1. Аннотация фона
Требования к сборке трубопроводов в морской машиностроительной и нефтехимической промышленности относительно высоки, а объем работ относительно велик. Используется традиционная ручная основа для сварки TIG, а также наполнитель и покрытие для сварки MIG, но качество и эффективность не идеальны. В этом документе используется новый сварочный процесс - высокоэффективная сварка TIG с горячей проволокой для обеспечения сварки основания TIG, заполняющей сварки и покрывающей сварки, а также достигается высокоэффективный метод сварки MIG, заменяющий традиционный метод. Благодаря этому эксперименту механические свойства исследования оказались эффективными и были успешно использованы в промышленности.
Цель исследования
В настоящее время традиционный процесс сварки использует ручную сварку TIG для основания, ручную сварку или сварку MIG, сварку под флюсом и другие многопроцессные методы заполнения и покрытия для повышения эффективности сварки. Однако эти методы заполнения и покрытия нелегко обеспечить автоматическую сварку, они не подходят для труб различного диаметра, относительно легко создают дефекты сварки, а качество сварки ограничивается уровнем работы рабочих.
По сравнению с обычной сваркой TIG, сварка TIG с горячей проволокой добавляет отдельный источник питания горячей проволоки для предварительного нагрева сварочной проволоки на основе традиционной холодной проволоки и увеличивает скорость плавления сварочной проволоки без изменения энергии сварочной линии. Таким образом, сварочной дуге требуется лишь небольшое количество энергии для плавления сварочной проволоки, что повышает эффективность сварочного производства.
Высокоэффективная сварка TIG с горячей проволокой более чем в 5 раз более эффективна, чем обычная TIG, сравнима со скоростью сварки MIG, а скорость наплавки увеличивается с 0,3 ~ 0,5 кг/ч до 2 ~ 4 кг/ч. Отечественная технология TIG горячей проволокой находится в стадии застоя и далека от достижения эффективной и качественной сварки. Эффективность зарубежного процесса сварки TIG с горячей проволокой существенно не улучшилась и не может достичь эффективности сварки MIG. Поэтому особенно актуально и важно разработать эффективный процесс сварки TIG горячей проволокой.
3.1 Экспериментальные материалы
Исходным материалом экспериментальной трубы является сталь Q235-A толщиной 12 мм и внешним диаметром 108 мм. Химический состав приведен в таблице 1. Предел прочности стали Q235-A составляет σв=482МПа, предел текучести σs=235МПа, относительное удлинение δ=26%. Используется сварочная проволока H08Mn2Si диаметром 1,2 мм. Химический состав приведен в таблице 1. Предел прочности сварочной проволоки H08Mn2Si составляет σв≥500 МПа, предел текучести σs≥420МПа, удлинение δ≥22%.
Сварочное оборудование Xinfa отличается высоким качеством и низкой ценой. Для получения подробной информации посетите:Производители сварочных и режущих станков - Китайские фабрики и поставщики сварочных и режущих станков (xinfatools.com)
3.2 Экспериментальный метод
В испытаниях использовалась высокоэффективная система сварки TIG с горячей проволокой открытого типа KB370, многофункциональный источник сварочного тока PHOENIX-521 и источник питания с горячей проволокой Sharp Arc-200. Использовался процесс сварки TIG с горячей проволокой, принципиальная схема соединения показана на рисунке 2.
Рисунок 1. Высокоэффективная система сварки горячей проволокой типа хомута для труб KB370.
Рисунок 2. Принципиальная схема соединения.
Перед сваркой внутренняя и внешняя канавка образца трубы шлифуется и удаляется ржавчина на расстоянии около 25 мм. Перед пробной сваркой образец трубы фиксируется точечной сваркой. Достаточно трехточечной точечной сварки. Перекос контролируется в пределах 1,5 мм, зазора нет.
3.3. Результаты экспериментов
После сварки образцов труб их сначала подвергали рентгеновской дефектоскопии, и все они прошли I уровень. В других экспериментах использовались макроскопические металлографические, микроскопические металлографические и механические испытания свойств, как показано на рисунках 3, 4, 5, 6 и в таблице 3 соответственно. На рисунках 3 и 4 наглядно видна морфология трехслойного шва, изменения организационной структуры, небольшая зона термического влияния шва, отсутствие пор и трещин. В Таблице 3 показано, что все сварные швы в области основного материала были разорваны, а положительный изгиб и обратный изгиб соответствовали требованиям стандарта GB/T14452-93. Как видно из таблицы 4, сделаны следующие выводы:
Рисунок 3. Микроструктура основного металла, зоны термического влияния и сечения сварного шва.
Рисунок 4. Макроскопическая металлографическая структура поперечного сечения шва.
Рисунок 5. Испытание на растяжение
(а) Положительный изгиб
(б) Прогиб назад
Высокоэффективная сварка TIG с горячей проволокой позволяет добиться качества сварки TIG и скорости сварки MAG, но сварка MAG имеет такие недостатки, как большое количество брызг, сильная дуга, большая пористость, большая энергия линии и большой объем шлифования. Хотя эффективность наплавки высока, она, очевидно, не так стабильна и надежна, как сварка TIG при высоких требованиях к качеству. Комплексная эффективность высокоэффективной сварки TIG горячей проволокой эквивалентна сварке MAG или немного выше;
Высокоэффективная сварка TIG с горячей проволокой и традиционная сварка TIG с холодной проволокой повышают общую эффективность в 5–10 раз.
4. Экспериментальное заключение
4.1 Сварка TIG горячей проволокой позволяет получить сварной шов с бездефектной поверхностью и хорошей формой;
4.2 Скорость подачи проволоки при сварке TIG горячей проволокой достигает 5 м/мин, до 6,5 м/мин, а скорость плавления может достигать 3,5 кг/ч, что значительно повышает эффективность производства;
4.3 Разрушение при растяжении сварных швов TIG горячей проволокой происходит в основном материале, что улучшает характеристики соединения;
4.4 Высокоэффективная сварка TIG горячей проволокой действительно обеспечивает качество сварки TIG и скорость сварки MIG.
5. Зрелые области применения и перспективы рынка.
После почти двух лет продвижения на рынке и применения, мы в настоящее время широко используются в морской технике, газе, приборостроении, нефтехимии и контейнерах.
Высокоэффективный процесс сварки TIG горячей проволокой подходит не только для углеродистой, но и для легированной стали, нержавеющей стали, дуплексной стали, сплавов на основе никеля и других материалов (эксперименты на различных материалах показали, что, особенно на дуплексной стали В процессе сварки в морском машиностроении и других отраслях высокоэффективная сварка TIG с горячей проволокой действительно имеет несравненные преимущества). Он нарушил монополию иностранной сварки TIG с горячей проволокой в Китае, и ее эффективность в 1,5-2 раза выше, чем у иностранных сварочных аппаратов с горячей проволокой по сравнению с иностранными брендами.
Эта технология заполняет пробел в сварке сборных трубопроводов, представляет собой инновационный технологический продукт, подходящий для национальных условий Китая, и является прорывной инновацией в отрасли заводского изготовления трубопроводов. Он может полностью заменить существующий традиционный процесс заполнения TIG + MAG и двойного композитного покрытия, избавляя пользователей от повторной покупки оборудования и представляет собой действительно многофункциональную и многоцелевую систему предварительной сварки трубопровода. Сварочная система с этой технологией в качестве основного процесса в настоящее время также применяется в интеллектуальной системе заводского изготовления трубопроводов, и перспективы рынка широки.
Время публикации: 27 августа 2024 г.
