水下局部干式焊接排水气罩研究

局部干式焊接是核电水下结构物维修的主要方法之一,排水气罩是局部干式焊接设备的关键部件。设计了排水气罩结构并对罩内气体状态进行了计算机数值仿真,结果表明带镇静气室的环向进气排水效果最佳。通过试验研究了气体流量、焊接速度对排水和焊接效果的影响,试验表明气体流量对于罩内湿度降低速度有显著影响,而焊接速度和摆动速度对其影响不大,合适的焊接参数能够保证水下焊接质量。

水下高压干式焊接电弧的研究现状

主要研究了环境压力对焊接电弧形态、稳定性、电弧电压特性、电弧电流密度、电弧温度、电弧热效率的影响及变化规律。试验是在焊接模拟压力舱中进行的。研究表明,随着环境压力的增加,弧柱压降及电流密度均增加,电弧也更明亮;电弧稳定性随着环境压力的增加而下降。对高压环境下焊接电弧的进一步研究提出了建议。

水下高压局部干式自动焊接试验装置控制系统

研制了一套用于水下高压局部干式自动焊接试验控制系统。此试验系统采用液压作为动力源,可在由排水罩形成的局部干式空间内进行MIG焊接。此系统采用西门子PLC、压力传感器、行程开关、水下摆心传感器等作为其主要的控制部件。由焊接环境控制、液压驱动自动焊机控制和水下摄像三套子系统构成。此系统可以实现在高压有水环境下远程遥控的局部干式自动焊接。结果表明,此焊接试验装置工作稳定,水下焊接焊缝质量良好。这些研究工作为核电厂水下焊接维修奠定基础。

水下干式高压焊接试验系统研究

研制了一种水下高压焊接试验装置。水下高压焊接试验装置由配气储罐、高压试验舱、气体环境检验舱、监控系统等部分组成,控制系统选用PLC,采用PROFIBUS协议,通过WINCC软件实现系统的监控和试验参数的显示、存储、记录。试验结果表明,高压焊接试验装置性能可靠,功能齐全,操作方便,控制与监控功能达到高压焊接试验的设计要求。

水下局部干式GMAW焊接的计算机辅助质量保证系统研究

局部干式焊接是海洋石油、核电等行业水下结构物维修的主要方法之一,其发展趋势是远程控制自动化作业。在创新的核电厂维修水下焊接试验装置的研发基础上,集成弧焊质量分析仪,建立了水下局部干式GMAW焊接计算机辅助焊接质量保证系统。系统对5 m水深304不锈钢脉冲MIG焊接电流和电弧电压波形进行采集和统计分析,获得了外观良好的焊缝。实验结果表明:水下焊接试验装置可以用来模拟30 m以内水深核电厂的远程控制维修,质量保证系统可以成功地用于水下焊接过程监控。

海底管道干式高压焊接跟踪轨迹的识别

干式高压TIG焊接法是海底输油(气)破损管道修复所用的重要的、焊接质量较高的连接方法,而自动化焊接又是解决潜水员焊接效率低下的有效途径,焊缝跟踪技术则是保证焊接过程正常进行和焊缝质量的关键技术。设计了能克服环境压力影响的CCD图像摄取装置,研究了一套焊缝跟踪路径识别算法。运用直方图均衡化方法强化坡口与非坡口的差别,增加焊缝图像的理解性。提出了以图像灰度最低值拟合成的曲线将整个图像分为两个部分的图像分解法,提高了图像识别目标的焊缝坡口部分所占的比重,有利于二值化阈值的选取。采用基于数学形态学的二值图像边界识别方法分离出焊缝边界,用Hough变换法确定坡口边线位置,最后用图像分解逆过程经合并后识别出坡口所在的位置。所提出的方法组合后抗干扰能力强,计算速度快,为进一步实现自动化焊接奠定了基础。

焊接过程多信息同步采集技术及其在干式高压焊接中的应用

建立了高压环境下焊接过程多信息同步采集系统,开发了具有焊接过程电信号实时显示、数据采集及分析等功能的软件系统.利用该系统对高压环境下的脉冲MIG焊接电弧及熔滴过渡行为进行了研究.结果表明,高压环境下熔滴过渡时机较常压时有所提前,而国外学者提到的反向等离子流现象并未发现对焊接过程产生严重影响.

国外海底管道干式高压遥控焊接技术研究进展

介绍了国内外海底管道干式高压遥控焊接的发展和工程应用。以Statoil公司正在研发的完全遥控的维修焊接系统为重点,分析了焊接系统装备、焊接试验和焊缝性能,并对超深水海底管道套筒焊接和MIG对焊的研究开发情况进行了介绍,为我国海底管道维修技术的进一步提升提供有益的借鉴。

高压空气环境下TIG焊接机器人关键技术

针对渤海湾石油管道的技术特点和项目内容要求，研制出一种在60-100m深的水域完成输油管道的修补作业的水下高压全位置焊接的焊接机器人。使用PPI通信协议，控制系统实现多机工作的协调和管理，解决了对机器人的运动参数的控制和焊接参数的接管控制。采用人机交互系统，实现了对机器人的控制和对焊接状态、场景的监控，同时解决了高压环境下的无人操作自动焊接问题。在0．1MPa，0．3MPa，0．5MPa和0．7MPa压力下，进行16Mn试件的焊接工艺研究，获得良好的单面焊双面成形的效果。试验研究表明，提高焊接机器人的控制水平、采用遥控操作，是解决高压干式焊接的关键技术。

水下焊接计算机辅助质量保证系统

在核电厂维修水下焊接实验装置的研发基础上,集成弧焊质量分析仪,建立了水下局部干式熔化极气体保护焊接计算机辅助焊接质量保证系统.对该系统5 m水深304不锈钢脉冲MIG焊接进行了电流、电弧电压波形采集和统计分析,获得了外观良好的焊缝.实验结果表明,该水下焊接实验装置,可以用来模拟30 m以内水深核电厂的远程控制维修,质量保证系统可以成功地用于水下焊接过程监控之中.

高压焊接试验舱的设计及其关键问题研究

介绍了高压焊接工艺研究试验装置的总体方案 ,重点讨论了高压焊接试验舱的结构设计及其关键问题 ,即基于疲劳分析的本体结构设计、快开锁紧结构设计、安全连锁装置设计等问题。其中 ,快开锁紧结构的设计 ,采用了具有弹性接触的有限元应力分析法。为加工、制造国内第 1套全尺寸高压干式焊接舱奠定了基础。

基于MCGS的高压焊接试验舱测控系统设计

为研究1 500m深水环境下的焊接工艺技术,需要对高压焊接试验舱进行模拟试验。基于MCGS组态技术和PLC控制技术设计了高压焊接试验舱测控系统,实现对试验舱的操舱控制和试验参数的实时采集、监控和处理。模拟实验表明,该系统稳定可靠,操作方便,能够较好的适应试验要求,同时具有良好的可扩展性。

矿用汽车中低合金调质钢的焊接

低合金调质钢凭借自身良好的力学性能在矿用汽车中应用越来越广泛,但作为调质钢对焊接热输入量要求很高。通过控制预热温度、道间温度和焊接参数的大小,避免了其焊接热影响区的脆化或软化,使其焊缝能够达到设计要求。

21世纪海洋工程连接技术的挑战与对策

在解释海洋工程连接技术内涵的基础之上,针对21世纪中国海洋石油开发深水资源的巨大挑战,对深水海底管道铺设焊接、局部干式焊接、水下干式高压焊接以及摩擦叠焊等重要技术进行了介绍,其中包括北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心开展的相关研究工作,最后提出了发展中国海洋工程连接技术的对策。

21世纪海洋工程连接技术的挑战与对策

在解释海洋工程连接技术内涵的基础之上,针对21世纪我国海洋石油开发深水资源的巨大挑战,对深水海底管道铺设焊接、局部干式焊接、水下干式高压焊接以及摩擦叠焊等重要技术进行了介绍,最后提出了发展我国海洋工程连接技术的对策。

海洋工程管道对接方法及技术

介绍了海底管道的对接方法(焊接和机械连接器连接),阐述了国内外海底管道对接方法的现状,指出了海底工程管道对接需要发展的关键技术:对焊接过程进行监控,采用自动化遥控焊接;采用高压MIG焊接和摩擦叠焊;研制包括各种连接器和连接机具等的自动连接系统;水下机器人。最后认为,研究开发具有自主知识产权的深海管道对接方法及技术是海洋油气资源开发的需要,也是实现我国海洋战略的重要技术支撑。

涡轮盘篦齿补焊工艺

对涡轮盘材料GH4133B时效高温合金进行氩弧焊堆焊性能分析,结合涡轮盘篦齿的特殊结构和形状,研究采用GH4133B小面积补焊工艺,确定了合理的堆焊工艺,试验结果满足燃气涡轮发动机的使用要求,在实际应用中进一步验证了此堆焊工艺方法的可行性和有效性。

干式高压焊接实验系统及其关键问题

与国外现有的对水下管道进行干法和湿法修复对比,由于我国水域的地质条件和特征决定了干式高压焊接修复在此是一种质量可靠且易于扩展的修复方法。笔者在此,介绍了国内设计和制造完成的最大和唯一的干式高压焊接实验系统,该系统配备了完整的自动控制检测装置,能够完成高压焊接电弧特性研究和海底管道干式高压自动焊接设备及工艺的研究工作,本文还讨论了实验系统中涉及到的信号采集和多方位的焊接试验设备涉及的气体环境选择的问题。

高压环境下CMT焊接电弧行为及焊缝性能

采用CMT焊接方法,在模拟水下高压环境的实验系统中分别进行了常压环境下(0.1 MPa)和环境压力为0.5 MPa下的焊接实验,实验中采用API X65管线钢接头为研究对象.焊接过程中采用高速摄像观察焊接电弧行为,2种环境压力下焊接过程均稳定,但与常压环境相比较,0.5 MPa环境压力下的CMT焊接电弧产生收缩,熔滴过渡频次降低.焊后对焊缝分别取样进行力学性能检测和金相组织观察,高压环境下焊缝及热影响区的金相组织因为环境冷却作用增强而出现上贝氏体组织,拉伸性能没有明显变化,低温冲击韧性下降,但测试数据也远高于相关标准要求.结果表明,CMT焊接方法改善了高压焊接过程的稳定性,满足水下高压干式焊接作业要求.

高压环境盾构维修载人培训试验舱及试验方法

依托北京铁路地下直径线工程,重点介绍了高压环境下干式焊接的载人培训试验舱及试验方法 ,该载人培训试验舱可以模拟不同压力的高压环境并提供干式焊接的工作场所;载人培训试验方法通过载人培训试验舱及所配置的附属装置来培训焊工在高压环境下的干式焊接,满足高压环境下载人焊接切割维修作业训练,提高高压环境下的维修质量。