窄间隙自动焊在核电厂主管道焊接中的应用

我国核电厂主管道焊接一直采用传统的焊条电弧焊工艺,施工强度高、效率低、焊缝质量不易控制。为了适应核电快速发展对质量和工期的要求,窄间隙脉冲TIG自动焊工艺应运而生。本文介绍了该工艺的焊接设备、坡口形式、填充材料及焊接工艺参数等,焊接接头金相观察、力学性能试验结果及自动焊与手工焊产品焊接的对比分析表明,窄间隙脉冲TIG自动焊工艺在核电厂主管道焊接中的应用是成功的,且具有显著优势。     

面向9%Ni钢大型储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备

提出一种面向9%钢大型LNG储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备,旨在解决LNG储罐立缝位置的焊接难题。采用窄间隙TIG旋转电弧焊接新工艺,将钨极打磨成非轴对称的尖端,通过电机控制钨极旋转,使电弧周期性加热窄间隙坡口两侧,有效解决了侧壁熔合问题。为配合该工艺,设计了新型窄间隙TIG旋转电弧焊枪,具备无线回转导电、自动送丝和双路气保护功能。同时,提出了一套适用于LNG储罐立缝位置的自动焊接设备,包括真空吸附的挂壁小车和焊接小车。在实验室搭建了全套试验装备,包括焊接小车、全自动送丝机、焊接电源等,控制焊枪立缝位置的焊接行走,防止9%Ni钢磁化,同时保证焊接过程的稳定。对24 mm厚9%Ni钢进行单层单道的焊接试验和窄间隙坡口对接试验,验证了新工艺能够解决厚板窄间隙焊接中侧壁熔合的问题,并且由于电弧循环旋转,对熔池具有搅拌作用,焊缝表面成形平滑美观。该研究为LNG储罐立缝的自动高效焊接提供了技术和装备支持。     

窄间隙TIG/MAG/SAW焊接技术

窄间隙焊接是把常规的焊接工艺与窄间隙坡口结合在一起,通过专门的装置和控制技术而集成的一种新型焊接技术。分析比较了钨极氩弧焊(TIG焊)、熔化极气体保护焊(MAG焊)、埋弧焊(SAW)三种窄间隙焊接技术。     

核电站主管道窄间隙脉冲TIG自动焊工艺

目前,我国核电站主回路管道的焊接方法一直采用传统、简单而繁重的焊条电弧焊工艺,窄间隙脉冲TIG自动焊工艺是为了适应我国核电快速发展对工期的要求和质量的要求而提出的.该工艺从焊接工艺方法、焊接材料的选择、坡口尺寸和形式的确定、焊接工艺试验参数的优化、焊接工艺评定试验、焊缝收缩量、焊接变形的可控性方面以及核电站主回路管道采用窄间隙脉冲TIG焊工艺对满足工期的要求等方面进行研究,说明窄间隙脉冲TIC自动焊工艺是成熟的、焊接变形是可控制的,焊接产品的质量是可靠的,该焊接工艺可以应用于核电站主回路管道的焊接.     

焊剂带约束电弧超窄间隙横焊焊缝成形

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接新方法,其电弧可同时加热坡口根部两侧壁,实现4.5 mm宽直坡口的单道多层焊接。改变工艺参数,进行超窄间隙焊横向对接的系列焊接试验。实现壁厚为60 mm的多层单道超窄间隙对接接头。结果表明,焊接电压影响焊缝上侧壁熔深,焊接电流和焊接速度决定焊丝的熔化量,二者合理匹配可使熔池的下塌量降至最小。超窄间隙焊接熔池小,固液接触面相对较大,其表面张力容易平衡熔池的重力,可以防止横向焊接的熔池下塌缺陷。     

一种船舶用不锈钢管接管对接自动TIG焊工艺

<正>公开了一种船舶用不锈钢管接管对接自动TIG焊工艺。具体包括焊前清理;检查设备情况;根据不锈钢管管径及壁厚、焊接电源类型,选择开坡口的形式、使用的钨极直径,调节好焊接电流、氩气流量;焊接检验;焊后修整,采用机械法对焊接变形进行局部矫正。该TIG焊工艺无需使用工艺垫板,采用多层多道焊,焊后检验坡口侧壁熔合质量好,整个焊缝质量     

基于Fluent的窄间隙TIG焊枪结构优化设计

针对大型工程项目当中的大口径、大厚壁、深窄间隙坡口的管道对接需求,设计了一款窄间隙TIG(NG-TIG)焊枪,并实现高效率焊接。该枪体为非对称的一体化扁平式结构,在间隙宽度为10 mm、深度15 mm的U形坡口内进行焊接试验,发现在窄间隙焊接过程中出现了焊缝成形不连续、焊缝出现气孔及电弧不稳等问题。为了达到理想的焊接工艺效果,文中通过Fluent软件进行了数值模拟仿真分析,对窄间隙TIG焊枪的保护气输送通道及其出口布局进行了结构优化,并且在与传统TIG焊枪的保护气体流量及运动轨迹等方面进行对比后,发现保护气体在钨极周围均匀向外扩散,且速度与传统TIG焊枪的气体保护状态接近,从而确定了窄间隙TIG焊枪的气体保护结构。结果表明,焊枪在焊接电流为120 A,焊接速度为100 mm/min,气体流量在25 L/min的焊接工艺参数下电弧稳定、无飞溅,焊缝成形美观无缺陷。 创新点： (1)通过Fluent软件对传统TIG焊枪的保护气体状态进行了仿真,并作为参照对窄间隙TIG焊枪的送气结构进行了优化设计。(2)窄间隙TIG焊枪既继承了传统TIG的优势,又解决了窄间隙焊接过程中电弧不稳、焊缝出现气孔等常见的问题。(3)通过非填丝和填丝,在坡口内和管壁盖面2种工况下进行了焊接试验,确定了窄间隙TIG焊枪的良好适用性。     

核电CV厚板窄间隙摆动自动焊接工艺参数研究

CAP1400核电站CV模块钢板(SA-738 Gr.B)窄间隙自动焊具有填充量小、焊接效率高的特点。首先采用特制的窄间隙焊枪开展单一变量试验,研究窄间隙坡口内摆动速度、侧壁停留时间、焊接电流、焊接速度和焊丝尖端到侧壁距离等参数对焊缝熔深、余高和侧壁熔深的影响规律。结果表明,在窄间隙坡口内,摆动速度对焊缝熔深的影响最大;焊接电流和焊接速度对余高影响最大;焊丝尖端到侧壁距离对侧壁熔深影响最大,并确定了最优焊接参数范围。其次采用最优参数对试板进行焊接并测试其力学性能,结果表明,其拉伸性能及冲击性能均高于母材要求值。这为后续进一步进行CV窄间隙自动焊工艺工程应用研究提供了理论基础和参考。     

回火焊道焊接技术中焊接接头几何尺寸影响因素的分析

试验针对核电压力容器用钢SA508-3钢进行,采用TGS-56焊丝和TIG焊,在100 mm厚SA508-3钢板进行单道次堆焊,通过对焊缝断面的宏观金相观察,分析不同焊接工艺参数对回火焊道焊接技术中焊接接头几何尺寸的影响.结果表明.回火焊道焊接技术的实现与焊接电流和送丝速度关系明显,焊接电流对热影响区深度d尺寸影响较大,送丝速度主要起改变焊道余高(b)的作用,焊接电流越小或送丝速度越大,b+h(焊缝熔深)与d的差值越小,越利于回火焊道焊接技术的实现;焊接速度对焊接接头各几何尺寸影响均较大,焊接速度变化不能明显地改变b+h与d的差值.     

摆动电弧对铝合金厚板窄间隙焊侧壁熔深的影响

侧壁未熔合是铝合金厚板窄间隙焊接过程中很容易出现的焊接缺陷。通过采用电机驱动弯曲导电嘴摆动来控制电弧的偏转,解决了侧壁熔合不良的问题。通过正交试验法以及单因素变量法,研究了不同焊接工艺参数对6061-T6铝合金板侧壁熔深的影响规律。结果表明,摆动角度是影响侧壁熔深的主要因素,其次是焊接速度和侧壁停留时间。对于坡口底部宽度10 mm、顶部宽度13 mm的U型坡口,最优的焊接工艺参数为摆动角度50°、侧壁停留时间0.5 s、摆动速度350°/s、送丝速度11 m/min、焊接速度200 mm/min。以最优的工艺参数为参考,实现了40 mm厚6061-T6铝合金厚板的单道多层窄间隙焊接,获得了侧壁熔合良好的焊接接头。热处理后的接头平均抗拉强度达到246.7 MPa。     

窄间隙热丝TIG焊接工艺研究及缺陷分析

研究了Polysoude窄间隙热丝TIG焊接系统的焊接工艺,分析焊缝产生缺陷的原因。通过对焊接电流、电弧电压、送丝速度、焊接速度、热丝电流等参数的优化分析,得到一组相互匹配的最优参数组合。试验结果表明,采用优化后的工艺参数对大口径无缝钢管进行焊接,可以获得焊缝表面形貌美观、内部无缺陷的优质焊接接头。     

高速CMT焊送丝速度和焊接电流波形参数的优化

在5 m/min的平均送丝速度、1.8 m/min的焊接速度下开展高速CMT焊正交试验,研究焊接工艺参数对焊接过程及焊缝成形的影响,分析高速下焊接过程不稳定的原因. 结果表明,峰值送丝速度、峰值持续时间tp和峰值电流Ip的影响作用依次降低. 焊接工艺参数匹配不合适时(包括焊机的专家参数),高速焊时频繁发生周期性“粘丝”现象,焊缝成形不均匀、咬边严重. 峰值送丝速度过快、高速下的熔滴后拖和熔池前部金属薄层温度过低是“粘丝”产生的主要原因. 通过合理匹配上述三个参数消除了粘丝并获得良好的焊缝成形.     

厚壁管TIG打底焊工艺分析

从单焊道全位置区段分析,送丝行为分析、焊接弧长（电压）、电流行为分析、工艺试验和接头检验等诸方面介绍了管道全位置打底焊焊接工艺特点,其研究成果对全位置焊接机的制造和调试具有普遍指导意义。     

细丝窄间隙埋弧焊工艺参数寻优

主要研究A105钢小直径焊丝埋弧焊时,电弧电压、焊接电流和焊接热输入对焊缝成形的影响.在反复调节不同焊接工艺参数进行平板表面堆焊试验的基础上,得出保证最佳焊缝成形时,电弧电压与焊接电流的关系,以及它们的最佳匹配值,并量化了焊接热输入与焊缝宽度之间的关系.为窄间隙埋弧焊提供了有益的经验,同时也为小直径焊丝焊接工艺的全面优化奠定基础.     

Influence of process variables on weld bead quality in two wire tandem submerged arc welding of HSLA steel

Two-wire tandem submerged arc welding process involves simultaneous depositions from two electrode wires with the leading wire usually connected to a DC power source and the trailing wire connected to a pulsed AC power source. The weld bead profile and mechanical properties in the tandem submerged welding are significantly affected by the leading and trailing wire current transients and the welding speed. We present here a detailed experimental study on the influence of leading wire current, trailing wire current pulses, and welding speed on the weld bead dimensions and mechanical properties in single-pass tandem submerged welding of a typical HSLA steel. It is realized that the weld bead penetration is primarily influenced by the leading wire current while the weld bead width and the reinforcement height are sensitive to the trailing wire current pulses. Greater magnitude of trailing wire current pulses and shorter negative pulse duration increase the weld pool volume leading to reduced cooling rate and poor mechanical properties as the formation of the strengthening phases like acicular ferrite is inhibited. In contrast, increase in welding speed reduces the rate of heat input thereby enhancing the cooling rate and the weld bead mechanical properties. A set of empirical relations are developed to estimate the weld bead dimensions and mechanical properties as function of the welding conditions. The predictions from the empirical relations and the corresponding measured results are observed to be in fair agreement.     

TP321钢管的窄间隙热丝TIG焊

为了提高厚壁管道的焊接效率、改善管道服役过程中接头的耐蚀性能,采用窄间隙热丝TIG焊方法,对φ406 mm×30 mm的TP321钢管进行全位置自动焊接. 研究了窄间隙坡口参数的匹配以及影响焊缝成形的主要焊接参数的匹配,并分区域对管道进行焊接. 结果表明,当坡口间隙为1 mm、钝边厚度为2.5 mm、坡口底部宽度为9～10 mm时,打底焊缝成形良好;坡口角度为4°～5°时,未出现倒坡口及未熔合缺陷;全位置焊接过程中,当焊接位置处于立向下时,焊接电流应比平焊时的大,立向上焊接位置则相反;当焊接位置处于仰焊时,与平焊相比应适当增加焊接热输入. 所得焊缝在各个区域成形良好,RT检测合格.     

Novel rotation arc system for narrow gap MAG welding

Abstract

The present paper develops a hollow axis motor driven high speed rotation arc system for narrow gap welding (NGW), and introduces the features of this system. Some welding experiments were then carried out to investigate the characteristics of welding wire melting and weld formation for this new process. Experimental results show that the melting rate of wire increases and the residual melting ball diameter of wire tip decreases respectively with an increase in rotation speed, and this melting rate is higher in pulsed welding and NGW respectively than in dc and flat plate welding. Furthermore, the arc rotation can obviously improve the penetration into NGW groove sidewalls and bead shape, and thus the system has been used to weld practical NGW joints successfully.     

高速三丝熔化极气保护焊接工艺

针对造船企业平面分段生产流水线纵骨双丝角焊接最大焊接速度小于1.0m/min的问题,研究开发了高速三丝熔化极气保护焊接新工艺,即三根焊丝分别为引导焊丝、中间焊丝和跟随焊丝纵向排列。每根焊丝各接一套送丝系统、焊接电源和保护气,构成独立的电弧-电源系统,其焊接工艺参数分别可调,以满足各种焊接要求。结果表明,当采取引导焊丝(DCEP)/中间焊丝(DCEN)/跟随焊丝(DCEP)或引导焊丝(DCEN)/中间焊丝(DCEP)/跟随焊丝(DCEN)的极性组合时,焊接过程稳定,焊缝外观表面光洁、左右对称、起渣容易、飞溅小、无气孔,满足船舶焊接的要求。通过选用合适的焊接电流、电压组合,可以使焊接速度达到1.8m/min,焊脚长度达5～8mm。此焊接新工艺可广泛用于角焊缝的高速焊接应用场合。     

铝合金激光-多股绞合焊丝MIG复合焊特性分析

选用多股绞合焊丝替代传统焊丝,将激光热源与多股绞合焊丝MIG焊热源相匹配.借助高速摄像系统,提取焊接过程中熔池和匙孔特征量,开展5A06铝合金激光-多股绞合焊丝MIG复合焊工艺特性研究,探讨了不同工艺参数下焊缝成形与熔池行为相关性及焊接气孔规律性研究.结果表明,主要焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律与常规焊丝激光-电弧复...