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厚壁304不銹鋼管A-TIG焊接工藝探討 

發布時間:2021-07-21


安裝管道時,常規焊接方法焊接的焊縫有15%-30%存在焊縫缺陷,必須進行修補。即使采用全自動焊接技術,缺陷也是不可避免的。如何改進管道全位置焊接工藝,保證高質量的焊接接頭,一直是管道全位置焊接中亟待解決的問題。另外,焊接壁厚2mm以上的管接頭時,常規焊接方法必須先開坡口,用氬弧焊打底,然后熔化焊絲填滿坡口。由于形成焊縫的條件不斷變化,焊縫區域容易產生缺陷。近年來,A-TIG焊接方法已成為工業生產中的一個重要應用領域。 Savitsky 等人研究了管道接頭的全位置主動焊接技術。蘭州理工大學研發的A-TIG焊接活化劑,在同等焊接條件下,可達到常規TIG焊的2-3倍熔深,對于壁厚小于12mm的不銹鋼和碳鋼的對接焊,可實現無倒角焊接一次完成,可單面焊接和雙面成型。本研究在管道焊接蓄熱分析和熔池應力狀態分析的基礎上,將主動焊接方法應用于不銹鋼管的平板焊接,對焊接性進行了研究。

1 測試方法

焊接材料為304不銹鋼管,規格為45mmx8mm。焊接前將304不銹鋼管的對接端剪整齊,居中、擰緊、固定無縫隙。焊接時,取適量我公司研制的不銹鋼活化劑粉末,放入燒杯中,加丙酮調成糊狀,然后用刷子均勻涂抹在304不銹鋼焊縫中間。鋼管?;罨瘎┯猛旰笤试S修理和焊接。304不銹鋼管用氬氣保護。將304不銹鋼管置于HGT-3精密焊接臺上并水平旋轉。電焊機采用蘇州工業園區華煌科技有限公司提供的全中文全自動TIG管焊機,焊機配備數字控制系統和優化的分區系統,每個程序最多可分為16個部分。減緩段間電流上升,減緩過程控制功能。

2 焊接參數

測試采用直流連接,鈰鎢電極直徑為2.4mm。尖角,噴嘴直徑11mm,保護氣為純氫氣,純度99.99%,氣體流量10-15 L/min,管內保護氣為氬氣,純度99.99%。流量1-2 L/min,弧長1-3 mm。

奧氏體不銹鋼的導熱系數和線膨脹系數與低碳、低合金鋼有明顯差異,熔池流動性較差。焊接電流應逐漸減小,同時考慮熔池對焊縫形成的受力狀態。將304不銹鋼管固定在工作臺上,固定焊槍,方向與304不銹鋼管軸線垂直,位于管子2點鐘位置。以逆時針方向保持恒定速度。焊接參數見表1。

3 焊接結果

焊接結果見如圖1。焊縫外表面平坦,焊縫中間有一淺槽,這與A-TIC焊接時熔池的流動有關。在A-TIG焊接中,熔池中的液態金屬從外圍流向內部,中間的金屬流向焊縫底部形成坡口。焊接覆蓋表面。焊縫內表面形成均勻,焊縫內部殘余高度小于1.5mm。當焊機置于12點鐘位置時,當304不銹鋼管旋轉時,熔池重力的切向分量大于熔池的表面張力,熔池中的液態金屬熔池流動向下,導致焊縫成形不良和焊道隆起。容易做到。焊工在兩點位置時,焊縫成形主要受電弧力、電磁力和表面張力的影響,對焊縫成形影響不大,重力和管壁對熔池的承載力為均衡。焊接參數調整方便,焊接工藝范圍更廣。

4 焊縫檢查

4.1 X線檢查

焊縫按GB/T 12605-90 《鋼管環縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質量分級》的有關規定進行檢驗。經檢查,焊縫無裂紋、附著力差、熔深、氣孔等缺陷,質量達到級。

4.2 焊接接頭拉伸試驗

如樣本如圖2所示,焊接接頭的拉伸試驗方法按GB2651-89的有關規定進行。樣品尺寸為170mmx15mmx8mm。表2顯示了焊接接頭的拉伸試樣數據。

從表2可以看出,304不銹鋼管的抗拉強度高于520MPa的標準要求。焊件裂紋全部發生在304不銹鋼管內表面熱影響區附近,這與304不銹鋼管焊后殘余焊接應力分布有關。 304不銹鋼管外表面受殘余壓應力,內表面受殘余拉應力。

拉伸時,304不銹鋼管外表面的殘余壓應力抵消拉伸時的應力,304不銹鋼管內表面的殘余拉應力與拉應力重疊,使內表面受拉。應力越高,熱影響區的抗拉強度越弱,在膨脹和收縮過程中,內表面的熱影響區首先出現裂紋。

4.3 焊接接頭彎曲試驗

典型的焊接接頭彎曲試樣見如圖3,試樣尺寸為200mmx15mmx8mm。試驗結果表明,焊接接頭內外表面均無裂紋,彎曲角度為150,表明該焊件具有良好的彎曲性能,能承受較小彎曲半徑的單次彎曲變形。熱解。

4.4 焊接接頭壓扁試驗

壓扁試驗是304不銹鋼管在承受單向壓縮載荷時發生的一種力學性能,它通過管體的徑向壓縮來評價管子的徑向變形抗力,即延展性和變形抗力。焊縫壓縮樣品可在如圖4 獲取。試樣的形狀和尺寸必須符合GB2649的有關規定。向下壓力大于管子內徑的1/3,壓扁試驗后未發現裂紋,說明焊接接頭具有良好的徑向變形能力。

5. 結論

采用不銹鋼活化劑對8mm厚304不銹鋼管進行水平焊接工藝試驗,制定最佳焊接工藝參數。采用這種方法,焊件之間沒有間隙,沒有斷裂,一次熔透,可以在兩側形成單面焊縫。使用活化劑后獲得良好結合的主要原因是活化劑改變了熔融金屬的表面張力梯度,使熔融金屬中的液態金屬從中心流向邊緣,從邊緣流動。另外,減少焊縫的整體熱輸入,減少焊道層數,形成優良的焊縫。打破了管道焊接的傳統焊接工藝,為管道焊接提供了一種高效、低成本、低成本的焊接方法??珊感詸z查表明焊縫外表面平整,內表面平整,焊縫內筋小于1.5mm,焊縫進行X射線探傷、拉伸試驗、彎曲試驗和接頭壓扁試驗。


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