X100螺旋预精焊钢管制造工艺研究

采用螺旋预精焊焊接工艺试制了X100钢管,研究了板头、板中和板尾母材屈服强度对焊缝及热影响区冲击韧性的影响。预焊采用直径2．4mm的焊丝焊接,实现了细丝大电流高速MAG焊接。精焊采用内三丝、外双丝的焊接工艺,使用宝鸡钢管自主开发的高韧性焊丝和高速焊剂,成功制造出了西φ1422mmx15．3mm螺旋埋弧焊管。焊缝边缘整齐、光滑,脱渣较好,消除了内焊＂马鞍形＂焊缝。钢管各项性能达到TAPISPEC5L（44版）及X100螺旋缝埋弧焊管技术条件的要求。     

螺旋埋弧焊管预精焊质量控制方法探讨

分析了螺旋埋弧焊管精焊机对预焊生产钢管管坯在坡口控制、直度控制、预焊和预焊精整控制、预焊缝控制方面的特殊要求,螺旋埋弧焊管精焊机内焊跟踪检测外焊坡口最低点的特殊要求,以及精焊机对驱动辊动态纠偏的特殊要求,找出了提高预精焊螺旋埋弧焊管质量的控制方法,取得了明显效果。     

粗丝CO2气体保护焊在螺旋焊管预焊中的应用

介绍了螺旋埋弧焊管预精焊机组中的预焊设备与工艺,分析了进口DC 1500数字化焊接电源的优点.针对目前国内比较成熟的螺旋焊管预焊工艺大都采用Ar+CO2二元保护气体或者Ar+CO2+O2三元保护气体的情况,重点介绍了采用CO2气体保护的预焊工艺的优缺点,对电弧形态和焊接工艺参数进行了分析,提出了CO2气体保护预焊飞溅物和焊缝成形的控制措施.论述了预焊电弧形态和熔滴过渡特点,以及相关工艺参数对焊接过程的影响.     

螺旋埋弧焊管超高速预焊工艺研究

在两步法(预精焊法)制造螺旋埋弧焊管生产过程中,预焊质量对精焊及焊管成品质量的影响较大。为了提高预焊焊接质量,设计了超高速CO2气体保护的预焊工艺,调整分析了螺旋埋弧焊管超高速预焊时的电弧形态、熔滴过渡形式,阐明了飞溅物产生和驼峰焊道的形成过程。通过系列试验研究了不同焊接工艺参数对飞溅物产生和焊缝成形的影响规律。研究结果表明,大电流、低电压、保护气体的氧化性、合适的坡口形状和焊接位置都能促进粗丝高速CO2气体保护焊获得稳定的焊接过程。同时,通过焊接试验得到了超高焊速下无有害飞溅物和焊缝成形良好的工艺参数,对指导实际生产具有重要意义。     

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。     

螺旋埋弧焊管预精焊预焊气孔成因及解决措施

为了解决螺旋埋弧焊管预焊焊缝气孔缺陷,提高精焊埋弧焊缝质量,通过对预焊气孔产生原因和焊接工艺进行分析,提出了预焊焊缝气孔的预防措施。结果表明,预焊焊缝出现气孔的主要原因是空气混入保护气体以及坡口两侧存在铁锈;在熔池凝固过程中,在焊缝表面和内部产生气孔,最终在预焊焊缝成形后形成气孔缺陷。在钢管预焊焊接时采用高Si/Mn元素焊丝、控制保护气体比例及流量、严格执行合缝间隙和坡口清洁等措施均可避免预焊焊缝气孔的产生,从而提高焊管质量。     

螺旋埋弧预精焊内焊焊缝及HAZ硬度试验研究

针对螺旋埋弧预精焊生产过程中偶尔发生的内焊焊缝及热影响区（HAZ）硬度超标的问题,以X80M管线钢管的生产为例,通过对焊接坡口、预精焊匹配参数、焊接参数及工艺等的调整试验,研究了参数变化对内焊焊缝及HAZ硬度的影响。试验及分析结果表明,在X80M管线钢管生产过程中,调整焊接参数和焊接工艺在一定程度上可以有效降低内焊焊缝及HAZ的硬度,从而保证螺旋预精焊两步法生产的钢管的力学性能。     

直缝埋弧焊管焊缝CO气孔产生的原因

针对直缝埋弧焊管生产过程中焊缝产生CO气孔的原因进行了分析,得出直缝埋弧焊管生产过程中产生CO气孔的工艺原因是焊接电流小而焊缝熔深大的结论。并针对CO气孔产生的原因在焊接工艺方面提出了相应的改进措施:在电流较小时更换细焊丝;增大一丝电流;减小预焊合缝钝边间隙;改变坡口尺寸;提高预焊缝焊接质量;降低焊速。在钢管生产过程中采用以上措施后,有气孔缺陷钢管的比例从生产初期的40%降到2%以下,钢管的生产效率提高50%以上。     

精焊焊缝纠偏系统的研制

分析了目前螺旋埋弧焊管精焊生产线上所用内外焊焊缝激光跟踪系统存在的问题。介绍了精焊焊缝纠偏系统的工作原理和基于PROFIBUS工业总线可编程控制器PLC在内外焊焊缝激光跟踪系统中的应用,给出了系统架构和系统功能。描述了该系统硬件电路的设计和系统控制程序的设计及调试。试运行结果表明,该系统可靠性高,控制功能较为完善,操作方便,保障了精焊内外焊缝激光跟踪系统的正常运行。     

螺旋焊管精焊焊缝常见缺陷及预防措施

介绍了螺旋埋弧焊管预精焊生产工艺的发展概况,以及预精焊法生产螺旋埋弧焊管的工艺过程。预精焊生产工艺与传统的一步法相比具有明显的优势,生产效率更高,所生产的钢管外形尺寸更好、焊缝质量高、残余应力小。分析了螺旋埋弧焊管多丝埋弧精焊焊缝产生焊接裂纹、咬边、气孔和夹渣、未焊透等缺陷的原因,并根据生产实际提出了预防措施,为螺旋焊管预精焊技术的广泛应用积累了经验。     

CO2焊和MAG焊的工艺性能及焊丝的研发与应用

通过CO2气体保护焊和混合气体保护焊(MAG)工艺性能的对比,强调MAG焊在减少熔滴过渡过程中的飞溅、改善焊缝成型、提高焊缝金属冲击韧性方面优于CO2焊接工艺.列举了MAG焊在重要构件如管线钢管等焊接方面的应用实例,提出:对薄板及要求不高的构件可采用纯CO2焊;对中、厚板及对焊缝质量要求(如韧性、外观等)较高的重要构件,推荐采用纯CO2气体 药芯焊丝或富氩(Ar CO2)混合气体 实芯焊丝两种工艺;有条件的情况下应积极使用脉冲MAG电源,以进一步提高焊速,改善过渡.同时重点介绍了日本近年关于焊丝开发(无镀铜实芯焊丝、焊后去应力回火钢材用无再热裂纹全位置药芯焊丝、低相变温度焊丝)与应用方面的研究成果.     

低功率脉冲激光诱导电弧复合仰焊工艺适应性研究

采用低功率脉冲激光诱导MAG电弧复合焊接工艺，开展了X70管线钢仰焊工艺适应性研究。焊接试验结果显示，单MAG热源采用210 A电流能够获得成形良好的焊接接头，但工艺参数敏感，电弧电流变化易产生缺陷；加入激光后，电弧电流参数区间可拓展至180～230 A，在抑制内凹缺陷的同时，可提高对错边的工艺适应性。焊接接头拉伸和背弯试验表明，无论复合焊接接头是否存在内凹缺陷，均具备与母材相当的拉伸强度，内凹缺陷使接头的最大完全载荷大幅度降低。仰焊熔池受力分析表明，仰焊焊缝成形主要受重力影响，激光热源提供竖直向上的分力大于其热输入带来的重力，有利于扩大参数适应区间，增加背部余高。     

PWS公司螺旋埋弧焊管预精焊生产中的现代化技术

介绍了德国西马克梅尔集团所属的PWS公司现代螺旋埋弧焊管预精焊技术的来源和发展,重点说明了螺旋成型预焊机组(SPM)的构成;两种不同设计的精焊机架,即螺旋驱动型精焊机(HFWM)和正交型精焊机(OFWM)的特点;带钢宽度自适应铣边系统(ASEM)在保证带钢边部坡口方面的独有特性;PWS数字焊接系统在焊接全过程中5 kH...     

新型大电流空冷MAG焊枪研制

对螺旋埋弧焊管预精焊生产中MAG预焊时飞溅易粘附喷嘴和焊枪以及焊枪清理困难的现象进行了分析。介绍了集防粘渣功能和自身旋转清枪功能于一体的新型大电流空冷MAG焊枪的研制,新型MAG焊枪喷嘴采用陶瓷外壁复合导热性良好的铜合金材料,这种复合喷嘴不仅可以减少飞溅在喷嘴上的粘附量,而且使陶瓷内芯的抗冲击性能大幅度提高,延长了喷嘴的使用寿命。金属陶瓷复合喷嘴的采用,使新型MAG焊枪在600～1 500A大电流条件下连续工作而不用水冷系统。同时,在焊枪结构设计中引入了环形清渣刀和旋转过渡套,解决了连续生产中喷嘴粘渣和清渣问题。新型大电流空冷MAG焊枪经现场使用证明,螺旋埋弧焊管生产效率提高了30%以上。     

X120管线钢焊接试验及分析

采用焊接热模拟方法研究了线能量对X120管线钢HAZ韧性的影响,并通过3种不同成分焊丝与焊剂的匹配试验,确定了X120管线钢的最佳焊材匹配方案。以确定的工艺参数对JCO成型的X120管线钢进行了焊接实践,并对焊后钢管的性能进行了分析。研究表明,当线能量为35kJ·cm-1时,X120管线钢HAZ具有最高的韧性值;目前现有的焊接材料较难实现X120管线钢的过匹配焊接,应重点开发X120管线钢专用焊材;与普通管线钢具有较佳的弯曲变形能力不同,X120钢管在8倍壁厚的弯轴直径下弯曲出现裂纹,这主要是因为X120钢管焊缝CGHAZ晶粒长大明显,组织中M/A数量多,呈长条状分布,导致了X120钢管焊缝CGHAZ的脆化。     

直缝埋弧焊钢管预焊技术

简述了国内外直缝埋弧焊生产机组预焊工艺的技术现状,介绍了预焊工艺和预焊设备.分析了预焊中常见问题如错边、烧穿、气孔、飞溅等产生的原因,并提出了相应的改进措施.     

工艺参数对低碳钢A-TIG焊缝成形的影响

研究了4 mm厚低碳钢钢板在不同工艺参数下A－TIG焊与TIG焊的焊缝成形规律。研究表明:焊接电流大小对焊缝及HAZ的大小及形状有很大的影响,随着电流的增大,熔深及焊缝表面的熔宽都增大,但在相同电流下,A－TIG焊的熔深比TIG焊大,表面熔宽比TIG焊窄;随着电流的增大,HAZ的形貌有明显变化,随着电流的增大,添加活性剂后的A-TIG焊焊缝熔深增大的效果也越来越明显。     

L360QS/316L不锈钢复合钢管焊接工艺和性能研究

介绍了?准355.6 mm×(10+3) mm规格L360QS+316L不锈钢复合钢管的新型焊接工艺,即首先采用TIG焊在复合钢管管端进行堆焊预处理,然后再采用氩气保护TIG焊进行对焊操作。为评价环焊缝的性能,焊后对其焊接接头进行了拉伸试验、冲击试验、硬度测试、晶间腐蚀及应力腐蚀试验。试验结果表明,采用该工艺焊接的L360QS+316L不锈钢复合钢管环焊缝焊接接头性能良好,且具备耐晶间腐蚀和应力腐蚀性能;堆焊层起到了很好的隔离作用,保证了焊缝的质量。