海洋平台9Ni钢手工氩弧焊和全自动氩弧焊工艺研究及对比

9Ni钢在LNG储存和运输设备上有大量的使用经验,但在海洋平台低温高压并兼有耐蚀要求的工艺管线焊接中却鲜有应用。文中针对9Ni钢在海洋平台高压、低温、耐蚀工艺管线中的使用开发了手工氩弧焊和全自动氩弧焊2种焊接工艺,对2种焊接工艺获得的焊接接头开展相关力学性能及腐蚀性能测试,均满足技术要求。全自动氩弧焊焊接效率高,线能量较低,焊工劳动强度低,适用于预制口的焊接;手工氩弧焊操作灵活,适用于海洋平台现场口的焊接。

钨极氩弧焊与激光熔覆修复的K403镍基高温合金导向器叶片组织与性能

K403镍基高温合金具有优异的室温和高温综合性能,广泛用于航空发动机涡轮叶片及导向器的制造。针对涡轮叶片长期服役于复杂工况产生的裂纹缺陷等问题,本工作先对钨极氩弧(tungsten inert gas,TIG)焊和激光熔覆两种工艺修复后的组织与拉伸性能展开对比分析,而后使用激光熔覆工艺修复叶片,并进行无损检测。利用OM、SEM观察微观组织、断口形貌,利用EDS进行相的成分分析。结果表明:TIG焊修复工艺在修复界面区附近易产生微裂纹缺陷,主要碳化物相和低熔点共晶组织引起;激光熔覆工艺修复区域的晶粒与组织更加均匀,微裂纹缺陷更易得到控制;激光熔覆工艺修复的试样综合力学性能明显高于TIG焊修复工艺的试样,且激光熔覆工艺具有较好的工艺稳定性,TIG焊修复工艺的室温拉伸强度为K403母材强度的69.22%,激光熔覆修复工艺室温抗拉强度达到了母材的87.44%,断口形貌显示修复区域的室温拉伸断口呈现出混合断裂特征,高温拉伸断口呈现出沿晶断裂的特征。修复区域的微裂纹、局部液相不足缺陷和碳化物是拉伸断裂的主要原因。激光熔覆修复工艺具有热源集中、热影响区小的优势,能够有效抑制修复区缺陷并细化微观组织,在叶片修复方面具有更大优势。使用激光熔覆修复工艺完成了叶片试车过程产生的边缘板裂纹损伤修复,经过荧光检测及煤油-白垩检测,满足相关使用要求。

G115钢窄间隙自动氩弧焊焊接接头的组织与性能研究

采用窄间隙自动氩弧焊机焊接G115大口径厚壁管,借助金相显微镜对焊接接头的显微组织进行观察,应用拉伸、弯曲、冲击、硬度和残余应力测试等方法对接头的力学性能进行试验分析。结果表明:窄间隙氩弧焊接头显微组织均为回火马氏体,热影响区未发现显微裂纹缺陷,热影响区宽度仅为1.7mm。焊接接头强度性能良好,弯曲试验满足标准要求,冲击试验结果优良,最高硬度值249HV满足标准要求,焊接接头中残余应力的最大值位于焊缝中心,拉应力为278MPa,是母材屈服强度的52%。本研究的全位置窄间隙自动氩弧焊工艺,为G115钢的工程化应用奠定了坚实的技术基础。

钨极氩弧焊焊接粉末冶金高铬铸铁/低碳钢的焊接性能及组织演变

以粉末冶金高铬铸铁和低碳钢为原材料,采用多道次手工钨极氩弧焊,研究了焊接电流对焊缝组织演变和力学性能的影响,提出了焊接接头组织演化模型,并探讨了其断裂机理。结果表明,焊接接头的抗拉强度在焊接电流为140 A时达到538.1MPa,分别是烧结高铬铸铁和低碳钢抗拉强度的95.3%和97.4%。由于二次回火和合金元素扩散/偏析的作用,焊接接头的显微硬度在水平方向上由高铬铸铁一侧向低碳钢一侧逐渐降低,而在垂直方向则呈M形分布。当焊接电流为140 A时,焊缝的熔合区主要由奥氏体和回火马氏体组成,在熔合区与低碳钢母材之间存在一个单一奥氏体柱状晶区;在熔合区与烧结高铬铸铁母材之间,存在一个柱状高铬铸铁区域,该区域的碳化物为粗糙树枝状,沿基体晶界分布。

氩弧焊特殊过程确认中工艺样件的选择与设计

针对氩弧焊特殊过程确认中工艺样件的选择与设计,阐述了建立特殊过程管理的企业标准,制订工艺样件的选择与设计原则,开展工艺样件的设计、制作和检测,使氩弧焊特殊过程能力得到确认,保持氩弧焊特殊过程能力,从而保证氩弧焊的焊接质量和产品质量。

钨极氩弧焊焊接对ZrTiNb合金焊接组织和力学性能的影响

锆合金因其优良的耐腐蚀性能,常用于制造核工业器件,受到研究者广泛关注。采用钨极氩弧焊作为焊接方法,使用ZrTiNb合金作为焊接材料,分别焊接了5、10、20 mm 3种尺寸的焊样。所得焊接接头焊缝区微观组织为粗大的片层集束和少量的篮网状魏氏组织,组织形态与冷却速率相关;熔合区微观组织为较小的魏氏体晶粒,其与热影响区存在明显的分界线;热影响区微观组织为不规则锯齿状等轴α相晶粒;母材区微观组织为铸态α等轴晶粒。随着焊缝距离增加,晶粒尺寸呈现递减趋势。对焊缝进行了力学性能测试,结果表明,随着试样厚度增加,其塑性延伸强度、抗拉强度呈现先增加后下降的趋势,并在20 mm的厚度下出现明显下降。10、20 mm样品断后伸长率与断面收缩率相对于5 mm试样呈现增加的趋势,但10 mm和20 mm样品性能相近。

S31803双相不锈钢氩弧焊的工艺研究

为了保证双相不锈钢焊接后焊缝、热影响区及母材的性能,特别是铁素体的含量、化学成分和耐腐蚀性能,满足标准和规范要求,文中对S31803双相不锈钢的化学成分、力学性能及母材焊接性进行分析,采用钨极氩弧焊进行焊接,热输入控制在0.5~2.5 kJ/mm,并通过控制层间温度、预热及焊接材料的选择,完成双相不锈钢氩弧焊工艺评定,得到了焊接性能优良的焊接接头。

钴基焊丝氩弧焊K438合金接头组织与性能研究

针对某型燃气轮机动力涡轮转子叶片的磨损修复要求,采用与K438铸造镍基高温合金热物理性质匹配、相容性良好的钴基焊丝为堆焊材料,开展氩弧焊工艺研究,通过改变预热温度、堆焊轨迹来探究解决高Al、Ti高温合金熔焊时开裂的新方法。研究表明,预热与垂直于焊接方向前后摆动组合的工艺可制备无裂纹的对接接头。制备的无裂纹接头表面成形良好,堆焊区与基材冶金结合良好,钴基基体组织上弥散分布着富Cr的条状M_(2)3C_(6)、花瓣状的W元素固溶强化产物、富Cr的异形M_(6)C等形态各异的相。此外,接头热影响区出现了硬化现象,硬度最高值可达462 HV0.5,堆焊区硬度约263 HV0.5,接头平均抗拉强度472 MPa,为母材的53%。

ZTC4钛合金精铸件铸造缺陷的氩弧焊补焊工艺研究

铸造钛合金比重小、比强度高、高低温力学性能好,是一种优良的铸件结构材料,广泛用于航空航天用发动机关键部件和飞机机身结构件的制造。但在ZTC4钛合金整体精铸铸件中存在气孔、夹杂、裂纹等诸多缺陷,且在热等静压后存在需补焊凹陷。故研究钛合金精铸件铸造缺陷的氩弧焊补焊排除技术有重要意义。通过焊接工艺试验,优化焊接工艺参数和焊前-焊后热处理工艺,调整焊缝的组织和应力状态,确定最佳焊接工艺参数,以避免在焊缝凝固过程形成较大的应力集中。结果表明:补焊次数对接头的室温拉伸和冲击性能的影响不大,焊前预热和焊后热处理可以有效地降低焊接接头残余应力,防止补焊裂纹的出现。

基于熔池图像的304不锈钢焊管氩弧焊钨针损耗检测

钨极氩弧焊(TIG焊)是目前大部分不锈钢焊管制管企业采用的焊接工艺。该种工艺通常使用钨针作为电极材料,正常的钨针顶部一般为尖锥形,而随着焊接的进行,钨针针尖会逐渐产生烧损,烧损后的钨针会对焊缝的成型造成极大的影响,极易产生焊洞、咬边、漏焊等缺陷。该文通过分析氩弧焊焊接图像中的熔池轮廓模型及图像信息,发现熔池宽度与焊接电流、钨针损耗之间的联系,提出一种基于熔池轮廓的钨针损耗检测方法,通过实验证明,该文所提出的通过熔池宽度的变化检测钨针损耗的方法具有较好的准确性和可行性。

镍基焊丝氩弧焊K438合金接头组织与性能研究

针对某型燃气轮机动力涡轮转子叶片磨损失效要求,通过钨极氩弧焊制备了无裂纹的K438接头,分析了K438接头的显微组织和力学性能。结果表明,接头成形美观、无裂纹,堆焊区组织中γ基固溶体上弥散分布着富Cr的柱状、颗粒状、树状等形态各异的M_(23)C_(6)和M_(6)C白色相,结合线硬度达452 HV0.5,堆焊区硬度约278 HV0.5,接头平均抗拉强度403.3 MPa,接头断裂于堆焊区,断裂形式为脆性和韧性混合断裂。

石化管件氩弧焊机器人自适应智能焊接应用分析

【目的】旨在解决石化管件焊口偏差较大、机器人编程繁琐、自动焊打底成形困难等问题。【方法】首先,以低负载六轴氩弧焊工业机器人为主体,配备了激光视觉传感器、熔池视觉传感器、主控计算机等外围先进设备,搭建了氩弧焊机器人工作站。其次,开发了基于模型驱动的离线编程焊接系统,对系统相关层级关键模块的控制原理、建立方式开展了技术分析。最后,以预制现场水平转动焊口的碳钢石化管件为例,在规定的装配间隙和错边量范围内,开展了氩弧焊机器人自适应智能焊接工艺试验,检测了焊件的力学性能和微观组织。【结果】当装配间隙控制在0~2.50 mm之间,错边量控制在0~2.0 mm范围内时,在基于模型驱动的离线编程焊接控制系统中,利用焊接工艺数据库、激光视觉跟踪和焊道规划等关键模块完成了石化管件氩弧焊机器人自适应智能焊接工艺试验,所焊试件的力学性能、微观组织均满足标准要求。【结论】开发了一种水平转动焊口氩弧焊机器人自适应智能焊接技术,解决了石化管件自动焊打底成形困难和机器人编程繁琐等问题,为行业内非标石化管件高效化、智能化焊接落地应用提供技术借鉴。

R60702锆钨极氩弧焊焊接工艺研究

本文介绍了R60702锆材料的特性,对锆材料进行焊接性分析,简述了锆材料焊接的影响因素以及锆焊接接头表面颜色的要求。焊接试验采用13.5mm的R60702锆板,焊接方法为钨极氩弧焊,进行焊态、550℃热处理态以及620℃热处理态的焊接试板理化性能试验。试验结果表明,焊态和热处理态的抗拉强度及弯曲试验均能满足标准要求,但热处理态的焊接接头的抗拉强度有一定程度的下降。本文试验对焊缝及焊接热影响区进行了硬度及微观金相分析,焊缝组织及热影响区组织为α′相(锆的马氏体相),这导致焊缝及热影响区硬度升高。

双人双面对称手工氩弧焊操作技术在核电蒸馏液监测槽上的应用

不锈钢薄板焊接时,极易出现焊后变形大等典型问题。本文着重介绍了核电蒸馏液监测槽不锈钢薄板对接焊时,通过对操作方法的改进,采用双人双面对称手工氩弧焊的焊接方式,并通过焊接规范调节,实现了对焊接变形的有效控制,同时避免了未接透、烧穿、塌陷等缺陷的产生,显著提高了产品焊接质量。

镍材钨极氩弧焊技术应用总结

根据工业纯镍的焊接工艺特点及容易产生的焊接缺陷,结合实际焊接操作经验,总结了手工钨极氩弧焊的一些技巧,完善了工业纯镍的氩弧焊焊接技术。

工业钛管(TA2)钨极氩弧焊焊接工艺研究

为掌握钛管焊接工艺,助力金属钛在化工管道领域的广泛应用,山东能源集团建工集团有限公司三十七处采用GTAW(氩弧焊)“三通”全保护多层多道焊接方法、依据《钛和锆管道施工及验收规范》(SH/T3502-2021)等开展了工业钛管(TA2)钨极氩弧焊焊接工艺研究,包括钛管及焊丝、焊机、气体保护罩等试验材料及焊接工具选择,坡口选择、焊前清理、钛管装配、钛管保护等焊前准备工作方法,Φ219mm×8mm钛管、Φ108mm×2mm钛管焊接工艺参数确定,以及焊接试件送检和焊接工艺评定检验项目制定。所焊钛管试样焊接质量检验(外观检查、无损检测、弯曲和拉伸试验)结果显示,GTAW“三通”全保护多层多道焊接获得的钛管焊缝外观良好、无颜色变化,达GB/T3323.1-2019Ⅱ级要求,塑韧性良好、抗拉强度符合要求,满足化工行业钛管安装焊接质量要求。

大型液化气船氩弧焊充氩作业流程

本文深入探讨了大型液化气船不锈钢管氩弧焊焊接工艺的核心要求,对氩弧焊充氩作业的具体流程进行了细致研究,并详细阐述液化气船氩弧焊充氩作业流程中关键要点。通过对充氩作业流程的系统性分析和研究,旨在确保不锈钢管对接焊接的有效性,解决当前存在的氩弧焊充氩作业流程不明确、充氩质量难以控制的问题,此举不仅提高了充氩的可靠性,还显著减少因充氩作业不当导致的焊接缺陷,为液化气体船的快速、高质量建造奠定了坚实的基础。

30CrMnSiA钢钨极脉冲氩弧焊层间气孔缺陷控制研究

针对5 mm厚30CrMnSiA管U形坡口对接焊,为解决焊缝机械加工后表面裸露链状气孔问题,采用钨极脉冲氩弧焊方法,研究了不同气体流量、焊接电流、焊接层数及层间间歇时间对焊缝层间气孔的影响。结果表明:在送丝速度及转胎速度与焊接电流匹配的条件下,采用10,12 L∕min氩气流量、3层焊接及3~5 min的层间间歇时间可以有效避免焊缝机械加工后表面裸露链状气孔问题。

热处理对12Cr1MoV钢自动氩弧焊接头影响的分析

为了明确不同的焊后热处理工艺在制造过程中的作用,通过组织观察、硬度测试、拉伸试验、室温冲击试验等方法,分析热处理对12Cr1MoV低合金钢自动氩弧焊接头性能的影响。分析结果表明,焊后消氢处理与焊后未热处理相比,接头热影响区维氏硬度(HV0.2)平均降低10左右。焊后热处理与焊后未热处理相比,接头硬度变化明显,各区域硬度大幅减小,热影响区维氏硬度(HV0.2)降低10左右,母材区维氏硬度(HV0.2)降低20。进行焊后热处理后,接头焊缝的韧性提高62J,热影响区的韧性提高78J。通过分析确认,焊后热处理相比焊后消氢处理对焊接接头性能的提高更为有利。

Q235钢上钨极氩弧焊不锈钢堆焊技术研究

本文基于全国职业院校技能大赛焊接技术赛项比赛模块,研究了Q235钢上钨极氩弧焊不锈钢堆焊技术难题,针对堆焊时产生的变形过大、焊缝易发蓝、易氧化、焊缝宽窄难以控制等问题,经实践提出解决问题的措施。可为从事堆焊的相关技术人员提供参考,具有一定的推广价值。