时间:2023-06-05 09:55:48
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高效焊接方法,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:U671 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)01-0000-01
1 前言
船舶制造是国家十大振兴规划的行业之一,船舶焊接技术是现代造船模式中的关键技术之一,其焊接工时约占船舶制造总工时的30%~40%,焊接成本约占船舶制造总成本的30%~50%,因此先进的船舶高效焊接技术在提高船舶制造效率、降低船舶制造成本以及提高船舶制造质量等方面具有十分重要的作用。
2 船舶高效焊接工艺的现状
我国是世界造船大国,也正朝着世界第一造船大国的目标迈进,其船舶制造能力也在不断扩大。2005年我国船舶完工吨位突破1000万t,达到了1200万t,约占世界造船总量17%。正是在这样的一个造船总量不断攀升的大背景下,采用高效焊接来提高生产效率是船舶制造的必由之路。目前我国造船工业中常见的高效焊接技术主要有:
2.1 焊条电弧焊
(1)向下立焊焊条:与向上立焊相比,效率提高1-2倍。
(2)铁粉焊条焊接工艺:工艺简单实用,通过提高熔敷效率达到高的生产效率,一般提高50%以上。
(3)重力焊条:采用高效铁粉焊条(一般直径为5~8 mm ,长度为 550 mm、 700 mm和900 mm),熔敷率在130%~180%之间,常见的焊条牌号有CJ501FeZ等。
2.2 C02气体保护焊
(1)实芯焊丝
我国气体保护实芯焊丝的品种太少,今后大力扩大品种的同时,也需进一步改进实芯焊丝的工艺性能,降低飞溅、成形美观等。焊丝表面应具有防锈、功能。国内常见的牌号是E49-1和E50-6焊丝。
(2)药芯焊丝
药芯焊丝是CO2气体保护焊的主要焊材,其配合各种类型的衬垫可以实现单面焊一次成形,其特点是焊道成形美观、电弧稳定、飞溅小、全位置焊接、工艺性能良好、焊接熔敷速度快、生产率高等特点。现在船厂普遍采用药芯焊丝来焊接船舶结构,以后CO2气保护药芯焊丝焊接将成为船厂的主要焊接材料和工艺。
2.3 埋弧焊工艺
主要应用于平板平直焊缝,主要有单丝、多丝埋弧焊和窄间隙埋弧焊,其中应用于平面分段流水线的FCB法焊接,FCB法是铜板上撒布厚度均匀的衬垫焊剂,并用压缩空气软管等顶升装置把上述填好焊剂的铜板压紧到焊缝背面,从正面进行焊接而形成背面焊道的一种单面埋弧焊接法,焊丝为Nittetsu Y―A(φ6.4 mm和φ4.8 mm),底层焊剂NSH一1R,主要是保证焊缝的背面成形,表面焊剂NSH一50,主要作用是保持电弧稳定燃烧。该工艺焊接速度快,最高可达1500 mm/min。因此,需要在高速和大热量输入的情况下保证焊缝具有良好的力学性能和背面成形。另一种应用较广的方法是焊剂石棉衬垫单面焊(FAB法),它是一种单面埋弧自动焊方法,利用柔性衬垫材料装在坡口背面,并用铝板和磁性压紧装置将其固定,其特点是简便、省力、材料成本低廉。它主要应用于曲面钢板的拼接以及船体建造中船台合拢阶段甲板大口的焊接。
2.4 不锈钢焊接
不锈钢焊接多见于不锈钢管及其附件之间的对接和角接,焊接方法多采用纯CO2气体或CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接(MAG焊),也可采用钨极氩弧焊。根据母材的不同,对于C02半自动或自动焊焊丝,焊丝牌号常为1Crl8Ni9Ti焊丝、316L实芯或药芯焊丝,以及317L实芯或药芯焊丝,焊丝直径为细丝,即φ1.0 mm和φ1.2 mm焊丝;对于钨极氩弧焊,焊丝牌号一样,只是焊丝的规格为粗丝,一般为φ1.6 mm和φ2.4 mm焊丝。
2.5 活性气体保护焊焊接技术(MAG焊)
所谓的活性气体保护焊焊接技术就是采用CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接,普遍应用于不锈钢的焊接。上海船舶工艺研究所开发适合船厂专用的双丝单面MAG焊接技术与装备,该项技术的主要特点是,可无间隙装配,坡口内定位焊、添加切断细焊丝,背面应用陶瓷衬垫,板厚在12~22 mm范围内可一次成形,焊接速度快,焊接效率高,焊接质量好。
3 中海工业(江苏)有限公司今后几年的高效焊的发展以及应用
中海工业(江苏)有限公司作为我国船舶的骨干企业,未来几年随着公司3#船坞的启用以及公司转型升级的发展必然,其造船规模与总量将有大幅度提高,预计2015年达到年造船总量150万t。要实现上述目标,除了扩大生产规模,提升造船管理水平外,加快高效焊接方法应用,提高焊接生产效率也势在必行。因此,中海工业(江苏)有限公司今后几年的高效焊发展趋势有以下几大特点:
3.1 焊接工艺、方法的多样化
为了适应船舶制造不同区域生产流程节奏,确保各生产节点有序按时完工,根据现代造船技术特点,焊接新工艺推广应用是解决焊接生产效率提高的唯一途径。如平面分段制造区域纵骨焊接采用多电极C02气保护自动焊,平直分段内底板、甲板对接采用双丝MAG焊。
3.2 C02气保护焊将完全替代焊条电弧焊
目前,手工焊条焊接仍是中海工业(江苏)有限公司不可或缺的主要生产工艺,而公司造船由于承接船舶向大型化、高附加值船舶转变,焊条电弧焊低生产效率不可能满足生产需要,自动角焊、半自动角焊、垂直自动角焊等各类C02气保护焊将替代焊条电弧焊,甚至在船坞、平台区域和曲面分段制造车间也将不再采用焊条电弧焊方法,其或许只在少量焊缝修补中可能会使用。
3.3 焊接设备向大型化、系统化、集成化、自动化转变
中海工业(江苏)有限公司由于造船模式、生产管理、工艺流程变化,对焊接生产提出了全新要求,焊接必将以机械化、自动化生产为主,这决定了选用的焊接设备具有大型化、集成化特点。以平面分段生产线为例,大拼板焊接需采用三丝的FCB单面焊接站,该焊接系统除了稳定可靠的大功率埋弧焊电源外,还应具有自动送板、准确定位、液压控制等装置。此外,需要配备高精度的跟踪器及适合于焊机精确行走的大型门架结构件。而纵骨焊接工位的多电极焊接系统可以满足多根T形纵骨同时焊接,不仅生产效率高,而且焊接变形小,该系统除焊接外,同时具备自动定位纵骨功能。另外,曲面分段、船坞、平台等生产区域需配备C02气保护自动焊、双丝埋弧焊、垂直气电焊等各类自动化焊接设备。
3.4 焊接材料的工艺、性能要求高
由于焊接方法的多样化和自动化程度提高,对焊材工艺要求进一步提高,自动化焊接势必提高焊接热输入量。为保证焊接接头综合力学性能,特别是焊缝强度、韧性等指标,船舶焊接生产中需要大量高性能焊材应用。另外,焊接自动化、机械化的高效率取决于焊接生产过程连续性,所以选用的焊材应具有稳定质量和良好的焊接工艺性。同时,为了进一步提高焊接生产效率,要求大尺寸焊缝或厚板焊接时采用高熔敷率焊材。对某些特殊船型,由于船板及部件的特殊性,焊接材料的性能同样需要具有特殊的技术特点。
4 结语
从目前来看,中海工业(江苏)有限公司在建的船舶以常规散货船为主,但随着公司的转型升级发展以及凭借目前积累的11万吨油轮、10000箱集装箱船的建造经验,公司将有能力建造LNG、LPG船以及海工船型等高附加值船舶。因此我们应该珍惜这样一个良好契机,充分利用现代化造船船用焊接设备,通过对造船焊接工艺不断研究、改进,开发出适于中海造船的焊接生产工艺,从而加快向现代化造船模式转化,把船舶焊接技术水平提高到一个新的高度。
参考文献:
[1] 郑赞.船舶高端进口焊材国产化浅析 金属加工,2008(16).
关键词:焊接专业 技工院校 高效低耗
焊接涉及众多行业,包括船舶、汽车、工程机械和钢结构等行业,在各行业中的发展不平衡。由于焊接人才的培养周期长、工作寿命短等特点以及学生选择焊接专业的意愿较低、培养成本过高导致学校不愿开设该专业等原因,出现了用工缺口很大的现象。如何高效低耗地培养出大批符合社会需求的高水平、高素质的焊接技术人才已成为技工院校人才教育急需突破的瓶颈。
高效即在尽可能短的培养周期内培养出适合企业需求的高素质学生;低耗即通过各种合理手段降低培养成本。而传统的焊接教学一方面基本上是采取理实分开的教学模式;实习课主要以焊条电弧焊为主,不仅与企业的需求相脱节,而且实习环境差、劳动强度大,学生抵制情绪较高,招生数量下降。另一方面,由于焊条电弧焊耗材太多,培养成本过高,很多院校不愿意开设焊接专业。这显然是与高效低耗的要求相违背的。
结合多年教学的经验和走访本地多家企业,笔者认为可以从下几个方面进行改革。
一、改善实训项目顺序,节约使用焊接材料
传统的焊接实训项目顺序是平焊立焊横焊仰焊。笔者通过多年一线教学的深入观察,发现在经过初步的认识实习后,首先进行立焊的实训项目更有利于学生练习单面焊双面成型技术。这样的安排顺序还能进一步压缩其他项目的训练时间,提高学生技能水平。
循环使用焊接材料也可以降低实习成本,例如:上届学生用于焊接角焊缝的试件,可以继续用作下届学生练习平焊的材料;另外注意焊条头的保存,不得随意丢弃。每学期末再将没有使用价值的废铁、焊条头和焊渣变卖废品,可节省实训费用。
二、突破传统教学观念,改革焊接实训教学计划
焊条电弧焊是实训基本功,但不是其全部的内容。目前企业广泛需要CO2焊、氩弧焊、自动焊甚至新兴的激光焊、搅拌摩擦焊及操作焊接机器人等。如前文所述,焊条电弧焊具有多项缺点,严重降低焊接招生人数,直接造成未来焊接人才匮乏。改革焊接实训教学计划,一定要全面、准确、快速。本文分别从焊接方法、接头形式、焊接位置、焊接试件的顺序介绍。
1.焊接方法的顺序
在经过焊接认识实习(含安全教育)后,可以安排CO2(MAG)实心焊丝的实训练习;随后可以穿插CO2药芯焊丝的实训练习;在讲授过焊条电弧焊及焊条选择的相关理论后,再安排换条电弧焊实训练习;最后进行TIG 钨极氩弧焊的实训练习。不仅打破传统的实训顺序,并且大大压缩了焊条电弧焊的课时比例,降低成本的同时又增加了其他先进焊接技术的练习时间,与企业的要求相接轨。
2.焊接试件的顺序
遵从由简到繁,按部就班的练习顺序:即先练习板状试件,然后练习管板状试件,最后练习管状试件;难度也应循序渐进,先练直径管然后逐渐减小管的直径。
3.焊接位置的顺序
从最简单的船型焊开始过渡到立焊,然后是平焊和横焊的练习,再次由仰焊练习过渡到45°斜固定无障碍焊练习,最后进行固定加障碍焊练习。
4.焊接接头形式的顺序
在熟悉了T形接头后进行外角接头练习,然后练习搭接焊练习,最后重点练习对接焊:在熟悉双面焊后进行单面焊双面成型练习。
三、更新教学理念,采用“巡回指导”教学法
整合理论知识以够用为准。结合实践操作进行讲解,实现理论与实践融会贯通。鼓励建设校外实训基地,通过校企合作,在生产性实训车间为企业生产产品,将教学成本转移到生产成本中,既降低了能耗,又使学生有了实战经验,实现产教结合并培养了学生吃苦耐劳的精神,有利于提高其综合能力。
实训中的“巡回指导”教学法,有利于教师及时发现学生的问题并予以纠正,从而避免材料的浪费和做无用功。“授人以鱼,不如授人以渔”,实践中学生往往出现蛮干却忽视了开动脑筋的情况。教师多培养学生发现问题、分析问题并解决问题的能力,使学生增强自信,增加学习的热情和动力。
四、小结
本文通过分析,阐述了在焊接教学过程中应采用理实合一的教学理念,采取建立校外实训基地、更新教学观念,改变实训项目顺序等措施,尤其是不再坚持以焊条电弧焊为主的传统思路,坚持高效低耗的学生培养方针。总之,以企业的需求作为学生培养的标准,实现技工院校为社会、为行业和企业服务的办学宗旨。
参考文献:
关键词:船舶制造;焊接;质量;因素;对策
中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.16723198.2017.10.094
船舶制造是一个非常复杂的系统工程,对于船舶制造过程中存在的焊接变形现象,我们要加以关注并深入地研究,由于船舶制造过程中的焊接质量与船舶整体结构的强度、工作性能等方面有直接的影响和关联,而对于船舶制造过程中出来的焊接变形无法通过某一项单一的措施,来加以防范和应对,需要综合分析船舶制造中焊接的影响因素,结合船舶焊接不同部位的特点,采用科学有效的焊接加工工艺和技术,更好地减少船舶制造中焊接变形的不良现象,更好地提升船舶制造的精度。
1船舶制造过程中焊接质量的问题表现分析
1.1焊接结构的稳定性不足
在船舶制造过程中,船舶的强度和硬度尤其关键,它是决定焊接结构稳定性的重要衡量指标,如果船舶的强度和硬度方面存在缺陷或不足,则会极大地影响焊接结构的稳定性。由于焊接材料以及传统焊接技术的不足,船舶焊接的结构稳定性还存在不足,对于船舶制造的整体质量有较大的影响。
1.2焊接材料性能存在不足
在我国船舶制造工艺加工之中,焊接材料及其设备的配置还存在明显的不足,这较大地影响了船舶制造的质量。随着船舶制造业的精度要求不断提高,对于焊接质量的要求也随之提升,而焊接材料缺乏优质性能,这就极大地降低了焊接部位的稳定性。如:大型轮船要求多丝埋弧单面焊的焊丝和焊剂;对船舶的骨角焊缝加工需要采用防锈蚀的焊接材料等。
1.3焊接技术人员的专业化水平不足
我国船舶制造业的发展进程中,焊接技术人员的专业焊接水平还偏低,相对于国外先进国家的焊接施工技术而言,还有一定的差距,由于焊接新工艺和新工艺不断涌现,如果焊接技术人员缺少足够的专业知识和技能,则无法胜任船舶制造过程中的焊接工作,难以实现对焊接质量的高效控制。
2船舶制造中焊接质量问题的影响因素及其解决措施
2.1气孔
在船舶制造的焊接过程中,焊接时所产生的气孔是一种常见而普遍存在的问题,这是由于在焊接施工的过程中,部分熔池内的气泡没有充分、及时溢出,在船体金属材料逐渐冷却凝固的过程中,这些留存在熔池内的气泡就成了空穴,成了焊接质量缺陷。造成这种焊接质量问题的影响因素,主要在于以下几点:(1)焊接的边缘部位残留有水分、金属锈蚀或油渍。(2)焊接施工操作没有依照规定的程序和流程,进行严格的焊接操作施工,导致焊接的焊条的烘焙度不足。(3)焊接施工操作时存在焊芯锈蚀的现象。(4)焊接施工中的电压控制不合理。对于焊接中产生的气孔缺陷性问题,要注重对焊接截面的合理控制,并根据焊接的施工情况,选取针对性的措施,以规避气泡的产生。
2.2夹渣
在船舶制造的焊接施工过程中,这种夹渣现象和问题会极大地降低焊接的致密性,同时也降低焊接部位的强度,不利于船舶制造的整体质量的提升。出现这个焊接质量问题的影响因素,主要包括有以下几种:(1)焊接的施工速度控制不当,出现焊接过快的现象。(2)焊接施工过程中的电流过小,也会导致夹渣现象的出现。(3)焊接施工过程中,如果焊缝的边缘有氧割,也会出现夹渣的问题。对于焊接中出现的夹渣缺陷性问题,首先要选择适宜的坡口尺寸,整理并清洁焊接的边缘部位;然后还要注重控制好焊接施工的速度,确保焊接施工中的融化状态与焊接的匹配性。
2.3咬边
在船舶制造的过程中,焊接材料存在凹陷的现象,就会使焊接出现接头,使焊接连续的强度无法达到规定的要求和标准,从而降低船舶制造的质量。产生这种焊接质量问题的因素,主要体现为以下几点:(1)焊接施工过程中的焊接速度控制不当所导致的,如果焊接的运动速度过快,则会使焊接出现“咬边”的现象。(2)焊接施工中的电流控制不当所导致的。对于焊接施工中存在的“咬边”缺陷性问题,要认真分析焊接施工中的荷载状态、应力状况等,合理控制焊接的速度,实现对焊接轨道的平整度控制。
2.4未熔合和焊透
在船舶制造中的焊接过程中,存在材料和焊件之间没有充分焊接的现象,这种焊接问题对于船舶制造的质量有较大的影响。产生这种焊接问题的因素主要表现为:(1)焊接施工中的速度控制不当,导致焊接速度过快而产生未完全熔合和焊透。(2)焊接施工过程中的电流控制不当,电流过小也会导致焊接未完全熔合和焊透。(3)材料的直径超过了一定的范围,导致焊接时的坡度过小,无法充分熔合和焊透。对于这种焊接缺陷性问题,要注意焊接施工的速度控制,使焊接的摆动与熔合状态相契合,同时也还要注意控制坡口的尺寸。
2.5焊接裂纹
在船舶制造过程中的焊接施工之中,船舶结构出现大小不同的裂纹,会极大地影响船舶整体的美观,也存在较大的安全隐患。其产生的影响因素主要在于焊接施工过程中的速度控制不当以及焊接深度控制不当。对于焊接裂纹的缺陷性问题,应当采用修补的方式,以减少焊接裂纹的扩散。
3船舶制造中焊接质量提升的具体措施
3.1注重焊接结构的优化设计,提升结构稳定性
在船舶制造的焊接过程中,要重视焊接结构的优化设计,这是一项重要的基础性工作内容,要依照船舶制造的技术标准和要求,选取最为适宜的船舶结构设计方式,注重焊接点位置的合理选择,并注重对船舶整体的结构设计,以最大程度上提高船舶结构的稳定性。
3.2优化焊接设备和焊接材料
在船舶制造的焊接施工技术运用中,要重视焊接设备的优化和焊接材料的合理选用。随着高效焊接方法的不断普及,高效的焊接设备也在不断地进行升级,原有的旋转式直流焊机已经被淘汰,替之以高效的整流交直流弧焊机、逆变弧焊机、CO2半自动焊机等。对于船舶制造中的焊接材料的选用,也不断向机械化和自动化的方向发展,普遍采用了药芯焊丝、实芯焊丝等焊接材料,品种相对齐全。然而,我国在高速焊、多丝埋弧焊等方面的专用焊丝还无法自主生产,还依赖于国外进口。
3.3优化焊接专业化操作水平
在船舶制造的焊接技术应用中,要提升焊接人员的专业化操作水平,要掌握新的焊接工和焊接方法,掌握焊接不同工艺的具体操作要领,并强化焊接检验,调整和改进焊接中存在的问题,确保焊接的有效性。
4结束语
综上所述,在我国的船舶制造业之中,焊接施工工艺和流程是不可缺少的系统化工程,在这个焊接施工操作之中,焊接材料、焊接设备、焊接人员都是不可缺少的关键要素,我们要分析焊接施工中存在的缺陷性问题,探索焊接质量问题的解决对策,并从各个方面,提升船舶制造中焊接的质量,推进我国的航运事业发展。
参考文献
[1]王平.影响船舶制造中焊接质量的因素及对策经验谈[J].民营科技,2014,(07).
[2]蔡德军.船舶焊接质量控制措施初探[J].科技创业家,2014,(09).
关键词:焊接技术;长输管道施工;应用
中图分类号:P755文献标识码: A
一、影响长输管道焊接的因素
在长输管道焊接施工中,会有各种因素影响着管道焊接的质量,主要有以下几个因素:
气候环境。温度、湿度等环境条件会对焊接的质量产生一定的影响;流动性施工。在长输管道的焊接施工中,工作地点会随工程的进度不断的发生变化,使得焊接质量难以保证;地形、地貌。长输管道在铺设施工过程中会遇到各种的地形、地貌,导致焊缝位置变化多端,会对焊接质量产生直接的影响;施工场地如果比较狭窄,也会使机械化的焊接工艺的适用性差,不能应用先进的焊接技术。
二、焊接技术在长输管道施工中的应用
1、半自动向下焊方法
半自动向下焊方法发展速度很快,但是它在管道焊接建设应用上是相对晚一点起步和发展的。但是现在在国内长输管道焊接工作的应用中已经发展成熟。它主要包括药芯焊丝自保护半自动向下焊和活性气体半自动向下焊方法。药芯焊丝自保护半自动向下焊是通过药芯高温后分解释放出大量的保护气体对电弧和熔池进行保护,同时有熔渣对焊接金属的焊缝进行保护的一种高效焊接方法。在施工过程中,要合理选择合适的药芯,不同的药芯含有的元素不同产生的气体也就不同,这个方法很适合野外施工,在施工中一定注意参看方法施工工艺规定,保证施工的焊根充分熔合,达到满意结果;而活性气体半自动向下焊方法相对廉价、优质、高效。它利用活性气体,再通过逆变焊接机的高速可控运行,对电流电压波形的控制达到满意的焊接结果,整个施工要注意保证设备的正常运行和工作及活性气体的充分运用,很容易发挥出活性气体半自动向下焊方法优质的性能。
2、手工下向焊方法
手工下向焊接在很多管道现场焊接以及大直径、薄管壁的长输管道焊接中应用,它通过手工的方式克服了环境很差时使用设备过于复杂、操作出现不变的情况。它主要是是手工焊条下向焊方法。手工焊条下向焊主要包括全纤维素型、混合型和复合型向下焊三种。全纤维素型向下焊多应用于薄壁大口径管道的焊接中,其突出的优点就是焊接速度快、焊接质量好、探伤合格率高。在施工过程中,它可以应用在水网密集的环境中或者是自动化、半自动化焊接设备无法进入的区域。在施工过程中一定要注意打底焊时要注意单面焊双面成形,仰焊作业时防止熔滴在重力作用下出现铁水粘连焊条的情况;混合型向下焊主要应用于长输管道级别较高的管道中和气候条件恶劣、酸性气体介质的管道连接处进行应用。一般全纤维素型焊接方法很难达到管道接头质量要求,而此焊条的抗冷性能和韧性较好,只是熔化速度较慢。在整个施工过程中,要尽可能在选择好适合的管道类型规格进行焊接作业时提高焊接速度,保证焊接作业质量合格;复合型向下焊方法应用于长输管道管壁比较厚的情况下,下向焊比传统的向上焊的传热浅、劳动强度和技术要求高。只是采用淡出的向下焊无法达到高效率、高质量,这就是采用了复合向下焊接的方法,其中盖面焊向上和根焊层向下同时作业,可在厚壁管道应用中大大提升效率。
3、自动焊方法
长输管道自动焊方法是借助全位置自动焊机设备,同时在专业人员的操作下完成高效率的焊接任务。这种焊接方法成功率相当高,焊接一次合格率达到98%以上。这项技术应用于众多油建事业,成功应用了这项技术在西气东输主线路及支线路的工程的管道焊接1000余公里。长输管道自动焊的焊接方法在施工过程中,一定要保证机器设备的正常运行,保证自动焊机的高效率、高质量工作,是工作人员必须做到的。自动焊方法通过大范围的施工应用,逐步走上了研发出更多新技术的道路。首先,管道焊接智能化主不在应用中加强。目前管道的自动焊接方向就是逐步走向柔性化、智能化。通过工程技术研究专业人员在设备的开发和应用取得成功的基础之上,结合现场应用的实际情况及日益增加的施工要求,进行了不断研发。一方面对现有的技术进行了完善和提高,另一方面还增加了智能化功能。其次,APWllL型数字式智能型长输管道全方位自动焊机在施工中开始应用。这种焊机采用工业计算机系统通过硬件设计和软件编程,实现对整个焊接施工的自动化控制。同时采用及角度编码空间位置检测系统,能够精确焊接的角度位置。通过在施工中不断应用,为弥补一些不足,采用了人工干预功能,这是结合现场实际的实用化。再次,焊枪高度传感检测系统装置在长输管道自动化焊接施工中应用。这是在自动焊作业中添加了检测系统的应用,在施工作业中,系统自动控制焊丝干的伸长于算段,进一步减轻了焊工的工作强度。
三、长输管道焊接的质量控制
1、加强工艺规程的检验
减小管路焊接缺陷的方法可以参考一下的工艺规程:焊接过程所有阶段都要进行的工序间检验,应保证全部工序符合建设管道的技术条件并按照规定检查管子的状态质量、焊接材料、准备工作进行的情况、焊前对接口预热情况和在野外条件下坡口边缘的加工情况,管端火焰校直和切割规程执行情况以及组对情况等。在进行焊接的过程中要检查焊接规范和技术,焊缝各层施焊顺序,清除渣壳的完全程度,在焊缝的内部焊层有无可见缺陷。焊好的焊缝在外观检查:清除可见缺陷以前不提交下一步检验。在检验送去焊接的管子时,查对在管子表面有无超差缺陷,在管端有无严重凹陷、压痕,在制造厂焊的管子焊缝中有无可见的缺陷。
2、焊前和焊接检验检测
要确保管口表面质量、坡口的表面和角度、对口间隙、组对间隙、错边量、坡口尺寸的误差在允许的范围内,并确定是否符合工艺文件的规定。每次焊接完成后,焊工应先自行检测飞溅、熔渣等缺陷并将之清除,然后交给检验员检验。检验员应该根据相关的检测标准进行检测,监督并检查焊接工艺的施工情况,一旦发现问题应该及时处理,或者向上进行反馈。
3、焊接环境的控制
焊接工作时周围的气候环境是影响焊接质量的一个重要因素。下面的几种自然环境下是不宜进行焊接的:有风天气(气体保护焊:风速大于2m/s;低氢型焊条电弧焊:风速大于5m/s;酸性焊条电弧焊,风速大于8m/s;药芯自保护焊丝半自动焊,风速大于8m/s)情况下不能焊接;雨雪天气;大气湿度达到90%以上;环境温度过低(低于焊接工艺规定的最低焊接温度)。
结束语
通过对手工下向焊、半自动下向焊、自动焊焊接方法及在施工过程中的应用的介绍,了解了长输管道焊接的主要方法和应用。目前长输管道焊接方法相当广阔,国内除了西气东输的大工程,像中俄输油管道、西部成品油管道、西南成品油管道都在运行和发展,这些大工程对于管道焊接技术要求提出更高的要求,我们有理由对于长输管道的焊接方法的美好前景进行自豪的展望,也相信新的更好的焊接技术会应运而生,给管道施工提供强有力的技术支持,更好的加快长输管道焊接生产朝着高效率、高质量、高速度、低成本的方向发展。
参考文献
关键词:方法 质量 无缝线路钢轨
中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:
一、铁路无缝线路钢轨焊接的方法
无缝线路工程在钢轨的搬运、铺设及焊接方面有高标准,高要求,这也是无缝线路铺设过程中的重点与难点。过去,钢轨长度受到制造、运输、铺设及养护等步骤的制约。改进发展后,各国普遍都用分步焊接钢轨的方式。此方法首先需要选择距离适中的地点,建立焊接工厂。其次,把从制造厂运来的标准铁轨加工成适合短途运输及承受能力强的长钢轨。最后,在工地开展焊接工作,使之成为无缝线路。
目前,钢轨焊接主要运用的方法有接触焊、气压焊、铝热焊、电弧焊。普遍而言,焊接工厂采用接触焊的方法,利用≤30m的短钢轨的拼接,焊接成200~500m的长钢轨。然后通过铝热焊、气压焊或电弧焊,将其焊成800~1500m的单元轨。另外,要求对跨区间无缝线路进行3次铝热焊接。可见,不同的焊接方式有其各自的特点。下面,通过的焊接原理和使用原则等方面,对各种焊接方式的优缺点进行分析:
(1)接触焊。其工作原理是利用通电电流对电阻效益所产生的大量热源熔接器件。通过顶锻后最终完成焊接步骤。其优点在于焊接速度快,质量高。由于其对设备要求繁琐,耗费功率较大,焊接一次所需成本较高,所以一般被工厂所采用。
(2)气压焊。其工作原理是通过气体燃烧所带来的热量,将铁轨端部处于融化或塑性状态。接着利用顶锻压力焊连已受焊器件的端点。此方法不仅一次性投资小、耗电少,而且效率高、功效好,多被应用于现场焊接操作。在焊接接头断面时要有精湛的技术,并要求纵向移动钢轨作为辅助工作。所以无法进行超长钢轨和跨区间无缝线路焊接。
(3)铝热焊。其工作原理是运用铝的化学性质,将其与金属氧化物混合后置入坩埚中剧烈燃烧,利用反应放出的热量将钢轨融化为钢水流入砂模中。设备简易,操作容易是它的优点。性能不强,试验不准是它的缺点。
(4)电弧焊。其工作原理是运用电焊条或焊丝接触钢轨端面后发生电弧电热熔化,静止冷却一定时间后,最终生成对焊焊头。此方法普遍用于现场维修。它主要的优势在于焊接金属的性能、硬度、耐磨强度赶超标准钢轨材料。目前,国外已能较好的使用电弧焊方法。由于其焊接耗时久,稳定性差、需要有高素质专业人才进行操作实施。所以,处于萌芽阶段的我们,正在对此方法做更深一步的探究。
二、国内外钢轨焊接技术应用现状
全球都力争发展无缝线路钢轨焊接技术,他们风格迥异,特点全然不同。如:
日本高速铁路钢轨焊接有三个步骤,第一,运用闪光接触焊和气压焊,将25m/50m的标准钢轨厂间焊成200m长钢轨,第二三次,主要使用铝热焊、强迫成型电弧焊和气压焊,铺设出800~1500m超长无缝线路。近几年,德国铁路部焊接钢轨接头时,大部分采用 “短时预热快速铝热焊法”。不仅加快了铝热焊预热的速度,而且改良了焊头的材质特性,增加其稳固性。当今,德国已建立出SKV焊接方法。法国着力于研究高速铁路钢轨焊接技术,在厂内采取高效的接触焊接法,在工作点利用移动式接触焊和QPCJ铝热焊接。QPCJ铝热焊具有严密的13个步骤,包括到焊接现场前的准备、在现场工作时的流程、对轨道的检查、对钢轨端头焊接的要求、钢轨端头是否对正、提前预备好砂模、预热标准钢轨、充足的焊药包、浇注成形、拆除砂模和推瘤、热打磨及冷打磨,最后一步为收尾检查。每一项都详细规定并标注解释。
对于跨区间无缝线路技术的研究,国外归纳出两种模式:一是在厂内将锰钢辙叉两端焊接过渡轨一块,消除了锰钢辙叉与碳素钢轨之间的焊接困难。二是采用新创立的钢轨组合式辙叉,在厂内将钢轨焊联成整体辙叉并给予热处理。
我国于1957年开始涉入钢铁焊接,到目前为止,取得令人颇为满意的成绩。当今我国正使用大剂量三片模定时预热焊法等新材料、新技术,新产品,为进一步提高钢轨性能而不懈努力。另外,移区间联合接头这一环节常常采用动式小型气压焊机。现场焊接多采用了法国拉伊台克国际公司的QPCJ铝热焊接技术。焊接设备国产化的研究应成为今后钢轨焊接技术研究的重点,从而不断提高焊接水平,为我国高速铁路的钢轨焊接储备必要的技术实力。
三、如何改善钢轨焊接质量
(1) 完善钢轨焊接制度
由于钢轨焊接制度对质量方面规定的缺乏,导致屡屡出现铺后断折的现象。为延长钢轨实用期,需增设对过程的监管与调控。通过对各焊轨企业资质、焊工素质、设备器材、焊接方法的调查,筹划出一套完整的钢轨质量要求规定。同时,还应增设无缝线路焊接计划,保证跨区间无缝线路的有效实施,建立一套标准的钢铁质量体系,是保证无缝线路正常运行的关键。
(2)合理应用整体道床
整体道床结构是一种新型的轨下基础,它不仅有整体性强、易维修、高质量等优势,还可以无缝线路铁轨的潜力充分发挥出来。碎石道床轨道的横向阻力取决于碎石对轨枕的约束力。倘若道床中的轨枕有横向位移倾向时,整体受力部分都会产生阻力。整体道床结构主要由钢筋混凝土搭建构成,其抗横向阻力效果明显优于碎石道床,整体道床结构单个普通扣件横向阻力值约在45kN,可明显提升无缝线路的稳定性。
(3) 全面提高企业素质
全面考察焊轨施工现场,对符合标准的施工队颁发许可证并定期进行监督。提高员工个人素质、设备条件、管理体系、质量性能等方面,可学习国外分级制模式,有效开展业内竞争活动。其次,监管施工现场。派监理人员对施工过程进行监督和管理,即实行监理制。使其能保质保量高效的完成目标任务。另外,监理人要定期进行考核,必须做到持证上岗。另外开展技术培训工作。 加强铁路焊接钢轨的规定的同时,需要焊工人员的合作与配合。所以,对焊工和管理人员应开展全面的培训教育,通过考试,演讲等形式,使人员提供技术水平和管理能力,能做到自主发现问题并有效改正小问题。从严格控制作业机制过程,从而彻底转变被动解决问题的困难局面。
四、总结
通过分析,发现国内无缝线路的施工过程都未符合《钢轨焊接接头技术条件》的要求。对于焊接钢轨的方法,不仅要明确如何合理使用方法,更要在实践中充分体现所选方法的优势。目前,我国大量的钢轨焊接设备和材料仍依赖进口,我们应把先进的技术和思想融合在焊接钢轨中来,完善焊接法律,制定质量标准,达到无缝线路钢轨实用性强的目标。对于国内外现状,对几种可行措施进行述评,强调了研究国产化焊接设备的重要性,同时提出了建设性意见,希望对铁路无缝线路钢轨焊接技术起到一定的促进作用。
参考文献:
[1]高速铁路无缝线路钢轨焊接技术的研究 周奕 上海铁道科技 2009年第三期
[2] 广钟岩、高慧安,铁路无缝线路[M].北京:中国铁道出版社,2011.
1.工程概况
本工程由两组L型组合体块组成,建筑层数为地下2层、地上32层,建筑高度地上99.85m。本工程主体结构类型为:H型、箱型及箱型与U型组合钢柱等(见图1),使用钢材主要为Q390GJD—Z25,钢板厚度为70~95mm。
2.工程焊接难点
本工程构件结构形式比较简单,涉及的焊接接头形式主要有对接、角接和角接与对接组合接头。由于钢板厚度较大,故选材上采用低合金高强钢,其屈服强度为390MPa。针对构件类型,焊接时存在如下几方面的难点:①防止正火钢热影响区脆化。②厚板焊接变形控制。③防止母材层状撕裂。
3.厚板高强钢焊接技术
(1)高强钢焊接性分析该钢种属于高强度正火钢,具有良好的综合力学性能和加工工艺性能。其化学成分、力学性能如表1、表2所示。(2)焊接工艺技术第一,焊材的合理选择。根据国家规范GB50661—2011中对焊接材料的推荐使用标准,同时结合焊接工艺性能、焊接材料等强匹配原则,以及不同焊接工艺环境下焊材使用后对母材影响程度来进行选用(见表3)。第二,坡口的制定。由于厚板焊接工程量大、难度高,若采用窄而深的小坡口进行焊接,则不仅焊缝成形系数偏小,影响一次结晶,容易产生区域偏析,而且在拘束应力大的前提下进而导致焊接热裂纹的产生;若采用大坡口进行焊接,则不仅焊接量大大增加,而且焊缝的焊接残余应力也会随之增加,这对钢结构体系初始应力的控制极其不利,同时也影响工程工期。考虑到厚板焊接接头填充量、焊接质量及焊接残余应力等方面的影响,同时,为便于CO2焊枪在焊接过程中能适当地摆动,采用坡口角度适中,且便于正常情况下焊接的窄间隙焊接(NGW)坡口(见图2)。第三,焊接组合新工艺。为了实现高质量、高效率的厚板窄间隙焊接,需解决窄而深的坡口内侧壁焊接熔合质量、焊接飞溅聚集、工艺参数稳定性及焊接操作的可靠性等问题,避免坡口内焊缝金属的一次结晶产生区域偏析,进而产生热裂纹。鉴于上述原因,提出如下焊接工艺方法:打底焊:采用改造型喷嘴的实芯CO2气体保护焊(见图3)。该方法首先可以保证窄间隙坡口环境下的顺利焊接,此外,利用GMAW的高效及熔深相对较大的优点,可提高焊接质量和效率。填充焊:采用双弧双丝自动气体保护焊接:一方面可以利用其熔嘴的优势取代了埋弧焊机头熔嘴无法进行窄而深的焊接,另一方面其焊接效率较手工焊有大幅度提高,同时保证焊缝质量。盖面焊:采用双丝埋弧焊接。主要是提高焊接效率,保证焊缝的表面质量。第四,焊接工艺措施。多层多道错位焊接技术:多层多道焊及合理的焊接参数可减小焊接热输入,从而有效控制焊接变形和焊接应力。在多层多道焊接技术的基础上,加入焊接接头每一道焊道错位连接,即:接头不在一个平面内,通常错位50mm以上。这种技术其显著优点就是上一层焊道对下一层进行了有效的热处理,特别适合于高强钢厚板的焊接。在应用时,可以消除焊接冶金过程中柱状晶并使晶粒细化。同时,对焊接接头的应力应变控制也相当有利,能够提高焊接接头的综合性能。道间温度控制:根据国家标准GB50661—2011要求,在焊接过程中,最低道间温度控制在不低于预热温度。道间温度应在焊缝金属或相邻的母材金属处测得,测量时间选择在电弧经过之前的焊接区域内瞬时测得。由于焊缝较长,未能焊到的地方应采取保温措施。防止温度降低过快,如果焊接区域温度过低,应重新加热。后热与消氢处理:为了加速焊接接头中氢的扩散逸出,防止焊接冷裂纹的产生,焊后及时后热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。特别是对于氢致裂纹敏感性较强的厚板焊接接头,采用这一工艺不仅可以降低预热温度,减轻焊工劳动强度,而且还可以采用较低的焊接热输入,使焊接接头获得良好的综合力学性能。焊缝锤击消应力措施:焊缝锤击焊接过程中,在热状态下使用带有小圆弧面的锤子锤击焊缝金属,使焊缝得到延展,从而减小焊件的残余收缩应力。锤击应均匀、适度,避免因锤击过分而产生裂纹。当焊缝温度<300℃时,锤击力不宜过大;在100℃以下时,禁止锤击。
4.结语
以上各项工艺技术措施和方法经过本工程的实践应用,在厚板箱形构件焊接中明显提高了焊缝的质量,取得了良好的效果。本工程中厚板焊接工艺的成功应用,为国内同类工程厚板焊接技术积累了宝贵的经验。
作者:张发荣 何志涛 姜殿忠 程登 单位:湖北精工钢结构有限公司
【键词】焊接技术;现状;技术发展
引言:
焊接技术的兴起和不断发展,有效推动我国当前经济的发展,也加速了制造业的发展步伐,作为应用广泛的一项技术,当前经济飞速发展的状态下是否会出现窘境,值得我们深思,那么,焊接技术以后该如何发展才能真正适应经济社会的发展,焊接技术与现代科学技术之间结合会推动焊接技术自动化、安全化发展,有效促进经济的发展。
1、我国当前焊接技术的发展现状及特点概述
1.1我国焊接技术的发展现状
在我国现在的经济水平下,人们的生活已经发生了很大的变化,人们对周围事物的质量、环保等各种问题的条件越来越高,在化工石油钢管道的焊接处理中,也需要不断提高焊接要求,以满足化工石油生产的需要。钢管道的焊接工艺也随着人们的需求和社会发展不断提高、改革,目前已经达到了焊接技术的自动化使用,来适应社会的不断发展,这一技术的发展和提高不单单有效促进了焊接技术的发展步伐,而且另一方面也带动了石油化工的快速发展,并且进一步充分利用现代计算机技术对焊接中的问题进行处理。当前我国的焊接技术已经有了很大的发展,有了全面、详细的研究。
1.2 我国焊接技术的发展特点
焊接技术是一项综合性较强的现代技术,目前,在石油化工钢管道焊接中已经引入了现代科技,促进了石油化工产业的发展。
目前,焊接技术已经不仅应用于石油化工产业,还广泛应用在家电、海洋工程、机车、特种设备、桥梁、冶金、煤炭、航空航天甚至核能及电站等行业中,在广泛的应用中,显露着我国的现代科学技术,现代技术的发展业不断的促进着焊接技术的发展,进一步推动其他产业的不断发展。
2、焊接方法与工艺
(一) 目前常用的高效焊接方法
2.1气体保护焊
气体保护焊就是利用气体当做电弧的媒介,并对焊接区域和电弧焊用气体来保护,根据焊接材料的不同使用不同的气体作为保护焊的气体,就能够把气体保护焊分为两大种:⑴ 非熔化极(钨极)惰性气体保护焊。⑵熔化极气体保护焊。
2.2 电阻焊
电阻焊是用两电极来把焊件压紧,加以电流,加热电流,将焊件接触面以及焊件临近区域产生的电阻热效应,一直到塑性状态或者融化,然后将焊件之间结合的一种焊接方式,这类焊接方式一般应用与电器电子、航空等行业中。
2.3螺柱焊接
螺柱焊接根据焊接的不同主要分为拉弧式和储能式,这两两个焊接方式有一个最大的共同点就是采用单面焊接的方式。螺柱焊接并不用穿孔的工序,因此采用螺柱焊接的方式焊接的材料既不漏气也不会漏水,也不需要再次对焊接面处理加工,减轻了一定的工序,操作技术性较强。
2.4 磁控焊接
磁控焊接技术是最近几年里随着现代技术的发展出现的一种高效焊接技术,磁控焊接采用的是对外加磁场进行对焊接的质量的控制。这类焊接技术最大的优势就是投入成本低、效益大、且操作简单,磁控焊接也凭借着缺陷极少的优势在焊接中占据了重要的位置,得到了广泛的使用。
(二)焊接工艺
对不同的焊体、不同的焊接方式有不同的焊接工艺,这里就对石油化工合金钢管道的焊接进行具体分析:
2.2.1 坡口焊接
坡口处的焊接首先要用砂轮机对钢管要打磨,打磨后要用不锈钢丝刷进行清理、着色实验,并且还要用四氯化碳或者丙酮对坡口处在焊接前进行再一次清理。在焊接的过程中必须要保证施错变量小于0.5mm。
2.2.2 焊接的环境要求
焊接的过程要求在在清洁、无风的环境中实施,最好应该搭设装有焊接平台的工棚中进行,且工棚中的环境温度必须要高于5℃。
2.2.3 焊接工艺措施
(1)焊接过程中,要使用99.99%以上纯度的的氩气作为气体保护焊的内保护气体,且必须要保持到第三层焊接。
(2)在坡口处应该采用引弧板来进行工艺的处理。
(3)最大程度上加快焊接速度,尽量使用短弧焊避免横向开会摆动。且处于多层焊的阶段时时,层与层之间的层间温度都不应该高于100℃。
(4)采用氩弧焊,处于打底后,或者是手弧焊的底层焊好后,就应该对焊接口着色打磨,及时清理焊口,仔细检查。
(5)对于石油化工钢管道的焊接一般在焊接前前不需预热,焊接后也不需要热处理。
2.2.4焊后检查
(1)焊接后的每一处焊口都需要进行后期的着色、然后再仔细检查。
(2)检查要根据环缝总数的25%进行X光拍片,严格按照施工要求进行检测。
(3)所有检查均按ASMEB31.3规范的有关要求严格执行。
3、我国焊接技术的发展趋势
目前我国的焊接材料的产量已经处于最高位置,然而在焊接产品的质量方面还与发达国家有一定的距离,在焊接技术的质量方面出现的问题主要有下面几点:①焊接材料的处理过程中缺乏专业的体系和技术,如筛选、检验焊接原材料、处理焊接材料的混合均匀度等。②焊条药皮密实度较差;③在对生产车间的环境治理方面采用敞开式生产方式,而国外采用密闭的方式来进行熔炼焊剂工作,这样就有效控制了焊接的外部环境,降低了外部环境的影响。
因此,在今后焊接技术的发展,要着重对质量提高方面做出一定的研究,培养一定的专业技术人才,扩散焊接知识,利用现代化科学技术,有效促进焊接工艺的发展,提高专业技能。进一步利用新型技术人员,努力研发焊接新方法、设备等一切有利于提高焊接施工技术物件,促进焊接技术自动化发展,为我国焊接技术的发展提供动力,并有效促进制造业的发展,进一步推动我国经济的发展。
4、结束语
焊接技术的快速革新发展,促进可以推动制造业的发展,而且可以有效促进经济的发展。同时还给人们的生活带来了更多的方便,焊接技术进入数字化、自动化时代,将又一次革新焊接技术的发展浪潮。对于焊接技术的发下,必须要进一步加大研发力度,开发适合现代化发展的新型焊接技术、方法、设备等,进一步促进焊接机械化、安全化、自动化发展,有效提高我国焊接技术,提高在焊接工艺方面的国际地位,有效推动制造行业的发展,促进经济的飞速发展。
参考文献:
[1] 黄建平,黄永平,肖延江.论我国焊接行业的现状[J].科技与企业,2012,(1).
[2] 李晓延,武传松,李午申.中国焊接制造领域学科发展研究[J].机械工程学报,2012,(6).
关键词:焊接;生产现状;技术
中图分类号:U671.8 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)32-0007-01
随着社会经济的快速发展,焊接技术也随之不断的创新与改革,这不仅有利于我国社会经济的快速发展,还有效的促进我国制造行业的快速发展,在我国现阶段,人们为了推动制造行业的发展,将许多先进的技术应用到制造行业中,焊接技术是制造行业应用较为广泛的技术,所以,本文就焊机技术的现状及未来的发展趋势进行分析与研究,以促进焊接技术在制造行业中快速发展。
1 我国当前焊接技术的发展现状
在我国现阶段,随着社会经济的快速发展,人们的生活水平在不断的提高,我国城市建设及社会发展的主要材料之一就是钢结构材料,人们对钢结构的材料质量要求也在不断的提高,因此在对钢结构进行加工的时候,对钢结构焊接技术要进行严格的控制,使之达到钢结构工程设计的相关规定。但是随着电子信息时代的快速发展,焊接加工技术被广泛的应用到各个行业中,从而有效的实现了焊接技术的自动化,这不仅加快了焊接技术的快速发展,而且更有效的提高了焊接的施工质量。在现阶段,焊接技术已经广泛的被应用到各个行业中,并且还充分的利用计算机技术对焊接过程中存在的应力变形及相关的问题进行控制。目前,人们已经对焊接技术创新进行了全面的分析与研究,以促进我国焊接技术的快速发展。
2 我国焊接技术的发展特点
焊接技术是一项综合性很强的工艺技术,焊接技术的发展与现代科技发展相辅相成,近二三十年焊接技术在我国得到了快速的发展,各种焊接技术不断的增多,真空、红外线、等离子物理、电子束、声学微、电子、超声等现代化科技技术在焊接技术方面得到了广泛的应用。焊接新技术不仅促进了焊接技术的快速发展,也奠定了焊接技术在制造行业的地位,并且有效的扩大了焊接技术的应用范围。
在我国现阶段,机械制造行业以及其他产业的主要制造技术就是焊接技术,焊接技术广泛的应用于家用电器、轻工纺织、部件、海洋工程、机车、汽车、船舶、特种设备、桥梁、建筑、矿山、冶金、煤炭、石化、航空航天、核能及电站等我国社会经济的各个行业中。焊接技术中渗透着现代化的科学技术,有效地促进了我国焊接技术的快速发展。
3 现代工业常用的高效焊接方法
3.1 气体保护焊
一般以气体作为电弧的媒介,并且保护焊接区及电弧的电弧焊就是气体保护焊,依据气体保护焊焊接效果的不同,分为非熔化极(钨极)惰性气体保护焊和熔化极气体保护焊。
3.2 电阻焊
在两电极之间压紧被焊接的焊件,并对其加以电流,使电流流经被焊接的焊件接触面以及焊件临近区域产生的电阻热效应将其加热至塑性状态或者融化,使焊件形成金属结合的一种方法叫做电阻焊。电阻焊一般广泛的应用于航空航天、汽车、家用电器及电子等行业中。
3.3 螺柱焊接
螺柱焊接一般按照焊接方式不同分为拉弧式和分为储能式两种,这两种焊接方式都是单面焊接。由于螺柱焊接不需要穿孔,所以螺柱焊接不漏气、不漏水,也不需要对非焊接面进行再次焊接或者加工。
3.4 磁控焊接
磁控焊接技术是近几年发展的新型焊机技术。磁控焊接一般使用外加磁场控制焊接的质量,磁控焊接具有投入成本低、效益高、耗能少及附加装置简单等提点,在国外有“无缺陷焊接”的美誉,所以,磁控焊接技术得到了广泛的应用,也引起了焊接工作人员的兴趣。
3.5 多电弧共熔池焊接
由于一个熔池上燃烧多个电弧,不仅可以提高总的焊接热量,还可以改变焊接热量的分布特点,能向熔池及焊接两侧面提供一定的热量和液体金属,有效地提高了焊接的速度及焊接的生产质量。
4 我国焊接技术在各个领域中的应用
4.1 在航空航天中的应用
众所周知,焊接技术性能可靠、焊接质量优良,在航空航天工业中被广泛的应用,在航空航天工业中焊接技术占全部工时的10%,航空航天领域中50%以上的连接部件使用的都是焊接技术。由于航空航天工业对材料的要求比较特殊,所以在航空航天种焊接技术应运而生,在现阶段,高能束流焊接技术及固态焊接技术在航空航天工业中应用比较多。其中在我国航空航天工业中最常用的先进焊机技术是搅拌摩擦焊、电子束焊及激光焊,焊接技术在航空航天技术中被广泛的应用,促进了航天航空业的快速发展。
4.2 汽车制造领域中的应用
在汽车制造领域中汽车的变速箱齿轮、汽缸、离合器、行星齿轮框架、后桥及发动机增压器涡轮等部件都使用的是电子束焊接技术;而汽车中的车身拼焊、零部件的焊件及框架结构主要使用的是激光焊接技术;在汽车制造领域中汽车的液压成型管附件、汽车车门预成型件、汽车地方车身支架、汽车轮毂及发动机引擎主要应用的也是搅拌摩擦焊接技术,由此可见,焊接技术广泛地应用于汽车制造领域。
4.3 船舶工业中的应用
高效焊接技术在船舶制造工业中具有至关重要的地位,高效焊接技术是一项专业性、技术性很强的系统工程,尤其是二氧化碳气体有效的保护半自动焊接技术的应用率达到60%~65%,高效焊接技术成为我国船舶制造工业中的关键技术之一。现阶段先进的船舶焊接技术是保证船舶制造质量、缩短船舶制造工期、降低船舶制造成本、提高船舶制造效率的有效途径,也可以有效地提高企业的经济效益。
5 我国焊接技术的发展趋势
我国焊接材料的产量在全世界位居首位,但是焊接产品的质量以及高品质焊接材料的生产与世界先进国家存在一定的差距,主要表现在以下几点:①对焊接材料预处理缺少专业的体系及技术,如对焊接原材料的筛选及检验,对焊接材料的混合均匀度及焊接预烧结处理等;②在工作中对于焊条药皮密实度的改善,就我国目前的油压式压涂机的具体工作性能来看,依旧存在很多不完善的方面,比如工作中由于对水玻璃加入量的加大,就会降低药皮在工作中的实际性能;③在实际的生产车间环境治理方面国外主要是以密闭的方式来进行熔炼焊剂工作中,但是从我国的现状来看,其主要是使用敞开式的生产方式;④在相关焊剂生产设备的自动化水平方面,对于焊剂的成形以及相关的颗粒度等方面依旧存在很大的差距;⑤在实际工作中的无铅连接材料以及技术应用方面,就目前我国的实际应用现状来看,与国际先进水平依旧存在很大差距,相关的钎焊理论与实践水平只在部分领域取得了一些成绩,也就是说,其发展应用的总体技术水平依旧不高,在以后的工作中要特别注意高端焊接产品以及特种助焊剂等方面的应用以提升工作。
6 结 语
在我国现阶段,随着焊接技术的快速发展,在促进社会经济快速发展的同时,也给人们的生活带来了便利,但是随着焊接材料的不断变化及焊接技术的快速发展,制造行业对焊接技术提出了更高的要求,同时,在现代化的社会中,焊机技术已经进入了数字化的时代,所以,我们应该尽可能地将先进的科学技术及理念应用在焊接技术中,加大焊接技术的研发力度,努力研发新的焊接技术及方法、发现新的焊接材料及焊接设备,进一步提高焊接机械化、安全可靠性及自动化水平,有效地促进我国焊接技术及制造行业的快速发展,提高经济效益。
参考文献:
[1] 黄建平,黄永平,肖延江.论我国焊接行业的现状[J].科技与企业,2012,(1).
[2] 李晓延,武传松,李午申.中国焊接制造领域学科发展研究[J].机械工程学报,2012,(6).
【关键词】DSAW工艺;高效焊接;熔深
0.前言
在经济高速发展的今天,海洋、交通、航空事业都得到了飞速的发展,使得焊接技术有了一个质的飞跃,使得焊接工作的量有了很大的突破。现在,在世界焊接强国中我国的焊接工作量领先于各个国家,但是就焊接的质量和效率来说,远远落后于世界发达国家。这是有很多因素在里面的,首先自动化程度不够广泛,再次,高效焊接方法没有得到广泛的应用。所以应该加强高效焊接工艺的推广和研究,使得真正广泛应用与实际生产中。
1.提高熔敷率焊接
1.1热丝TIG/MIG工艺
常规TIG焊接熔敷率具有很多缺点,热丝焊接工艺针对其缺点由此诞生,这种工艺在后来的熔化极气体保护焊接和埋弧焊中都得到了广泛的应用,并且具有很好的作用。此种工艺主要是运用焊丝在电流经过时产生的电阻热,焊丝如果温度升高到一定的温度,会转移到电弧区,使得熔敷率有所增加,并且使焊丝的熔化速率也有所提高,最终使得焊接的效率有很大的提高。附加电源可以给预热焊丝提供专门的电流,如果不使用附加电源的话,可以采用焊接电源的方式。如果将热丝被送丝结构的附加填充满的话,可以将原来的焊丝进行一定的预热。
1.2添加金属粉TIG/MIG工艺
将金属粉末在焊接的过程中加入,可以灵活的用于熔化极气体保护焊接和埋弧焊接两种工艺中。如果电弧能量不能增加的话,可以添加一定量的金属粉,这样能够使高熔敷率升高百分之三十到百分之五十。但是在实际生产应用中,埋弧焊工艺多是采用的金属粉末的添加和多丝埋弧焊相结合的工艺。
此种工艺,最重要的一定要控制好金属粉末的大小。一开始人们多是采用的切断的焊丝,而且颗粒很大,应用与实际生产中收到的效果并不十分显著。但是自将金属粉末的直径采取了减小的手段之后,人们逐渐认识到了这种工艺的好处。外国有家公司,研究出了一种直径很小的金属粉末颗粒,他们可以借助电弧的吹力被吹到电弧的周围,使得金属粉末在焊接的过程中,既能够在四周熔化也能够在电弧下熔化,从而使电弧的能量得到了高效的利用,并且使得熔敷率有了很大的提高。于此同时,要想更加有效的使焊接的缺陷得以避免,可以将合金化类型的元素加到金属粉中,从而使冶金反应更加迅速的发生。
2.活性剂焊接
2.1 A-TIG工艺
TIG既有优点又有缺点,这种工艺总的来说,焊接的质量比较高,并且电弧的燃烧非常的稳定,但是不可忽略其缺点,这种工艺生产的效率很低,对于焊接材料的成分很敏感,如果是单道焊接的东西的厚度会很小。A-TIG这种工艺将其在待焊区固定,并且在其上抹上一种活性助焊剂,这种助焊剂厚度很薄,可以使焊缝的熔深有所提高。这种工艺会使截面出现一种比较特殊的花生外表,使得接头的强度有很大的提高。这种工艺借助活性焊机通过如下几个作用使得焊接的效率有所提高。
(1)阳极斑点收缩:助焊剂在电弧的中心能够发生一定的电离,并且产生一些正离子和电子,但是在周边则会蒸发一些物质,这些物质还是以解离的原子或者分子的形式存在于自然中,并且会将电子俘获,最终形成负电荷,进而使得电弧周边的载流子不断的减少。电弧要想达到一种新的平衡,必须使等离子体区和阳极的电流密度有很大程度的增加。这种现象会使得阳极的斑点不断收缩,并且使得离子体弧柱的直径也有很大的减小。
(2)电弧力:随着电弧径向力和弧压的不断增大,使得阳极的根部出现收缩的现象,进而使得熔池金属的流动受到一定的障碍,最后使得熔深有很大程度的增加。
(3)表面张力:熔池中的过渡活性元素使得其表面的张力梯度有了一些改变,这种张力使得流动的液体金属由周边向中心汇集,并且流向下部,最后将热量送到熔池底端,然后形成一种深而窄的焊接缝隙。
2.2 A-Laser工艺
受A-TIG工艺启发,将活性剂引入激光焊接。活性剂采用纳米级超细化学粉末,主要成分包括SiO2、NaF、TiO2、Cr2O3、TiC等,结果发现:添加活性剂可以使焊缝形状由“钉头”变为“柱状”,同等功率条件下,焊缝熔深增加33%。分析认为:温度较低的光致等离子体周边区域含有大量Si-2、Cr-2、Ti-2等元素的大颗粒分子,极易吸附中心区域自由运动的电子,因此,激光作用的中心区域粒子密度趋于减少;同时,卤族元素化合物对电子有很强的亲和力,并且有很好的吸热能力,使工件得到更多的入射激光能量,最终导致焊接熔深增加,焊接效率提高。
3.双面电弧焊接工艺
双面电弧焊接有别于单面双弧(双丝)焊接,它是采用单个或者2个电源供电的2个电弧,从工件两侧同时对同一焊缝位置施焊的一种新型焊接工艺,它可以增大熔深,减少缺陷,降低变形,优越性明显。目前研究多集中于以下几个方面。
电弧收缩效应。
Kentaky大学的研究者首先观察到单电源DSAW工艺中的电弧收缩现象(ContractiveEffect)。在VPPAW电源、PAW+TIG组合DSAW工艺试验中,等离子弧在EN(electrode negative)周期产生收缩现象,与常规等离子弧(G-PAW)形貌明显不同。电弧收缩效应使电弧能量集中,热源能量密度提高,增大熔深能力。
等离子弧的收缩效应可以用流经工件的焊接电流和由电流产生的感应磁场来解释。在常规等离子焊中,焊接电流主要通过母材表面流失,只有等离子射流直接透过熔池匙孔(Keyhole),而电弧本身并没有穿过匙孔,因而熔深能力有限。DSAW工艺中,焊接回路为:电源电极I-PAW焊枪-焊接工件-TIG焊枪-电源电极Ⅱ,通过在母材的另一侧放置TIG焊枪导引焊接电弧直接穿过匙孔,形成“匙孔效应”,大大提高电弧的熔透能力。同时,由于大部分焊接电流通过焊枪穿过工件,沿电流方向产生感应磁场,在感应磁场作用下,电弧产生收缩效应,能量密度集中,增大熔深。
目前对DSAW工艺的研究工作还刚刚起步,对2个电弧间的作用机理还没有获得规律性的认识,TIG电弧对等离子弧的吸引、拉伸作用,水平位置施焊时上下熔池的非对称性以及双弧共同作用下工件内部的传热机制、穿透机制等内容是下一步研究的重点。
4.复合双弧焊
复合双弧焊是指采用不同种类的电弧或热源相结合进行焊接的方法,电弧并不局限于普通意义的电弧概念,也包括了激光束、电子束、等离子束等高能束热源。
5.结语
要想节约能源,要想使焊接的效率得到一定程度的提高,必须使得高效焊接工艺得到广泛应用。现在,世界各国都在着手高效焊接的推广和研究,德国和美国在这方面具有很好说服力。对于我国来说,为了使我国的焊接技术水平能够有一个质的飞跃,应该加强高效焊接工艺的研究和新的工艺的推广,使其得到广泛的应用。 [科]
【参考文献】
[1]孙俊生,武传松,Y.M.Zhang.双面电弧焊接的传热模型.物理学报,2002,51(2):286-290.
[关键词]建筑;钢结构;焊接技术;发展现状;趋势;
中图分类号:TG457.11 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0239-01
一、建筑钢结构焊接技术现状
1.1 建筑钢结构焊接技术和焊接材料
在20世纪后,建筑钢结构的焊接技术经历了多个技术过度,由之前的焊条电弧焊的焊接到埋弧焊接,再由70年代出现的实芯焊丝以及药芯焊丝为材料的气体保护焊接技术和螺旋焊接技术,在这些焊接技术的基础上逐步发展出了现代化的建筑钢结构的焊接技术,使现代钢结构的焊接技术大大缩短了工期,提高了生产效率,为企业创造了更多的经济效益。但有时,建筑钢结构焊接不是仅仅采用一种焊接技术就能够完成,需要根据钢结构所采用的钢铁原料和焊接技术所需的原料相结合,采用多种焊接技术和工艺。
1.2 建筑钢结构焊接技术中焊接设备的应用
建筑钢结构的焊接还需要考虑焊接设备的应用,虽然我国钢结构的很多技术都已处于世界领先水平,但现阶段我国的钢结构焊接所采用的设备大都是由国外生产制造的,国内的建筑钢结构焊接设备相比,在技术性和自动化程度上远远低于国外的焊接设备,我国的建筑钢结构企业在努力学习国外的先进建筑钢结构焊接技术的同时,也在积极努力的研究探寻属于自己的更为先进的钢结构焊接技术设备[1]。
1.3 焊接技术工作者的培养
在我国建筑行业蓬勃发展的今天,建筑钢结构所需要的焊接技术工作者也在与日俱增,也就难免会出现鱼龙混杂的情况。建筑钢结构的焊接技术有很强的专业性和复杂性,要求焊接人员有很强的技术性。虽然我国的焊接工作者很多,相应的焊接工作也能够得以顺利完成,但缺少真正优秀的焊接技术人员。因为建筑行业在我国的发展时间有限,所以与其他发达国家比起来,我国的焊接技术人员的培养、考核、认证制度还不够完善,管理和认证方式比较混乱,不能准确保持焊接人员的技术水平,也就使钢结构焊接存在着安全隐患和质量没有保证,不利于我国建筑钢结构焊接水平的整体提高。
二、建筑钢结构焊接技术的发展趋势研究
2.1 焊接技术人员素质的提高
随着建筑钢结构焊接技术的发展,对焊接技术人员的整体素质要求和技术水平要求不断提高。21世纪是一个知识的时代,人的整体能力的提高是社会的发展趋势,社会会更加注重各类人才综合素质的提高。因此,未来的局势要求各类从业人员不断提高自己知识水平,提高数字化技术水平,将自己所学到的知识应用于焊接工作中。
2.2 加大对建筑钢结构焊接工程实践
首先,需要相关工作人员不断针对焊接方法及焊接方式进行研究与完善,以提高焊接熔敷率为目的,加大对于15kg/h单位以上,高效焊接技术方法的研究。与此同时,还可以通过对国外成功焊接方法(包括旋转喷射电弧高效焊接技术以及多丝焊接技术等在内)的引入方式,为自主技术的研制与成功应用提供一定的借鉴与经验;其次,可以通过适当控制接头焊接填充量的方式,一方面提高建筑钢结构焊接的工作质量,另一方面可提高工程应用中的经济效益。从当前技术发展趋势的角度上来看,应当将研究重点集中在对激光焊接技术以及氩弧激光焊接技术的应用方面;最后,需要从技术装备的角度上入手,在合理提升建筑钢结构持续焊接时间的基础之上,降低辅助操作时间。同样从现阶段的技术发展趋势上来看,需要重点关注的发展方向是:一方面,是以连续送丝为中心的自动焊接技术装备;另一方面是以成套性为主的高效焊接技术装备[2]。
2.3 建筑钢结构焊接与切割工艺的创新
建筑钢结构具有空间大、跨度高并且绿色环保的优势得到迅速发展和广泛应用。作为连接钢结构的重要技术,焊接技术是发挥钢结构功能和作用的最重要基础。在建筑钢结构焊接与切割工艺上,不断创新的技术层出不穷,在钢结构的切割和焊接上,智能切割和智能焊接设备正在研究制造之中,采用智慧的焊接方式和切割方式,可以减少原材料的浪费,并能有效提高焊接质量,为制造质量更好和安全性能更强的建筑钢结构提供了可能。
2.4 焊接设备生产商的发展
独立的单纯性焊接设备生产商受到整个建筑钢结构焊接市场覆盖面较窄、在工作人员、作业资金以及应用技术等多个方面存在的缺陷问题影响,导致整个行业的发展前景不容乐观。为更好的建筑钢结构焊接技术的发展趋势相适应,需要在充分联合焊接材料以及焊接设备的基础之上,通过对现代化焊接技术工艺以及操作方式的有效综合,提高焊接设备生产商的综合性优势,为焊接技术的发展提供可靠驱动动力。
2.5 自动焊接技术的应用
目前,世界工业发达国家已经开始采用自动焊接技术来进行建筑钢结构的焊接,大大提高了整个建筑钢结构的强度和质量,并提高了建造效率,节省了工期。在我国,自动焊接技术而在不断被我国建筑钢结构生产企业所采用。建筑焊接结构可以实现大型化、重型化和高精度方向发展。自动化焊接技术对于焊接技术人员的技术水平要求较低,并且具有焊接质量高,焊缝美观实用,焊接效率高等特点。因此,自动焊接技术在建筑钢结构中会普遍采用。
2.6 优质焊接材料的开发与应用
对于焊接材料的发展重点在于,研发与高效焊接技术相适应的,具备优越综合性能的自动焊丝、保护焊丝以及气电焊丝等。与此同时,结合我国现阶段建筑结构的用钢型号特点,需要将建筑钢结构用钢向着高强度、高耐火性、高纯净性以及高抗震性等多个方面发展。而高性能建筑钢结构焊接材料的规模性开发与应用也势必会在一定程度上推动建筑钢结构焊接技术的蓬勃发展。特别需要注意的一点是:伴随着建筑钢结构的进一步发展与完善,实芯CO2焊丝、药芯CO2焊丝、特种电渣焊材料以及气电焊焊接材料的使用总量势必会不断扩大的推升,由此也带动着上述建筑钢结构焊接材料的国产化发展与升级[3]。
2.7 完善建筑钢焊接工作人员考核制度
完善的制度和规范是对行业持续健康发展的保障,钢结构焊接工作者作为一种高技术工种,其资格认证的体系不严格,全国性统一的资格考试所包括的行业和领域较窄,缺乏统一专业的划分,不能很好的适用于现如今的建筑钢结构焊接行业,所以应建立完善的焊接工作者的考试资格认证系统。
三、结语
传统意义上的建筑钢结构焊接企业处于对自身发展的保障需求,势必需要在剧烈的市场竞争环境下,通过恰当且合理的技术改造与技术升级方式,谋求稳定的生存与发展。而实现这一要求的关键,即在于对建筑钢结构焊接技术的发展与推广。焊接技术的发展不单单体现为焊接工艺以及焊接技术本身的发展,同时也体现在对焊接材料以及焊接设备生产商的发展方面,这对于现代意义上建筑钢结构焊接技术的发展而言同样如此。总而言之,该文针对有关建筑钢结构焊接技术发展过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明,希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。
参考文献
[1]张友权,侯敏. 浅谈建筑钢结构焊接技术在我国的发展[J]. 钢结构,2012,(S1).
关键词:超超临界机组焊接技术要点
中图分类号:P755.1文献标识码: A 文章编号:
1、引言
超超临界锅炉技术于20世纪90年代初在欧洲问世,是目前国际上处于前沿的燃煤发电技术,具有煤耗低、环保性能好、技术含量高的特点。随着我国把提高发电效率、加速发展洁净煤技术的超超临界机组作为我国可持续发展、节约能源、保护环境的重要措施,我国超超临界机组数量不断增加。
焊接质量是反应超超临界机组安装水平的重要指标之一,焊接质量的好坏直接决定机组是否能够优质、高效的达标投产,可以说焊接质量就是超超临界机组的质量核心。
2、电厂超超临界机组简介
电厂新建两台1000MW机组,机组过热蒸汽出口压27.56MP,过热蒸汽出口温度605℃。每台机组焊口约73000道,其中需镜面焊接的焊口就有1万余只,焊口集中,焊接空间狭小;水冷壁呈螺旋圈安装,焊口布置呈一定的角度,焊接、返修难度大,而且对变形的控制要求极为严格;采用众多新材料、新工艺,如T/P92、SUPER304H、HR3C等。
3、新材料的焊接技术要点
3.1T/P92钢的焊接技术要点
本工程大量采用了T/P92钢,如高温过热器、高温再热器及主蒸汽管道等。T/P92钢是一种新型耐热钢,由于其高温持久强度高,主要用在超超临界机组高温、高压管道,所以在超超临界机组焊接施工中,如何在施工现场准确控制T/P92全过程的焊接工艺参数是确保机组长期、稳定运行的关键。T/P92钢化学成分如下:
表1T/P92钢化学成分(Wt%)
C SiMnCr Mo VNbW NB S P
0.07- ≤0.30- 8.50- 0.30- 0.15-0.041.50- 0.03- 0.001-≤0.010.02
0.13 0.50 0.60 9.50 0.600.25 0.092.00 0.070.006 ≤0.010.02
T/P92型钢的焊接需要准确控制焊接线能量,在熔化良好的条件下不能采用过大的焊接电流,对厚壁管要求采用多层多道焊,焊层不应太厚,以便后焊道对前焊道产生良好的“回火”效应,焊接线能量应控制在20KJ/cm以内,焊道宽度不超过焊条直径的4倍,焊道厚度不超过焊条直径,宜控制在2.5~3mm以下。
根据焊接性试验可知,T/P92钢具有一定的冷裂倾向,稍有不慎,就可能产生不允许存在的危害性较大的缺陷。实际生产中,手工电弧焊焊前预热温度≥200℃,手工氩弧焊≥150℃的预热可以有效的防治焊接冷裂纹的产生。
T/P92钢对焊后热处理要求很高,尤其是大口径厚壁管。由于管壁厚,传统热处理技术很难保证内外壁温差在一个技术条件所给定温度之内。而P92钢对焊后热处理温度有很严格的要求,没有能够控制内外壁温差有效的技术手段,就很难保证P92钢的焊接接头尤其是内壁部分的冲击韧性在合格的范围之内。因此要求施工单位在热处理时采用新型感应加热设备,保证内外壁温度控制在20℃以内。同时要采用有效的消磁手段,防止磁化管道引起磁偏吹。
3.2SUPER304H钢的焊接技术要点
Super304H钢是由Sumitomo 金属工业研发,具有优良的抗蠕变断裂强度及抗腐蚀能力。该钢种是TP304H 钢的改进型,添加了3%的Cu 和0.45% 的Nb。通过弥散强化作用获得了极高的许用应力。但是合金元素的增加使得液体金属粘度变大,流动性变差,给焊接操作带来了困难;另外,由于个别管排的管子之间仅有10mm 多间隙,焊接位置困难,焊接时焊工注意力稍不集中就会产生未熔合缺陷。同时,不锈钢氧化膜耐高温,焊接过程中不易熔化,造成铁水围绕小块氧化膜流动,而冷却时熔合不好。而且氧化膜清理困难,铁工清理不干净,从而造成未熔合缺陷。Super304H:钢化学成分如下:
表2:Super304H:钢化学成分(Wt%)
规范 CMnSiPSCr NiCu NbN
ASME 0.07- ≤0.5 ≤0.3 ≤0.045≤0.03017.0-7.50- 2.5- 0.20- 0.05-
0.1319.0 10.503.50.600.12
奥氏体钢在焊接过程中有热裂倾向,因而应注意控制焊接热输入及层间温度。焊接电流和焊接电压是影响焊接质量的关键因素之一,选择要适当。经过摸索比较,打底电流为75~80A,而盖面电流为70~75A,这样有利于层间温度的控制,从而减少焊缝的氧化。薄壁小径管焊接过程,因热量不易散失,焊口温度容易升高,层间温度过高。因此我们采取尽可能快的焊接速度,每次温度降到100 ℃以后再进行焊接,这样既可以减少焊接接头在危险温度范围内的停留时间,又可以使焊缝外观呈现金黄色。
为防止高温区合金元素的氧化,在整个焊接过程中要进行背面充氩保护。采用管排整根充氩的方法,保护效果较好。由于氩气密度较大,所以应从焊口下部仰焊位置开始焊接。
3.3 HR3C钢的焊接技术要点
由于超超临界锅炉中的蒸汽条件极其恶劣,过热器、再热器上需要采用热强性和抗腐蚀性优良的钢管。考虑到苛刻蒸汽条件下,对抗氧化性和抗腐蚀性的要求,开发出用于过热器、再热器的新型奥氏体不锈钢管HR3C(25Cr-20Ni-Nb-N),可以应用于蒸汽条件为4500psi×1150℉的超超临界锅炉。本工程HR3C钢主要用在二级再热器管排中。HR3C钢化学成分如下:
表3:HR3C钢化学成分(Wt%)
规范C Mn SiP SCrNi NbN
ASME ≤0.10 ≤2.00≤1.50≤0.030 ≤0.03023.00-27.00 17.00-23.000.20-0.600.15-0.35
HR3C 的焊接性与应用于锅炉上的347H 不锈钢的焊接性相近。两种填充材料Inconel 625、Inconel 82的TIG焊接头的性能相当好。以Φ48.6x13.0mm的HR3C钢管焊接为例:焊接方法:GTAW;焊接工艺:根部—3 层150A×13V×12cm/min ;4—8 层(12 道)170A×14V×12cm/min;焊接材料:a)Inconel 82; b)Inconel 625;
4.结束语
关键词:汽车 焊接技术 现状 展望
1.前言
随着汽车行业的迅速发展,汽车焊接逐渐的成为现代汽车制造业的一种不可或缺的工艺方法,在汽车制造业中得以广泛应用,汽车的车厢、车架、车桥、车身变速器以及发动机等均离不开焊接技术。在制造汽车零部件的过程当中,各类焊接方法均有着极大的应用,比如滚点焊、缝线、激光焊、氩弧焊、焊条电弧焊以及二氧化碳气体保护焊等。在制造车身中,应用最多的是电阻焊及气体保护焊。所以,研究汽车焊接技术其意义及价值是尤为重要的。
2.汽车焊接技术的发展现状
2.1中频焊接技术
国外部分大批量生产汽车的企业,近年来已经在轿车白车身焊装线中开始应用中频焊接技术。在欧洲,有着高达40%的中频点焊机器人使用量,并且不断朝着铝合金轿车车身点焊作业中扩大,比如一汽大众,目前已经对中频焊接设备加以大量使用。正是因为中频逆变焊机具备着节能高效的优势,在全球大力倡导低碳环保节能的今天,应当积极的将中频焊接技术应用在汽车制造业中。
2.2自动化焊接技术
作为先进制造技术的主要技术手段及典型代表,机器人技术在实现文明生产、稳定产品质量、提高技术水平等诸多方面,机器人技术均发挥着不容忽视的作用。机器人作为主要的现代制造业自动化装备,在汽车、家电、化工、电子信息和工程机焊等行业有着广泛应用,主要用于焊接、加工、码垛、喷涂、搬运和装配等复杂作业。弧焊和电阻焊是汽车制造业中常用的焊接方式。随着我国汽车行业的发展,虽然工业机器人被广泛应用到了汽车行业中,但是人工焊接在焊接作业中仍然占据着主导地位,在人工焊接中,操作工人极易受到恶劣焊接条件的影响,很难长时间对焊接工作的一致性与稳定性加以保持,而焊接机器人则有着稳定的工作状态。
2.3伺服技术
随着焊接机器人的广泛应用,伺服技术也随之得以发展,在气动焊钳电焊冲击工件表面防范及减小,在确保高效率的生产模式等方面,伺服技术均彰显了其自身的优越性,伺服型焊钳就是伺服技术的具体应用。电机伺服驱动的焊钳又被称作是伺服焊钳,是能够提高焊点性能、焊点质量的一种机器人焊钳,其优点主要包括:将各个焊点的焊接周期大幅度降低,能够对焊钳张开的程度加以精确控制;按照工件的实际情况,可以对焊钳的张开角度任意进行调整,焊钳开合所占的时间大大得以节省;焊钳加压闭合时,既能够调整压力大小,又可以轻轻的闭合两电极,使得碰撞噪声及碰撞变形减少。
2.4弧焊技术
弧焊是汽车行业中除了电阻焊又一种重要的焊接方法。现阶段,弧焊技术已经全面的应用到了汽车企业中,比如一汽解放汽车,基本上对二氧化碳焊接方法全面加以采用,并且在轿车领域,大量采用MIG/MAG焊接方法。随着计算机技术、电子元器件及电力的发展,弧焊技术随之得以迅速提高,历经多年的发展,弧焊技术已经从以往的旋转式直流电机朝着二极管机、晶体管、晶闸管整流焊机以及逆变式焊机发展,目前发展成为数字化逆变式焊机。
3.汽车焊接技术的发展展望
焊接自动化的应用及发展是系统性的一个发展过程,只有有效的匹配各种技术,才能够实现焊接自动化高速度且高质量的发展。自动化技术、计算机微电子信息技术以及电子技术的发展,在很大程度上带动了焊接自动化技术的迅速发展,尤其是信息处理技术、柔性制造技术和数控技术等的引入,推动了革命性的焊接自动化技术发展。
3.1智能化的焊接过程控制是焊接自动化的一个核心问题
智能化的焊接过程控制需要借助于焊接生产系统柔性化与焊接过程控制系统智能化实现。其中,柔性化的焊接生产技术发展方向是主体为弧焊机器人的多自由度柔性制造系统,通过计算机综合控制转台架和机器人,能够满足柔性的工件空间焊接要求,发展精确动态的跟踪轨迹,进而进一步研究控制技术和传感技术。而控制系统的智能化则需要人们高度重视焊接专家系统、神经网络控制及焊接过程模糊控制的发展。
3.2发展方向为自动化柔性生产系统
就当前而言,各大汽车生产厂家广泛采取的形式就是自动化柔性生产系统。由于工业机器人的灵活性与自动化被大规模应用在汽车生产中,使用的主要是弧焊机器人、六自由度点机器人,而且机器人具备着焊钳储存库,能够按照不同的焊装部位要求亦或是焊装产品进行变更,从储存库中自动抓换需要的焊钳。传输装置逐步发展成为无人驾驶且柔性化的导向感性小车。许多焊接研究机构均在致力于研究将焊接技术与电、机、光激素密切结合起来,以此切实实现焊接的柔性化及精确化,是促进焊接自动化水平提高的有效途径。各类焊接机械设备与数控技术的结合,可以提高焊接的质量控制水品及柔性化水平,是目前一个重要的研究方向。
3.3信息技术及计算机技术是必要基础
随着信息技术及计算机技术在工业领域的普遍应用,传统的焊接生产方式实现了向“精量化”制造方式的可靠转变。基于对实际建模机器人焊接过程的模拟仿真技术,提供了机器人、夹具、工件焊枪姿态的三维信息,在焊接夹具设计、工艺参数优化和焊接过程策划等环节得到大量应用,对准确获取焊接位置信息、现场测试时间缩短和加快编制焊接程序等,具备着十分重要的应用价值。另外,仿真技术在焊后及评估的变形与应力预测中,同样也得以应用。在设计新车型的阶段,可以综合性的考虑多种材料的冲击性能、疲劳性能及连接方式,通过仿真接头来进行适用性评价。
4.结束语
总而言之,汽车焊接技术的大力发展,各种新设备、新工艺、新技术及新材料的应用,必然能够促进汽车工业的进步,进而使汽车制造业取得突破性的进展。
参考文献:
[1]王治富.汽车焊接技术发展现状与展望[J].焊接,2011(9).
[2]张晶.先进焊接技术发展现状与趋势[J].科技视界,2012(30).