋼/釬縫界面沿化合物層開裂而形成泄漏通道并導致產(chǎn)品報廢，同一產(chǎn)品中進出水室及回水室可能同時發(fā)生泄漏失效，或者同一管板接頭中多處位置發(fā)生泄漏，管板釬焊接頭斷裂失效的位置及數(shù)量均具有一定的隨機性。
　　斷口分析結果顯示失效管板釬焊接頭呈現(xiàn)脆性斷裂形態(tài)，釬焊界面處的脆性化合物層以及管板接頭下表面釬焊圓

2、角部位的應力集中是其斷裂失效的主要原因，在工作載荷壓力脈沖、振動及沖擊載荷下導致管板釬焊接頭釬焊界面發(fā)生脆性斷裂并導致產(chǎn)品泄漏失效。
　　試驗研究表明，管板釬焊接頭界面化合物的形成是低碳鋼表面鍍銅層與液態(tài)銅磷銀釬料相互作用的結果，在產(chǎn)品生產(chǎn)工藝條件下，當?shù)吞间摫砻驽冦~層厚度小于10μm時，釬焊加熱過程中全部溶解于液態(tài)釬料，同時，液態(tài)釬料中的P元素向釬焊界面聚集并生成連續(xù)的脆性化合物層；當鍍銅層達到15μm時，釬焊界面局部將生成斷續(xù)

3、的化合物層，當化合物形成于釬焊圓角應力集中部位時，在外力作用下將出現(xiàn)鍍銅低碳鋼/釬縫界面開裂現(xiàn)象；當?shù)吞间摫砻驽冦~層達到20μm時，釬焊界面剩余連續(xù)的鍍銅層，此時，釬焊界面無脆性化合物形成，可獲得可靠的管壁釬焊接頭，綜合考慮管板釬焊接頭質量及電鍍成本等因素，低碳鋼法蘭表面鍍銅層厚度的合理范圍為20-25μm。
　　鍍銅層厚度合理、結合強度高及分布均勻是獲得可靠釬焊接頭的前提，此外，釬焊加熱均勻是保證M11油冷器產(chǎn)品管板接頭釬焊質量