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厚壁304不锈钢管A-TIG焊接工艺探讨 

发布时间:2021-07-21


安装管道时,常规焊接方法焊接的焊缝有15%-30%存在焊缝缺陷,必须进行修补。即使采用全自动焊接技术,缺陷也是不可避免的。如何改进管道全位置焊接工艺,保证高质量的焊接接头,一直是管道全位置焊接中亟待解决的问题。另外,焊接壁厚2mm以上的管接头时,常规焊接方法必须先开坡口,用氩弧焊打底,然后熔化焊丝填满坡口。由于形成焊缝的条件不断变化,焊缝区域容易产生缺陷。近年来,A-TIG焊接方法已成为工业生产中的一个重要应用领域。 Savitsky 等人研究了管道接头的全位置主动焊接技术。兰州理工大学研发的A-TIG焊接活化剂,在同等焊接条件下,可达到常规TIG焊的2-3倍熔深,对于壁厚小于12mm的不锈钢和碳钢的对接焊,可实现无倒角焊接一次完成,可单面焊接和双面成型。本研究在管道焊接蓄热分析和熔池应力状态分析的基础上,将主动焊接方法应用于不锈钢管的平板焊接,对焊接性进行了研究。

1 测试方法

焊接材料为304不锈钢管,规格为45mmx8mm。焊接前将304不锈钢管的对接端剪整齐,居中、拧紧、固定无缝隙。焊接时,取适量我企业研制的不锈钢活化剂粉末,放入烧杯中,加丙酮调成糊状,然后用刷子均匀涂抹在304不锈钢焊缝中间。钢管。活化剂用完后允许修理和焊接。304不锈钢管用氩气保护。将304不锈钢管置于HGT-3精密焊接台上并水平旋转。电焊机采用苏州工业园区华煌科技有限企业提供的全中文全自动TIG管焊机,焊机配备数字控制系统和优化的分区系统,每个程序最多可分为16个部分。减缓段间电流上升,减缓过程控制功能。

2 焊接参数

测试采用直流连接,铈钨电极直径为2.4mm。尖角,喷嘴直径11mm,保护气为纯氢气,纯度99.99%,气体流量10-15 L/min,管内保护气为氩气,纯度99.99%。流量1-2 L/min,弧长1-3 mm。

奥氏体不锈钢的导热系数和线膨胀系数与低碳、低合金钢有明显差异,熔池流动性较差。焊接电流应逐渐减小,同时考虑熔池对焊缝形成的受力状态。将304不锈钢管固定在工作台上,固定焊枪,方向与304不锈钢管轴线垂直,位于管子2点钟位置。以逆时针方向保持恒定速度。焊接参数见表1。

3 焊接结果

焊接结果见如图1。焊缝外表面平坦,焊缝中间有一浅槽,这与A-TIC焊接时熔池的流动有关。在A-TIG焊接中,熔池中的液态金属从外围流向内部,中间的金属流向焊缝底部形成坡口。焊接覆盖表面。焊缝内表面形成均匀,焊缝内部残余高度小于1.5mm。当焊机置于12点钟位置时,当304不锈钢管旋转时,熔池重力的切向分量大于熔池的表面张力,熔池中的液态金属熔池流动向下,导致焊缝成形不良和焊道隆起。容易做到。焊工在两点位置时,焊缝成形主要受电弧力、电磁力和表面张力的影响,对焊缝成形影响不大,重力和管壁对熔池的承载力为均衡。焊接参数调整方便,焊接工艺范围更广。

4 焊缝检查

4.1 X线检查

焊缝按GB/T 12605-90 《钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级》的有关规定进行检验。经检查,焊缝无裂纹、附着力差、熔深、气孔等缺陷,质量达到级。

4.2 焊接接头拉伸试验

如样本如图2所示,焊接接头的拉伸试验方法按GB2651-89的有关规定进行。样品尺寸为170mmx15mmx8mm。表2显示了焊接接头的拉伸试样数据。

从表2可以看出,304不锈钢管的抗拉强度高于520MPa的标准要求。焊件裂纹全部发生在304不锈钢管内表面热影响区附近,这与304不锈钢管焊后残余焊接应力分布有关。 304不锈钢管外表面受残余压应力,内表面受残余拉应力。

拉伸时,304不锈钢管外表面的残余压应力抵消拉伸时的应力,304不锈钢管内表面的残余拉应力与拉应力重叠,使内表面受拉。应力越高,热影响区的抗拉强度越弱,在膨胀和收缩过程中,内表面的热影响区首先出现裂纹。

4.3 焊接接头弯曲试验

典型的焊接接头弯曲试样见如图3,试样尺寸为200mmx15mmx8mm。试验结果表明,焊接接头内外表面均无裂纹,弯曲角度为150,表明该焊件具有良好的弯曲性能,能承受较小弯曲半径的单次弯曲变形。热解。

4.4 焊接接头压扁试验

压扁试验是304不锈钢管在承受单向压缩载荷时发生的一种力学性能,它通过管体的径向压缩来评价管子的径向变形抗力,即延展性和变形抗力。焊缝压缩样品可在如图4 获取。试样的形状和尺寸必须符合GB2649的有关规定。向下压力大于管子内径的1/3,压扁试验后未发现裂纹,说明焊接接头具有良好的径向变形能力。

5. 结论

采用不锈钢活化剂对8mm厚304不锈钢管进行水平焊接工艺试验,制定最佳焊接工艺参数。采用这种方法,焊件之间没有间隙,没有断裂,一次熔透,可以在两侧形成单面焊缝。使用活化剂后获得良好结合的主要原因是活化剂改变了熔融金属的表面张力梯度,使熔融金属中的液态金属从中心流向边缘,从边缘流动。另外,减少焊缝的整体热输入,减少焊道层数,形成优良的焊缝。打破了管道焊接的传统焊接工艺,为管道焊接提供了一种高效、低成本、低成本的焊接方法。可焊性检查表明焊缝外表面平整,内表面平整,焊缝内筋小于1.5mm,焊缝进行X射线探伤、拉伸试验、弯曲试验和接头压扁试验。


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