高效埋弧焊技术的发展及应用

埋弧焊具有熔敷率高、焊接质量好等优点,是当今焊接生产中普遍使用的熔焊方法之一.介绍了多丝埋弧焊、带极埋弧焊、添加合金粉末埋弧焊、窄间隙埋弧焊、冷丝和热丝填丝埋弧焊等多种高效埋弧焊方法,并就各自的工艺特点、国内的应用情况进行了分析与总结.     

国内外埋弧焊的发展状况

叙述了目前国内外埋弧焊的发展现状,介绍了适合于各种焊接整流嚣埋弧焊成套设备的数字控制系统及采用单片机控制逆变埋弧焊机的组成和控制原理。详细讲述了多电源串列双（多）丝埋弧焊、单电源并列双丝埋弧焊、冷丝和热丝填充埋弧焊、单电源串连双丝埋弧焊的工艺特点和使用优点。     

埋弧焊技术的创新——切换导电增加焊丝通电长度的热丝埋弧焊

介绍了埋弧焊技术的高效化进展,及切换导电增加焊丝通电长度的热丝埋弧焊的开发经过、原理、特点和应用,展望了这种创新技术的发展前景。     

多丝焊接技术研究开发的现状

介绍了目前国内外研究开发的多丝焊技术,包括TANDEM双丝焊、冷金属过渡双丝焊、单电源双细丝埋弧焊、超厚壁容器用双丝窄间隙埋弧焊、三电弧双丝焊、双热丝+单冷丝MAG焊、高速三弧MAG焊、双丝+冷丝埋弧焊、单电源三丝焊、多丝堆焊、多丝埋弧焊和缆式焊丝弧焊的研究开发及应用现状,并对相应的技术进行了评述,对今后多丝焊技术的发展进行了讨论。     

尹萨ICE~(TM)集成冷丝埋弧焊

ICE(integrated cold electrode)集成冷丝埋弧焊是在双丝埋弧焊的基础上增加了一根不导电的焊丝(冷丝),冷丝置于同一个导电嘴中的两根平行的导电焊丝(热丝)中间,利用导电焊丝在焊接过程中产生的电弧热量熔化冷丝,在无需额外增加焊接热输入的情况下达到显著提高焊接熔敷率的埋弧焊接方法。通过伊萨专利技术的控制软件在控制系统中设定冷丝送丝比率以达到与热丝送丝速度的有效匹配,保证焊接过程的稳定性。焊接过程的稳定还得益于伊萨ICE焊枪的设计,即使干伸长度和弧长发生变化也能保证冷丝的熔化点始终在电弧的包围中。ICE具有焊接熔敷率高、焊剂消耗量少、节能环保、焊道成型易控等特点。     

伊萨ICETM集成冷丝埋弧焊

ICE (integrated cold electrode)集成冷丝埋弧焊是在双丝埋弧焊的基础上增加了一根不导电的焊丝(冷丝),冷丝置于同一个导电嘴中的两根平行的导电焊丝(热丝)中间,利用导电焊丝在焊接过程中产生的电弧热量熔化冷丝,在无需额外增加焊接热输入的情况下达到显著提高焊接熔敷率的埋弧焊接方法.通过伊萨专利技术的控制软件在控制系统中设定冷丝送丝比率以达到与热丝送丝速度的有效匹配,保证焊接过程的稳定性.焊接过程的稳定还得益于伊萨ICE焊枪的设计,即使干伸长度和弧长发生变化也能保证冷丝的熔化点始终在电弧的包围中.ICE具有焊接熔敷率高、焊剂消耗量少、节能环保、焊道成型易控等特点.     

创新埋弧焊技术实现生产力提升100%

到目前为止,就熔敷率而言,单弧双丝焊始终是最具生产力的单电源埋弧焊（SAW）工艺。单弧双丝焊使用两根焊丝连接至同一电源及同一极性进行焊接作业。埋弧焊（SAW）的最新技术ICE集成冷丝技术是在同一导电杆上的两根热丝之间放置第3根绝缘的冷丝,并与其平行（该技术正在申请专利）。与热丝不同,冷丝的送丝速度由控制单元内的集成软件单独进行控制,冷丝因两TM根热丝电弧产生的富余能量而熔化。这项由伊萨开发的技术称为ICE,与单电源双丝焊相比其熔敷率可增加50%,而与单丝焊接相比增加可达100%。     

三种窄间隙焊接技术的特性比较与应用选择

窄间隙技术是弧焊技术中向更高生产率、更高质量、更低焊接生产成本大幅度进步的最有效技术。针对现有窄间隙技术应用中存在的认识误区,分别列出窄间隙埋弧焊、窄间隙热丝脉冲钨极氩弧焊、窄间隙气体保护焊3种成熟技术的各自技术优势以及技术局限性。在此基础上提出生产应用选择的指导原则:同时要求具有高的焊接生产率、高的接头质量、低的焊接成本时,优先选用窄间隙气体保护焊技术;仅仅只考虑接头质量和力学性能,不考虑焊接生产率和成本时可选用窄间隙热丝脉冲钨极氩弧焊技术;平焊位置作业,只考虑过程的稳定性和焊接质量,不考虑工艺技术的简便性、接头的残余应力大小和焊接成本时,可选择窄间隙埋弧焊。     

冷丝复合埋弧焊工艺研究

针对厚板埋弧焊焊接母材过热及焊接效率偏低的问题,提出一种高效冷丝复合埋弧工艺。采用热粗丝+双细冷丝的结构形式,研究高效冷丝复合埋弧焊接的实现过程。热丝直径5.0 mm,冷丝直径1.6 mm,热粗丝与双细冷丝呈等边三角形排布形式,冷丝倾斜角度75°。结果表明:冷丝填充使焊缝及热影响区微观晶粒细化,冲击韧性明显改善。与单粗丝埋弧焊相比,在车间实际作业环境下,其焊接整体效率提升约26%。     

高效热丝TIG自动焊在电站锅炉中的应用

介绍了热丝TIG自动焊设备的工作原理、设备特点,热丝TIG自动焊焊接工艺特点、难点及解决方案,重点介绍了高效热丝TIG自动焊在小口径管对接工程应用情况,介绍了大口径管窄间隙热丝TIG焊、热丝TIG堆焊等应用情况。     

高效热丝GMAW焊接工艺熔敷速率试验分析

交流热丝GMAW工艺是一种高效焊接工艺,其主弧为传统GMAW电弧.填充焊丝和熔池及母材构成闭合回路,交流脉冲预热电流流经该回路,产生电阻热并预热填充焊丝.当被预热到高温的填充焊丝进入熔池后,在液态金属作用下迅速熔化.进行了高效热丝GMAW工艺的试验研究,找到填充焊丝预热电流、填充焊丝伸出长度、焊丝间距、主弧焊接规范等参...     

TIG电弧热丝对铜、钢堆焊的工艺研究

针对某产品铜带焊接工艺,提出了一种电弧热丝方式应用于TIG堆焊铜、钢工艺的研究。电弧热丝可有效预热低电阻率的焊接材料,如铜;传统的电阻热丝只能加热具有高电阻率的焊接材料,如钢。采用电弧热丝系统,热丝电流小于50A时即可有效预热焊丝,与电阻热丝电流400A相当。在相同焊接电流下,能够大大提高焊接熔敷速度;在相同送丝速度下,降低焊接电流,大大降低焊接设备功率。同时证明2种热丝加热方式对钢基体、铜合金的影响相同,特别是对堆焊层铜合金中泛铁量的影响相当。     

激光热丝焊焊缝熔合比和焊缝深度方向的微观成分均匀性

以填充奥氏体不锈钢热丝的球墨铸铁焊接为例,研究了激光热丝焊焊缝熔合比和成分均匀性.结果表明,激光热丝焊熔合比小,为38%～55%;焊缝成分均匀性良好,焊缝Cr和Ni元素的不均匀度最高为0.5%和6%.与之相比较,激光-MIG复合焊焊缝熔合比为69%～77%;焊缝Cr和Ni元素的不均匀度最低也达到了62%和51%.激光热丝焊输入电能小且焊丝对输入电能的利用率高,因此能获得小的熔合比,而小的熔合比和焊丝以固态形式过渡进入熔池是焊缝成分均匀分布的原因.     

超临界电站锅炉用SA213-T23铁素体耐热钢的激光焊工艺及缺陷分析

采用窄间隙激光焊技术,研究了8．5mm厚SA213-T23钢的激光焊接性,并对接头高温持久强度进行了分析。结果显示：焊接过程中存在的主要问题是背面内凹、层间链状孔洞和弧坑裂纹。采用优化后的焊接工艺参数,可以获得X射线探伤和渗透检验合格的焊接接头,焊态下的激光焊接头高温持久强度较热丝TIG焊接头的有明显提高。     

空心钨极同轴填丝焊空间热场分布特征

利用理论建模与试验相结合的方法,系统研究了空心钨极同轴送丝焊接过程中焊丝熔化热量的来源. 结果表明,基于磁流体力学的理论模型分析结果和实际情况高度吻合;在高温电弧热辐射及钨极热传导共同作用下,钨极内孔形成的梯度式高温区会对焊丝起到一定的预热作用;环状空心钨极电弧中轴线上近几何中心区域的温度最高,焊接电流400 A时温度高达13 700 K;熔滴与液态熔池接触后电势相等,在最小电压原理作用下,部分高温电弧的阳极作用区会由液态熔池转变至焊丝表面,同时部分焊接电流会从焊丝流过,形成的电阻热也是高效熔丝的主要原因之一;熔滴过渡分析结果表明空心钨极同轴填丝焊接具有较高的工艺稳定性,是一种极具发展前景的焊接新方法.     

TANDEM双丝焊在造船拼板焊接中的应用

介绍了TANDEM双丝焊在造船拼板焊接中的原理、应用和工艺.结果表明,TANDEM焊接工艺对组对时预留间隙和母材种类的适应性较强,热输入低,变形小,减少焊后处理成本,焊接效率高、焊接速度快.TANDEM焊接工艺是船厂拼板焊接比较理想的焊接工艺.     

微束等离子弧焊焊接不锈钢筛网的研究

不锈钢筛网是由不锈钢丝线编制而成,由于材料丝径细且界面多,焊接工艺上有一定的难度。TIG焊、激光焊、钎焊等焊接方法由于工艺、成本等原因都不是筛网焊接的最佳选择,而微束等离子弧焊具有拘束度高、能量密度高等特点,特别适合不锈钢筛网的焊接。实验中采用自主研制的微束等离子弧焊接系统,在主弧电流小于3A下,进行了不同焊炬高度和不同焊接速度的对接试验,最终取得了良好的不锈钢筛网焊接效果。在此基础上,分析了焊接速度和焊炬高度等因素对焊接质量的影响。     

小直径45°固定管TIG打底层焊接技术

为了克服小直径45°固定管TIG打底层因焊接空间位置而影响焊接质量的问题,采取了斜仰焊位置内填丝、向上焊外填丝和向下焊内填丝三种方式相结合的焊接方法.通过大量的实践证明,采用该方式进行焊接,既可以解决在空间位置上左手操作不方便,又可以保证焊接质量,确保管内外余高达到要求和获得良好成形.主要介绍手工钨极氩弧焊小直径45°...     

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。