王艷華 于均剛

哈電集團（秦皇島）重型裝備有限公司 河北秦皇島 066206

接管的連接方式由最早的間隙裝配與焊接結合，后來變化為脹接與焊接結合，再到現階段的冷裝與焊接結合，而最被認可的連接方式便是冷裝與焊接的結合。

1 前期準備

提到冷裝，大家都不陌生，是一種過盈配合的方式，是利用溫度變化影響尺寸來實現裝配，但對于小直徑直管冷裝來說，難度較大。冷裝一般從以下幾個方面考慮與準備：

（1）冷裝要求的過盈量的確定；

（2）冷卻介質的選擇；

（3）冷卻時間與接管外徑變化的關系；

（4）冷卻后置于空氣中接管外徑的變化情況，即接管冷卻后，允許裝配時間的確定。

2 設計過程

對于制造廠，過盈量的要求需要滿足設計圖紙及設計技術條件的要求，基本是確定值，那接下來的問題就是如何去實現。同時冷卻介質溫度較低的一般有液態(tài)氧、液態(tài)氮，而對于實體制造廠來說，液態(tài)氮溫度比較適合，而且液態(tài)氮較為安全，故一般選用液態(tài)氮做為冷卻介質。小直徑直管液氮冷卻直徑變化量極小，同時從液氮中取出后對溫度的變化極為敏感，冷裝難度較大。例如φ30-φ35的小直徑接管要求的過盈量為0.005mm-0.025mm，理論計算在液態(tài)氮中冷卻后的直徑變化約0.1mm左右，因此必須試驗確定小直徑直管液氮冷卻取出置于空氣中后，接管外徑隨時間的變化規(guī)律，同時試驗期間，還要驗證冷裝的效果（例如貼合程度）及冷裝的殘余應力測試。因冷裝的過盈量較小，冷裝孔加工精度無法滿足要求，則只能選擇針對加工后冷裝孔的實際孔徑尺寸，配加工對應冷裝直管的外徑?？紤]制造廠對設備的生產制造周期均較長，過盈量極小，孔徑測量時的工件溫度與對應配加工的接管加工時的工件溫度不同，溫度將產生一定的尺寸變化，會超過過盈量要求，故孔徑測量時，同時記錄待測工件的工件溫度，配加工接管外徑測量時，接管溫度必須與對應孔的工件溫度基本相同，同時對孔及管做好對應標記，冷裝時按對應關系進行冷裝。

3 實驗分析和結果

冷裝試驗時，使用專門的液氮冷卻裝置，具有冷卻保溫防飛濺作用，同時滿足冷裝管的清潔要求。試驗發(fā)現，小直徑接管在液氮中浸泡不少于25分鐘后，由液態(tài)氮中取出的5秒內，直徑就會回彈至少0.03mm。而較為適合裝配的孔軸直徑差應≥0.05mm，因此對于小直徑接管的裝配時間要求極為嚴格，待冷裝接管由液氮中取出至裝配妥當過程的時間必須控制在5秒內，否則極易出現卡死（即未冷裝到要求位置，便卡死在孔內，無法繼續(xù)裝配也無法拔出）現象。

對冷裝試驗件，選擇實際過盈量較小的進行剖開驗證，貼合程度滿足要求。

對冷裝試驗件，選擇實際過盈量較大的按RCC-M MC1362沸騰氯化鎂試驗進行殘余應力評估，結果殘余應力不大于150MPa，滿足要求。冷裝過程中，任何參數或者操作的控制不當都會造成接管裝配位置的誤差，導致發(fā)生冷裝卡死風險，且后續(xù)接管的取出難度較大，存在接管報廢的風險，是制造中的極大難點?？紤]冷裝存在一定的卡死風險，冷裝試驗期間，也提前準備了返工預案，并進行了冷裝卡死返工試驗（例如機加去除卡死接管等），為確保設備的制造提供技術支持。

圖1 液氮冷卻裝置

圖2 部分冷裝試驗圖

圖3 剖開試驗圖（放大至少20倍）

圖4 卡死接管機加取出圖

4 結語

經過以上試驗以及產品最終驗證，冷裝雖然能夠減小殘余應力，但是冷裝管直徑越小，液氮冷縮量越小，冷裝難度就會隨意增大。因為小直徑冷裝管的冷裝風險較大，冷裝過程中需要清潔控制，粉塵殘渣均會導致冷裝卡死，同時掌控冷裝孔與管的配加工對應配對、冷裝管浸泡時間、取出后冷裝操作時間是重點。