电气贯穿件筒体组件钨极氩弧自动焊工艺开发

电气贯穿件筒体组件在以往生产过程中均采用氩电联合或全氩弧的手工焊接方式进行生产,该工艺对焊接人员技能水平要求高、焊接生产效率低,易成为产线瓶颈工序,影响产能的进一步提升。因此文中开发了一种适用电气贯穿件筒体组件的自动焊工艺,可实现筒体组件的自动焊接,将为产品提质增效提供良好的技术支撑。其焊接系统主要由工业机器人、焊接电源、激光跟踪、PLC控制系统及焊接工装等组成。依托该焊接系统,开展了焊接工艺试验,并对焊接接头进行拉伸、弯曲、化学分析、金相分析等一系列试验,结果显示焊缝各项性能指标均符合行业标准要求。在投入正式产品焊接前进行了模拟件试制,焊缝无损检测结果均合格,正式产品生产过程中,焊后合格率达96.67%,焊接质量稳定,提高了焊接生产效率,实现了电气贯穿件筒体组件的自动焊接。

埋弧自动焊与热切割多用途工作平台的创新设计与制作

对埋弧自动焊与热切割多用途工作平台进行创新设计与自主制作,使得焊接和热切割作业能在一个平台内交替进行,并在焊接培训、教学和技能鉴定等项目中进行了实际应用,效果良好。埋弧自动焊与热切割多用途工作平台实现了实用性、灵活性、经济性、安全性和人性化的完美结合,可以满足目前所有埋弧自动焊焊接和热切割工作竞赛、培训、学习、职业资格等级鉴定项目的需求。

大坡度X70管线钢全自动焊内根焊接头组织与性能

【目的】国内山区管道焊接不可避免,目前内焊机仅用于坡度小于12°管道焊接。旨在为验证新开发的内焊机在坡度25°的适用性,为大坡度X70管线钢全自动内根焊工艺的制定提供理论指导。【方法】文中采用内焊机根焊,外焊机热焊、填充和盖面的全自动焊工艺对坡度25°X70管线钢进行焊接。焊后采用扫描电镜(SEM)和背散射电子衍射(EBSD)对母材、焊缝和热影响区组织进行观察,测试接头拉伸、弯曲、硬度、冲击、刻槽锤断等力学性能。【结果】平焊、立焊和仰焊的焊缝横截面成形一致。母材组织主要是针状铁素体和板条贝氏体。焊缝和热影响区组织主要是铁素体和贝氏体,但不同焊层的铁素体和贝氏体形态不同。母材和焊缝晶界之间以大角度晶界为主,应变主要集中在大角度晶界处。接头抗拉强度高于570 MPa;弯曲试样无裂纹出现;硬度小于400 HV10;冲击吸收能量较高,且熔合线>热影响区>焊缝;刻槽锤断断裂面无未焊透、气孔、夹渣、未熔合等缺陷。【结论】接头焊缝成形好、各项力学性能满足标准要求,新开发的内焊机可用于坡度25°X70管线钢焊接。

X80M钢管道全自动焊接接头裂纹尖端张开位移差异性

针对不同预热条件下X80M钢管道全自动焊接接头,开展了裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)的差异性研究.采用单边缺口3点弯曲试样进行CTOD试验,按照GB/T21143-2014标准和ISO15653-2018标准推荐的公式分别进行CTOD值的计算.结果表明,两种计算公式结果不同,采用ISO 15653-2018标准推荐公式计算CTOD值结果与GB/T21143-2014标准相比平均偏高35%,差异出现的原因是两种标准的修正方式侧重点不同,即GB/T21143-2014标准针对裂纹长度变化进行修正,而ISO15653-2018标准针对测试温度的影响进行修正.预热温度为80℃的接头试样CTOD值整体较低,其中按GB/T21143-2014标准计算有3个试样低于标准,最低为0.16 mm,按ISO 15653-2018标准计算有1个试样低于标准,最低为0.20 mm;预热温度为120℃时,所有试样在两种标准下计算的CTOD值均满足标准要求,焊接接头断裂韧性更好.相同预热条件下,熔合区试样CTOD值整体高于焊缝区试样,且CTOD最大值均出现于熔合区,具有较好的断裂韧性,熔合区CTOD值受组织不均匀性的影响,不同位置间存在较大差异,存在性能的不均匀性.

基于内根焊的X80钢管道全自动焊接接头组织与性能

【目的】在X80钢管道全自动焊接过程中,改变预热温度对焊接接头的组织与力学性能具有一定影响。该文系统地研究了严寒条件(-30℃)、预热80℃及预热120℃对X80钢管道内根焊全自动焊接接头的组织和力学性能的影响规律。【方法】通过光学显微镜(OM)及扫描电子显微镜(SEM)对接头的显微组织进行观察,并从拉伸试验、冲击试验、弯曲试验及硬度测试等方面对不同预热条件下的焊缝进行了力学性能的表征。【结果】结果表明,焊接接头显微组织主要由柱状晶组成,还有少量的等轴晶,预热温度的提高减小了显微组织中柱状晶的尺寸,强度和冲击韧性差异较小,不同预热温度下进行拉伸的试样均在母材处断裂;弯曲试验中预热80℃下局部出现最大为0.6 mm的裂纹,预热120℃的试样均未出现裂纹和其他缺陷。【结论】接头的硬度随着预热温度的提高呈现减小趋势;在低温环境下,预热是获得综合性能良好的焊接接头有效措施,在120℃预热条件下接头性能最佳。

抽水蓄能电站压力钢管纵缝埋弧自动焊焊接变形控制措施

针对抽蓄电站压力钢管纵缝埋弧自动焊的焊接变形问题,以内蒙古芝瑞抽水蓄能电站钢管加工为例,总结归纳了焊接变形的原因和危害,论述分析了焊缝焊接变形控制可采取的相关措施。为后续的钢管制作焊接变形控制提供了有效的方法。

埋弧自动焊的工艺技术分析

阐述埋弧自动焊的焊接方法、工艺技术的特点,探讨高强钢结构埋弧自动焊的焊接案例,控制焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度。

X80管线钢自动焊焊缝冲击能量分配研究

针对X80管线钢实心焊丝自动焊的焊缝金属,采用仪器化冲击试验方法,研究了焊缝金属冲击能量分配和温度敏感性。结果表明,工程常用测试温度(-10℃)条件下,X80管道实心焊丝自动焊的焊缝金属冲击韧性(128~195 J)良好;总冲击吸收能量数据波动显著大于裂纹形成能量,主要原因是裂纹扩展过程吸收能量波动较大引起的;系列温度冲击试验的总吸收能量和裂纹形成能量均具有上平台特征,但裂纹形成能量数据曲线的上平台温度范围(-40~20℃)更大,且随着试验温度升高,裂纹形成能量占比表现出非线性降低特性。长输管道工程设计温度范围(-40~20℃)内,焊缝金属裂纹形成能量测试结果具有温度无关性特征,依据上平台温度试验结果制定验收指标,可能不利于对焊缝金属裂纹萌生的控制,建议进一步开展相关研究,制定焊缝金属起裂韧性指标,从根本上控制焊缝金属裂纹的萌生。

D1219 mm管道山地自动焊系统研制及应用

针对长输管道山地自动焊施工技术难题,研制了D1219 mm柔性内焊机、热煨弯管坡口机、吊管机、焊接工程车等山地系统焊接施工装备;同时试制加长型热煨弯管,满足了热煨弯管与直管自动焊和AUT检测要求。在水平0°和斜30°位置,钢级L555M,D1219 mm×18.4 mm直管与D1219 mm×22 mm加长型热煨弯管组对后,采用山地柔性内焊机、双焊炬自动焊机进行了自动焊工艺试验,无损检测、力学性能试验结果均合格。山地柔性内焊机在川气出川二线山区段进行了工业化应用,实现了从山底到山顶、通过加长型热煨弯管、再从山顶到山底的不留断点连续自动焊的施工。

长输管道自动焊对接环焊缝熔铜裂纹的检测与判定

熔铜裂纹是长输管道自动焊对接环焊缝常见缺陷之一,PAUT(相控阵超声)检测、TOFD(超声衍射时差法)检测、AUT(全自动超声)检测是发现熔铜裂纹的有效检测方式,射线检测对熔铜裂纹的检测具有较大的局限性,可能表现出非典型裂纹特征,甚至无法发现熔铜裂纹。使用各检测方法对熔铜裂纹进行检测试验,结果表明,对于自动焊熔铜裂纹的判定,需结合以上多种检测方法进行准确定性。

储罐9%Ni钢纵缝自动焊接技术应用分析

对比分析目前国内外大型LNG储罐内罐常见的焊接方式及储罐现状,介绍SMAW(Shielded Metal Arc Welding)、FCAW(Flux Cored Arc Welding)及TT焊(TIP-TIG)的优缺点。根据试验发现,TT焊工艺对9%Ni钢焊缝成型好,过渡圆滑、鱼鳞纹规则且余高较小,热影响区宽度小,枝晶分布均匀,焊丝(条)熔敷率高、坡口较多为U型,且通过已在东部沿海某试运行的LNG储罐可知,其试运行稳定,并已投入使用。

5A06铝合金无支撑悬空TIG自动焊工艺

基于悬空TIG自动焊接工艺工程化应用的实际工况背景,采用X光无损检测、金相观察技术分析了焊缝表面成形、焊缝内部及焊漏的质量情况;采用力学试验、扫描电镜测试技术分析了铣除焊漏与未铣除焊漏的常温、低温力学性能和断口形貌;基于试验研究的基础,开展了无支撑悬空TIG工程化应用的验证工作。结果表明,悬空TIG焊漏成形饱满,焊缝内部及焊漏均无焊接缺陷;未铣除焊漏的力学性能比铣除焊漏的焊缝较高,焊漏的存在一定程度上增强了焊缝的力学性能;在常温测试条件下,未铣除焊漏的接头断裂位置位于靠近焊缝的母材区,铣除焊漏的接头断裂位置位于熔合线;在低温测试条件下,2种状态的接头断裂位置位于熔合线,所有焊缝的断口形貌呈现韧性断裂特征;无支撑悬空TIG工程试件的本体取样性能测试结果同试验研究结果一致,工程化应用取得初步进展。

换热管与管板自动焊接技术研究

热交换设备中换热管与管板之间的焊缝质量是整台设备制造的关键技术,以往管与管板采用手工焊接,已不能满足产品大型化及技术升级要求,为升级产品技术,对重要的管与管板焊接技术开展自动焊研究。文章按ASME第Ⅷ-1卷规范要求,通过对操作者进行技能评定,资格授权等最终完成模拟试验件自动焊焊接。试验完成了对管板堆焊,管板及管孔加工,接头自动焊,无损检测及各种工装制作,最终经过管程压力试验,全部合格,无一处泄漏。试验过程对试样的制取,宏观金相检查,接头剪切载荷试验均严格按照ASME规范及工艺方案执行,检测结果符合设计及标准要求。实践证明采用自动焊焊接方法焊接该设备,管与管板接头质量是安全可靠的。

中等口径薄壁管全自动焊技术开发及应用

随着全自动焊技术在高钢级大口径管道上的推广应用,焊接效率与环焊缝质量稳定性不断提高。中等口径薄壁管道因焊接设备、管端不圆度等因素限制,焊接工艺仍以手工焊、半自动焊或手工自动组合焊为主。针对L415M D508×7.1 mm管道开展了全自动焊技术研发,并在中俄东线嫩江支线进行了工程应用。采用0间隙无衬垫的组对方式,配合自动氩弧根焊+实心焊丝自动填充盖面工艺,获得的环焊缝力学性能满足相关标准规范要求。同时,结合中俄东线嫩江支线实践,分析总结了施工工艺和低温环境对中等口径薄壁管全自动焊的影响,提出了在冬季低温环境下确保焊接设备正常运转和保证施工质量的措施。

核电工程智能化焊接装备及自动焊技术概述

为提升核电焊接质量,减少对高技能焊工的依赖和解决焊工资源紧缺问题,文中通过对核电工程大范围自动焊成套设备开发及自动焊工艺及性能、自动焊应用关键技术的研究,实现多种结构、多种材料在核电全场和全建设周期中应用。其包括核岛EM2/EM4/EM9管道、EM7储罐、安全壳钢衬里和不锈钢水池衬里,以及常规岛管道及储罐等领域的自动焊焊接;焊接方法由TIG扩展至(冷丝/热丝)TIG,MIG,MAG,SAW,管道规格及材料类别也实现全范围覆盖,真正实现在核电工程中全面普及自动焊技术的应用,为核电建设推广应用自动焊提供参考和借鉴。自动焊替代传统的手工焊方法,其节约成本、提高焊接质量和施工效率,为在核电厂管道领域推广应用自动焊提供参考和借鉴。

X80管线钢管自动焊环焊接头热影响区韧性分析

针对管径1 219 mm的X80管线钢管,采用内焊机根焊加双焊炬气体保护实心焊丝热焊与填充盖面焊接的全自动焊工艺进行了焊口焊接,并对环焊接头进行了拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、硬度、金相组织等试验研究。结果表明,采用上述全自动焊工艺的环焊接头综合性能良好,但存在环焊接头热影响区冲击韧性离散的现象。微观组织分析结果表明,二次正火区存在较多的M-A组元及二次临界区的链状M-A岛链是造成冲击韧性离散的主要原因,控制小热输入条件下多层多道焊中粗晶区二次热影响区的M-A组元数量和尺寸是解决韧性离散的关键。

超大口径管道埋弧自动焊平衡配重法应用

文中聚焦于某炼化厂高架火炬系统工艺管道埋弧自动焊,旨在确保该装置大口径工艺管道的埋弧焊质量。为达成这一目标,创新性地运用了平衡配重法这一适用于超大口径工艺管道直管+弯头埋弧自动焊技术。从工艺原理来看,平衡配重法基于杠杆平衡原理,巧妙地解决了大口径管道焊接中的难题。在施工要点方面,严格把控各个环节,包括前期预制场准备工作、管道下料、坡口加工及管道组对等;在质量控制方面,严格控制焊接电流、速度、层间温度等各项参数。实践证明,平衡配重法显著提高了工程质量,降低了施工风险,相较于传统焊接方法,不仅缩短了施工工期,还节约了施工成本。此方法为行业内超大口径工艺管道的埋弧自动焊提供了极具价值的借鉴方案,有望推动整个行业焊接技术的发展与进步。

反应堆主冷却剂管道窄间隙自动焊关键控制要素研究

某工程CAP1400堆型的反应堆主冷却剂管道每个环路冷段4道焊口、热段2道焊口,共有6道安装焊口。主冷却剂管道壁厚和直径均比AP1000堆型增大,焊接组对间隙和内错边量要求高,为此,对焊缝收缩量及变形控制提出更高的要求,其精度难以控制。在CAP1400反应堆主冷却剂管道安装过程中,文中应用窄间隙自动焊技术,采用有效的焊接工艺措施,通过过程监控等举措,有效控制了焊接变形,主冷却剂管道一次性焊接完成,各项技术指标均满足技术要求。

“华龙一号”安全壳钢衬里MAG自动焊焊接技术研究

根据“华龙一号”钢衬里焊接施工特点,进行MAG自动焊设备及焊接工艺研究,通过对焊接方法、焊接设备、焊接坡口等的研究和一系列的工艺试验,研究自动焊工艺中各焊接参数对焊接质量的影响。通过工艺参数选择及匹配验证,在最佳的工艺参数范围内,进行工艺评定,对所得焊接接头进行一系列无损和理化试验,分析自动焊焊缝性能和手工焊焊缝性能,验证MAG自动焊工艺应用于核电站安全壳钢衬里筒体现场拼装焊接是可行的。

CAP1400主蒸汽管道自动焊工艺研究

文中通过对CAP1400核电站主蒸汽管道SA-335 Gr.P11焊接性能及焊接工艺进行研究与分析,针对自动焊工艺出现的未熔合、未焊透及背面成形不良等缺陷进行原因分析,从焊接坡口形式、氩气室布置等方面制订有效的自动焊工艺措施,开发出SA-335 Gr.P11管道自动焊的坡口形式及工艺参数,为后续核电工程及其他领域同材质的自动焊提供参考。