专利名称：制作钛合金波纹管机械密封装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种钛合金波纹管机械密封装置的制作方法。
技术背景
钛合金波纹管机械密封结构装置虽然各有差异，但主要是由密封环和波纹管两部 分组成，前者起密封作用，后者起弹性元件作用。钛合金波纹管机械密封的主要优点，第一 具有耐腐蚀特性，其耐腐蚀程度超过不锈钢的10余倍；第二是钛材的线膨胀系数很小。一 般为8 9左右，石墨的为6 7，镶嵌环后在升温时不易脱落，而一般不锈钢线膨胀系数约 为16左右；第三是钛材比重轻，一般金属为7 8，但钛材为4 5左右。传统钛合金波纹 管机械密封装置的制作方法和步骤主要是波纹片成型一波纹管焊接一热处理一性能测试 —安装密封环一研磨密封面等工序。该传统制作方法的缺点是如波纹片成型是将落下的 片料，用定型模具压紧再进行一次波片定型处理，然后加工外径使波片型面稳定再进行焊 接，在焊接时因钛合金在高温下，容易吸氢、吸氧后就发生氢脆，使其疲劳强度减弱。发明内容
本发明的目的在于提供一种钛合金波纹管机械密封装置的制作方法，其解决了背 景技术中钛合金波纹管机械密封装置容易发生氢脆，使其疲劳强度减弱的技术问题。
一种钛合金波纹管机械密封装置的制作方法，包括以下步骤
1)波纹片成型
首先，对钛合金钣料进行热处理。
其次，掌握波纹片成型后的回弹量，
波纹片模压成型是制作钛合金波纹管的重要工艺之一，单片上的波纹由若干个不 同圆弧和边缘角按照弹性理论设计组成，因此对波纹片型面及尺寸要求较为严格。
2)波纹管焊接
1.专用焊接夹具
首先焊内孔，采用内孔焊接专用夹具将两波片作为一单元进行焊接。
其次焊外圆，用外圆焊接夹具将已焊好内圆的波纹片单元逐个迭加焊接外圆。焊 接夹具是保证每个波纹片内外圆同心，并保证其角度和间距相等。
2.焊接工艺
由于钛合金在焊接过程中会吸收空气中的氢气，使焊缝变脆，机械性能明显下降， 严重影响波纹管的质量，为此焊接中必须采用某种惰性气体进行保护，以保证焊缝质量。波 纹管焊接采用氩弧焊或微束等离子焊均可以，其工艺参数(电流，电压，焊接速度)按钛合 金钣料的厚度来确定。
3)热处理
钛合金波纹管焊接后会产生焊接应力，必须通过热处理来消除焊缝应力，以确保 波纹管焊缝的性能及弹性的稳定，同时也提高抗蚀能力，我们采用真空热处理，根椐波纹管的大小、厚度及焊缝直径来确定热处理参数。
4)检测
需要在氦质谱仪上利用专用模具按操作程序做试验。除了检查波纹管焊接质量 外，很重要是进行弹力测试和真空度检测。
本发明的有益效果
1.可以将钛材这种非常难以超薄焊接及线膨胀系数又小的，而且非常耐磨的材质 用到石油化工企业的诸如PTA、PX等装置之中，因这种设备与介质接触的零部件均为钛材， 其它材质(因不能同时耐腐蚀与耐高温等原因)不适合，通过这种工艺达到适应现场使用 的目的。
2.采取双水内冷的方法使其焊接时很容易散热，保证了性能。热处理时一边要非 常规的压死，消除圆周应力然后再拉长，最后再进行定形热处理，其它检测与安装与常规一 致。
图1为内孔焊接专用夹具示意图2为外圆焊接夹具示意图3为外圆焊接夹具剖面示意图。
具体实施方法
一种钛合金波纹管机械密封装置的制作方法，包括以下步骤
1)波纹片成型。
首先，对钛合金钣料进行热处理。其次，掌握波纹片成型后的回弹量，
波纹片模压成型是制作钛合金波纹管的重要工艺之一，单片上的波纹由若干个不 同圆弧和边缘角按照弹性理论设计组成，因此对波纹片型面及尺寸要求较为严格。
2)波纹管焊接
1.专用焊接夹具
首先焊内孔，采用内孔焊接专用夹具将两波片作为一单元进行焊接。
其次焊外圆，用外圆焊接夹具将已焊好内圆的波纹片单元逐个迭加焊接外圆。焊 接夹具是保证每个波纹片内外圆同心，并保证其角度和间距相等。
2.焊接工艺
由于钛合金在焊接过程中会吸收空气中的氢气，使焊缝变脆，机械性能明显下降， 严重影响波纹管的质量，为此焊接中必须采用某种惰性气体进行保护，以保证焊缝质量。波 纹管焊接采用氩弧焊或微束等离子焊均可以，其工艺参数(电流，电压，焊接速度)按钛合 金钣料的厚度来确定。
3)热处理
钛合金波纹管焊接后会产生焊接应力，必须通过热处理来消除焊缝应力，以确保 波纹管焊缝的性能及弹性的稳定，同时也提高抗蚀能力，我们采用真空热处理，根椐波纹管 的大小、厚度及焊缝直径来确定热处理参数。
4)检测
需要在氦质谱仪上利用专用模具按操作程序做试验。除了检查波纹管焊接质量外，很重要是进行弹力测试和真空度检测。
权利要求
1. 一种钛合金波纹管机械密封装置的制作方法，包括以下步骤1)波纹片成型首先，对钛合金钣料进行热处理。其次，掌握波纹片成型后的回弹量，波纹片模压成型是制作钛合金波纹管的重要工艺之一，单片上的波纹由若干个不同圆 弧和边缘角按照弹性理论设计组成，因此对波纹片型面及尺寸要求较为严格。2)波纹管焊接1.专用焊接夹具首先焊内孔，采用内孔焊接专用夹具将两波片作为一单元进行焊接。其次焊外圆，用外圆焊接夹具将已焊好内圆的波纹片单元逐个迭加焊接外圆。焊接夹 具是保证每个波纹片内外圆同心，并保证其角度和间距相等。
2.焊接工艺由于钛合金在焊接过程中会吸收空气中的氢气，使焊缝变脆，机械性能明显下降，严重 影响波纹管的质量，为此焊接中必须采用某种惰性气体进行保护，以保证焊缝质量。波纹管 焊接采用氩弧焊或微束等离子焊均可以，其工艺参数(电流，电压，焊接速度)按钛合金钣 料的厚度来确定。3)热处理钛合金波纹管焊接后会产生焊接应力，必须通过热处理来消除焊缝应力，以确保波纹 管焊缝的性能及弹性的稳定，同时也提高抗蚀能力，我们采用真空热处理，根椐波纹管的大 小、厚度及焊缝直径来确定热处理参数。4)检测
全文摘要
本发明涉及一种钛合金波纹管机械密封装置的制作方法。本发明的制作方法依下述步骤进行1)波纹片成型，2)波纹管焊接，3)热处理，4)检测。本发明可以将钛材这种非常难以超薄焊接及线膨胀系数又小的，而且非常耐磨的材质用到石油化工企业的诸如PTA、PX等装置之中，因这种设备与介质接触的零部件均为钛材，其它材质(因不能同时耐腐蚀与耐高温等原因)不适合，通过这种工艺达到适应现场使用的目的。
文档编号F16J15/52GK102032350SQ20101055648
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者申改章 申请人:西安永华集团有限公司