长输天然气管道激光-电弧复合焊接工艺

对长输天然气管道焊接工艺和手工焊条下向焊、手工钨极氩弧焊、半自动下向焊等典型焊接技术方法进行对比分析,提出激光—电弧复合焊接技术工艺。激光与电弧采用旁轴复合方式,激光聚焦头和电弧焊枪前后排列,激光聚焦头在前,电弧焊枪在后,激光束与电弧呈30°夹角进行管道焊接操作。对激光—电弧复合焊接技术进行实验分析表明,焊接点的硬度、拉伸轻度、抗冲击力度都高于母材,说明激光—电弧复合焊接技术效果良好,但是空间位置对焊接接头与焊接点成形具有较大影响,在135~180°区间内焊缝背面余高较低,焊接点不同位置的金相组织差别也较大。     

小口径钢管全位置脉冲TIG焊的成形控制及组织调控

采用德国ORBIMATIC管-管自动焊机对小口径薄壁钢管环缝在全位置对接焊时的成形控制和组织调控进行了研究。结果表明小口径薄壁钢管环缝的全位置对接焊分两步走较好，第一步控制成形，运用全位置脉冲，TIG焊及单面焊双面成形技术，通过在各分段区间合理选择焊接工艺参数，获得内外成形美观的焊接接头；第二步进行组织调控，在第一步完成后，用适当电流电弧对焊缝进行回烧、热处理，有效地消除焊缝组织中的柱状晶，细化晶粒。综合以上两步，可获得成形美观、组织均匀的焊接接头。同时探讨了一些主要工艺参数对焊缝成形的影响，并通过优化试验，对小口径薄壁钢管环缝全位置焊接时的起弧位置作了研究。     

螺旋埋弧焊管预焊焊接设备与工艺

介绍了螺旋埋弧焊管预精焊生产中预焊技术的特点及其焊接设备与焊接工艺。采用两台DC1000A进口电源、Ar+CO2+O2三元混合气体配比器、英国某公司开发的激光跟踪系统和哈尔滨焊接研究所研制的陶瓷复合喷嘴可自身旋转清渣的大电流MAG空冷焊枪,结合大电流高速MAG焊焊接工艺进行预焊,对预焊后的试样焊缝成形和金相组织进行了分析,并对精焊后试样的焊缝和热影响区进行了冲击性能分析,得到了预期的结果。     

X70钢板冷填丝气体保护焊工艺研究

为了改善高钢级管线钢焊缝及热影响区的低温冲击韧性,采用焊接工艺参数完全相同的常规MAG焊和冷填丝MAG焊接方法,对X70钢级管线钢进行了焊接对比试验,并对焊接接头进行了低温夏比冲击试验、拉伸试验和金相试验。试验结果显示,在焊接电流相同条件下,冷填丝MAG焊可提高焊丝熔化量30%~55%;在0 ℃、-10 ℃、-20 ℃、-30 ℃时,冷填丝MAG焊接工艺相对于常规MAG焊接工艺,焊缝冲击值有升有降,但热影响区冲击值均有不同程度的提高。研究表明,冷填丝MAG焊接工艺对焊缝及热影响区具有加速冷却作用,尤其有利于改善热影响区的低温冲击韧性,适用于耐磨及耐腐蚀金属表面堆焊,以及对熔深要求较低的中厚板的低线能量、高效多层多道焊接。     

长输管道全位置激光-电弧复合焊应用技术研究

为了提升油气管道的建设效率,将高效的焊接技术应用于管道环焊缝焊接中,提出采用激光-电弧复合焊根焊的单面焊双面成形的焊接方法。先后开展了X70/X80钢管的激光-电弧复合焊接设备和工艺研究。研究表明,激光-电弧复合焊在管线钢焊接上具有可靠性和适用性,随着大功率激光器的工业化应用,激光-电弧复合焊在管线钢焊接方面的应用具有非常好的前景。最后从技术和经济性方面提出了激光-电弧复合焊技术在工业化应用中需要解决的问题。     

焊接工艺参数对埋弧焊焊接接头力学性能影响的研究进展

埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，具有焊接质量稳定、生产效率高、无弧光及烟尘少等优点。埋弧焊焊接接头性能的优劣取决于焊接工艺参数。总结了埋弧焊各工艺参数，包括焊接电压、焊接电流、焊接速度、焊丝直径及焊剂通量等对焊接接头力学性能的影响，可为焊接接头力学性能的改进提供参考。     

自动CO2气体保护焊新方法

1.纵焊缝使用自动CO2气体保护焊时,可模拟手工电弧焊的方法,将焊嘴前倾一定的角度,这样可有效防止手弧焊填充时造成的夹渣及边缘熔合不好,倾斜5°～10°较合适。通过试验,在水平位置填充焊接,纵缝预留表面深度最好为1mm左右,而后CO2焊成形。焊接过程采用短路过度规范,各参数间是相互联系的,只有匹配的合适时,才能获得稳定的焊接参数和好的成形。(1)电弧电压和焊接电流。在实际焊接过程中,电弧电压与焊接电流有一定的匹配,对于本产品的焊接,匹配的电流、电压约为:电压23V,电流200A。对于具体使用的电流、电压还得根据实际情况,如母材厚度,…     

CT70级低合金高强度油管用钢激光焊焊接接头性能研究

采用激光焊方法进行了CT70级油管用钢的焊接,并对焊接接头的外观、组织、硬度和力学等性能进行了检测。结果表明,激光焊焊接接头整体成形良好,无不良缺陷,焊接接头的强度、冲击韧性与母材相当,弯曲试验全部合格,焊缝及近缝区硬度明显上升。组织观察发现,冷速过快导致焊缝区铁素体变为粗大的块状,块状之间分布少量的小岛状组织,块状组织内部为大量分解不完全的富碳奥氏体。研究表明,激光焊接工艺可用于CT70级油管用钢的焊接与相关产品的制造。     

油气长输管线激光焊接研究新进展

介绍了油气长输管线现场焊接施工的需求,以及激光/GMAW复合焊具有的能显著提高光束能量利用率、改善焊缝成形、降低接头装配精度要求、改善接头力学性能等一系列优点。油气长输管线现场焊接施工时,不论是整个组对接头均采用激光/GMAW复合焊,还是先采用激光/GMAW复合焊接根焊道,随后采用GMAW进行填充焊,两种技术方案均能满足X80和X100高钢级管线钢管焊接接头的性能要求。     

石油钻杆的瞬时液相扩散焊技术研究

针对石油钻杆摩擦焊中存在的缺陷,研究了钻杆瞬时液相扩散焊技术。利用自主研制的钻杆TLP连接设备和铁镍基中间层进行了钻杆35CrMo的焊接,并对接头进行拉伸、弯曲试验和组织分析。结果表明,采用TLP连接技术进行钻杆焊接,接头成形好,接头组织与母材相似并连续生长,接头强度、塑性均达到母材水平。焊后原位热处理,一次成形,效率高。因此,TLP连接技术在石油工业中有着广泛的应用前景。     

T91耐热钢激光焊和钨极氩弧焊接头组织及力学性能研究

为优化当前T91耐热钢管对接焊缝性能并缩小热影响区,通过对比研究T91耐热钢激光焊（LW）与钨极氩弧焊（GTAW）对接焊缝的微观组织及常温拉伸、高温拉伸、硬度、常温冲击等各项力学性能,探究通过改变当前T91耐热钢焊接工艺提升焊缝质量的新方法。研究结果表明,激光焊（LW）在T91耐热钢的焊接中相比当前使用的钨极氩弧焊（GTAW）展现出了较好的工艺适配性,激光焊（LW）在保证焊缝组织与性能满足接头标准要求的基础上,相比钨极氩弧焊在焊缝粗晶区获得了更为细化的微观组织,焊缝与热影响区更小,且焊缝熔化区室温冲击性能明显提升。     

LZ91镁锂合金薄板焊接工艺及接头组织性能研究

为了研究焊接电流对LZ91镁锂合金焊接接头组织和性能的影响,采用三种不同焊接电流（60 A、70 A、80 A）的脉冲钨极氩弧焊对1 mm厚的LZ91镁锂合金薄板进行了焊接,并利用金相光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD、显微硬度仪和拉伸试验对焊接接头的微观结构和力学性能进行了表征,利用电化学工作站测试焊缝的耐腐蚀能力。结果表明：三种焊接电流条件下,焊接接头熔合良好,均无明显裂纹、气孔等焊接缺陷;其中70 A、80 A焊接电流的焊缝区较热影响区具有更小的晶粒;硬度以焊缝区最高,热影响区次之,均高于母材;焊接接头的抗拉强度均高于母材,其中焊接电流70 A时拉伸性能最佳,抗拉强度达到最大值125.20 MPa,伸长率保持在母材的35%以上;经电化学测试,在70 A焊接电流条件下得到的焊缝耐腐蚀能力最强。     

TC4钛合金不同焊接方法焊接性及接头性能分析

为了研究TC4钛合金在不同焊接方法条件下的焊接性及接头性能,对TC4钛合金分别进行了氩弧焊、冷焊、激光焊、电子束焊以及电阻点焊试验,并对接头的强度、硬度、塑性、韧性、金相组织等进行了对比分析。试验结果显示,采用TA18焊丝,氩弧焊接头强度平均值为982.5 MPa,伸长率为7.5%,强度和塑性匹配良好;冷焊接头强度平均值974.5 MPa,焊缝区硬度低于热影响区,热影响区宽度0.7~1.0 mm,焊接变形改善明显;激光焊接头强度平均值956.5 MPa,伸长率达母材水平;电子束焊接头强度高于母材,塑性低于母材,热处理后接头强度升高,焊缝区存在金相组织的梯度分布;电阻点焊接头的熔核直径和抗剪力随焊接参数增大逐渐增大。研究表明,TC4 钛合金具有良好的焊接性,在弧焊、束焊和电阻焊工艺下,焊接性良好,焊接接头金相组织合理,强度、塑性等 力学性能指标匹配良好。     

200 mm厚度GS30Mn5钢驱动轴焊接工艺研究

为了提高200 mm厚度GS30Mn5特殊材质驱动轴的焊接质量以及焊接接头与母材的匹配度,对GS30Mn5钢进行了埋弧焊接试验及焊接工艺评定。评定结果显示,焊接接头拉伸、弯曲、冲击、维氏硬度检测结果及宏观检查均满足EN15614－1标准要求。研究表明,选择合适的焊接材料及焊接工艺,并严格控制热输入,可获得良好的焊接接头,从而达到与母材强度的良好匹配,降低焊接裂纹倾向;该试验形成的焊接工艺指导书用于指导车间焊接生产,效果良好。     

42CrMo与Q345D锻焊齿轮焊接工艺研究

为了提高42CrMo与Q345D异种钢的焊接质量以及焊接接头与母材的匹配度,对42CrMo与Q345D锻焊齿轮进行了埋弧焊接试验及焊接工艺评定。中碳调质钢42CrMo综合性能好,用于锻焊齿轮的齿圈中,而Q345D钢具有较好的低温(-20℃)冲击特性,同时具有一定的强度,用于腹板。评定结果显示,焊接接头拉伸、弯曲、冲击等检测结果均满足AWS D1.1:2010标准要求;焊缝及热影响区均未出现马氏体、魏氏组织等异常组织。研究表明,选择合适的焊接材料及焊接工艺,并严格控制热输入,可获得良好的焊接接头,从而达到与母材强度的良好匹配,降低焊接裂纹倾向;该试验形成的焊接工艺指导书,可用于指导车间焊接生产。     

双细丝并联多丝埋弧焊接工艺试验研究

为了解决多丝埋弧焊大线能量焊接导致的高钢级管线钢焊缝及热影响区金相组织粗化、力学性能脆化的问题,设计了焊接线能量较低的双细丝并联多丝埋弧焊接工艺,在该工艺下进行了焊接试验,并在相同焊接环境下与常规粗丝四丝埋弧焊工艺进行了对比。结果表明,双细丝并联多丝埋弧焊工艺比常规粗丝四丝埋弧焊工艺焊接线能量降低约27%,显著改善了焊缝及热影响区的低温冲击韧性,两种焊接工艺下焊接接头抗拉强度的变化不大。     

TC18钛合金薄壁壳体真空电子束焊接形性控制研究

为了实现薄壁TC18钛合金真空电子束焊接形性的合理控制,采用表面聚焦方式,在焊接速度600 mm/s,焊接束流16 mA,聚焦电流1 905 mA的条件下,进行了2.0 mm厚Φ150 mm×100 mm × 2 mm规格TC18薄壁圆筒环缝对接试验研究,并对焊接接头进行了无损探伤和力学性能测试。测试结果显示,2.0 mm厚TC18真空电子束焊接接头拉伸强度为1 053 MPa,达到基材抗拉强度的97%,弯曲角为52°,达到基材弯曲角的94.5%,焊接接头力学性能满足设计要求。研究表明,焊接时采用束流圆形扫描可有效抑制熔深不稳定现象,消除了烧穿和未焊透缺陷;通过组合采用高能束热源、定位焊固定和工装拘束等多种措施,有效地控制了薄壁高强钛合金壳体的焊接变形。     

EH690高强钢焊管焊接工艺及质量控制

为了获得性能优良的海洋工程用EH690焊管焊接接头,开展了EH690高强钢焊接工艺研究,针对EH690焊管进行了气体保护焊和埋弧焊组合工艺的焊接工艺评定试验,对焊接接头进行了无损检测和力学性能试验,并提出了相应的生产过程质量控制措施。结果表明,采取预热、控制层间温度、后热和保温缓冷、合理匹配焊材、低热输入焊接参数等焊管生产过程严格的质量控制措施,可获得性能优良的焊接接头。该工艺和质量控制措施已在铺管船和起重机臂架用焊管的批量生产中得到应用,可满足焊接结构的使用安全要求。     

柔性管接头焊接工艺及质量检验

柔性管接头是柔性钻具组合的重要环节，接头焊接工艺的选择直接影响到焊缝的强度。论述了对４０ＣｒＭｎＭｏ合金钢柔性管坯料所进行的取样分析，并介绍了所采用的焊接设备和焊丝的选用、待焊接头的结构、焊接准备及焊接工艺过程等，指出合理地选择焊接工艺参数能避免柔性管接头在焊接过程中产生缺陷，并且焊后具有良好的综合机械性能，符合柔性钻具组合的强度设计要求。对焊接试样的金相分析和对柔性管短节试样的Ｘ射线探伤检验表明，采用半自动熔化极氩弧焊焊接工艺能够满足焊接性能要求。