不锈钢水池热丝TIG自动焊技术的应用

不锈钢水池是储存放射性介质的重要设施。传统工艺采用手工钨极氩弧焊进行不锈钢覆面焊接,存在人员投入大、施工效率低、质量稳定性差等不足。经调研分析,热丝TIG自动焊是在传统TIG焊基础上发展的一种优质、高效、稳定、节能的焊接工艺,结合热丝TIG自动焊工艺特点采取部分加工控制措施可以很好地解决这些问题。通过某项目不锈钢水池热丝TIG自动焊技术的应用,总结分析了热丝TIG自动焊的实施效果,阐述了热丝TIG自动焊技术应用的控制要点。

热丝TIG焊方法最新研究进展

综述了各类热丝TIG焊方法的特点及其技术与工艺难点,并着重阐述了近些年来研究较多的脉冲加热热丝TIG焊、窄间隙热丝TIG焊、超高速热丝TIG焊的研究进展。

大口径12Cr1MoVG钢管的热丝TIG+SAW焊接工艺

文中针对材质为12Cr1MoVG钢的大口径合金钢管的焊接方法进行分析,提出了新的组合焊接方式:热丝TIG+SAW焊接工艺。分析了热丝TIG焊和SAW焊的焊接特点及焊接工艺过程中的注意要点,确定了合适的坡口形式,同时通过焊接工艺试验确定了合理的焊接工艺参数;对焊接试样进行了射线检测、力学性能试验。相比传统的大口径钢管,采用手工氩弧焊打底、焊条电弧焊过渡、埋弧焊填充盖面(GTAW+SMAW+SAW)的组合焊接方法,新的组合焊接工艺可以提高焊缝质量,同时降低工人劳动强度,节约资源。

核电站不锈钢热丝TIG自动焊设备及工艺研究

文中依据华龙一号核电站下水池不锈钢覆面施工特点,从焊接设备改进,通过试验及生产验证,研发了一套适用于核电站不锈钢制作安装的热丝TIG自动焊系统装备及配套辅助装置;以3~6 mm厚022Cr19Ni10不锈钢板为试验材料,采用热丝TIG自动焊工艺对022Cr19Ni10不锈钢板焊接性进行研究,固化了一套适用于华龙一号核电站下水池不锈钢覆面安装且完全与NB能源标准焊接相匹配的工艺参数。该焊接设备和工艺在提高焊接质量、焊接效率和降低成本、改善操作人员焊接环境方面具有显著效益,目前已被成功用于华龙一号福清核电5^(#),6^(#)机组和漳州核电1^(#),2^(#)机组内置换料水箱、辅助给水箱和乏燃料水池不锈钢覆面安装施工中,具有实用和推广价值。

基于铜套线圈加热器的管道热丝TIG焊模拟技术研究

利用铜套线圈加热器、温控器等元件对自动TIG焊设备进行热丝改造;通过表面熔敷堆焊试验研究了热丝温度、温控器加热温度及热丝速度之间的关系,并建立了热丝速度与温控器加热温度之间的一元化温控模型;通过数值模拟技术及热丝TIG管道坡口对接试验,研究了冷丝TIG打底+热丝TIG填充、盖面组合焊中温度场、应力场的分布及焊缝的力学性能。结果表明,应用铜套线圈加热器装置及一元化温控模型可快捷、高效地通过调节送丝速度实现热丝的恒温控制,操作方便;采用冷丝打底+热丝填充、盖面组合焊方法,焊接接头的力学性能优良,满足使用要求。

薄壁小口径管热丝TIG焊缺陷的预防控制

电站锅炉蛇形管壁薄小口径管对接,大量采用热丝TIG焊工艺,操作不当,容易产生层间未熔合、焊穿、小焊道成形差等焊接缺陷。分析了产生缺陷原因,通过优化坡口设计,优化坡口加工,调整热丝TIG焊焊机旋转方向和送丝位置,优化内壁通气保护措施、优化焊接规范参数,提高了焊接接头的性能,接头质量明显改善。

铝合金高频感应热丝TIG焊接方法

提出了高频感应热丝TIG焊接新方法，焊丝加热温度和深度可控，加热速度快，能适应高速送丝要求。高频感应加热消除了常规热丝TIG焊旁路电流磁场引起的电弧偏吹现象。另外，由于该方法不需利用焊丝本身的电阻产热，所以适用于铝合金等低电阻率金属焊丝。根据感应线圈的电感和工作频率要求，设计制造了适用于φ1．6mm铝合金焊丝的高频感应加热线圈和套筒。利用热电偶测量了不同送丝速度下的焊丝温度。结果表明，当送丝速度高达6～10m／min时，焊丝的温度完全能够满足热丝焊的要求。6～10m／min的送丝速度较常规TIG焊接提高了3倍以上，大大提高了焊接效率。

单电源脉冲热丝TIG焊的研究

介绍了单电源脉冲热丝TIG弧焊电源,在主电路中,焊接电源与热丝电源共用一个电源,采用80C196KC单片机作为控制系统核心。根据单电源脉冲热丝TIG弧焊电源的特点,设计了焊丝加热试验,即分别对焊丝进行直流、脉冲加热,利用所得到的参数模拟热丝TIG焊接时的焊丝加热过程,从而验证参数的合理性;最后通过对不锈钢板进行低频脉冲热丝TIG焊堆焊试验,证明了试验参数有很好的适用性。

SA-335 P91钢全位置窄间隙热丝TIG焊接工艺及接头性能研究

针对SA-335 P91钢大口径管环缝,采用轨道式全位置热丝TIG焊机进行了窄间隙焊接。将整条环缝均分为16个区域,根据不同位置熔池受力状态对各区的焊接工艺参数进行修正设置,并对所获焊接接头的组织和性能进行了研究。所获焊缝和热影响区的组织均为回火马氏体,焊接接头的拉伸、弯曲、冲击等力学性能均满足要求。结果表明,窄间隙热丝TIG焊接工艺参数合理,分区修正设置恰当,能够满足SA-335 P91钢大口径管全位置焊接要求。

X80管线钢热丝TIG焊接接头显微组织和力学性能

采用热丝TIG焊对X80钢板进行对接,并研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝区主要为针状铁素体(AF)组织,热影响区粗晶区主要为贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)组织,细晶区主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体组成;焊接接头的平均抗拉强度为643 MPa,断裂在母材区;在-30℃时焊缝区的冲击吸收功高于热影响区,焊缝主要是韧脆混合断裂为主,而HAZ主要以脆性断裂为主。焊缝区的硬度较高,焊接接头HAZ存在硬化和软化现象。

825镍基复合管热丝TIG焊接接头组织与性能分析

采用热丝TIG焊接方法对L360QS/N08825双金属复合管进行焊接,并研究分析了焊接接头的显微组织和性能。结果表明:焊缝中心的显微组织较为均匀,大部分为胞状晶,过渡层存在少量柱状晶,盖面层存在少量树枝晶;常温下焊接接头的平均抗拉强度为521 MPa,为典型的韧性断裂;-30℃下焊缝及热影响区的冲击吸收功分别为120 J和231 J,断口分析表明分别为混合式断裂和韧性断裂;热影响区及焊缝硬度明显高于母材,根焊层焊缝区硬度约为265 HV,明显高于其他焊道。

窄间隙热丝TIG焊接工艺研究及缺陷分析

研究了Polysoude窄间隙热丝TIG焊接系统的焊接工艺,分析焊缝产生缺陷的原因。通过对焊接电流、电弧电压、送丝速度、焊接速度、热丝电流等参数的优化分析,得到一组相互匹配的最优参数组合。试验结果表明,采用优化后的工艺参数对大口径无缝钢管进行焊接,可以获得焊缝表面形貌美观、内部无缺陷的优质焊接接头。

热丝TIG堆焊Inconel 625层组织成形研究

采用热丝钨极惰性气体保护焊,用ENiCrMo-3型焊丝在Q235B钢管内表面进行堆焊试验。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪对堆焊层微观组织进行观察和元素成分分析,利用显微硬度计测定试样硬度分布。结果表明,堆焊层组织主要为γ-Ni单相奥氏体,在晶界处有碳化物析出;堆焊层组织自熔合线至顶部的基本形态依次为平面晶、胞晶、树枝晶、等轴晶及顶部横向柱状晶;熔合线附近有少量魏氏体组织形成;试样硬度自基材至堆焊层方向呈递增趋势;上层组织在晶界位置贫Cr较下层严重,从金相看其晶粒受到的侵蚀作用更明显。

窄间隙热丝TIG焊在集箱制造中的技术经济分析

介绍了集箱常用制造工艺,结合锅炉的集箱产品介绍了热丝TIG焊的主要特点,将其与常规焊条电弧焊、埋弧焊进行了比较和技术经济分析,提出了无损检测的标准和要求,对缺陷产生原因进行了分析,为该工艺在锅炉制造中的进一步应用奠定了基础。

阀门进汽接管窄间隙热丝TIG焊接接头组织与性能相关性研究

研究发现,焊缝是由粗晶、细晶等不同尺寸的晶粒组成,组织形貌为回火马氏体,这将会导致焊缝的性能发生波动,其硬度试验表明焊缝中存在不同程度的由于焊缝组织结构引起的波动。高温持久试验后再次进行硬度分析,发现经过高温持久试验后焊缝区硬度比试验前硬度略低,同时热影响区、母材等硬度也存在降低的现象。经分析发现,这与母材及焊缝中析出的碳化物相关,特别是晶界处碳化物的大量析出、聚集导致了接头性能的降低。本文的研究结果可为窄间隙热丝TIG焊过程参数控制及探讨高温服役过程中的失效行为提供依据。利用窄间隙热丝TIG焊对X10CrMoVNb9-1钢汽轮机阀门进汽接管进行多层全位置焊接,对焊接接头各微区组织与性能的相关性展开研究。

热丝TIG焊在管道焊接中的应用

为了提高钨极气体保护焊的的焊接效率,扩大应用范围,介绍了热丝TIG焊的特点和分类,重点阐述了单丝热丝TIG焊、窄间隙热丝TIG焊和热丝TIG复合焊在石油化工、核电以及海洋工程等管道应用行业的现状,提出了热丝TIG焊存在的主要问题。分析认为,热丝TIG焊虽然具有优质、高效和节能等系列优点,但在焊接效率、磁偏吹等方面仍需进行改进。最后,指出了热丝TIG焊的发展趋势及未来的应用领域。

窄间隙热丝TIG焊接在耐蚀合金内衬管中的应用研究

介绍了新型耐蚀合金内衬海管窄间隙全自动全位置热丝氩弧焊接工艺,包括管材端部处理工艺、坡口设计、制备坡口、坡口组对装配、焊接保护气体选择配比、焊缝背部保护方案等,利用POLYSOUDE公司生产的全位置窄间隙热丝TIG焊设备进行焊接试验,并对试验结果进行了测评,结果表明焊件焊缝的性能能够满足海洋工程的实际应用。

大口径厚壁钢管全位置窄间隙热丝TIG焊技术

针对钢管环缝全位置焊接的特点,分析了厚壁大口径钢管环缝焊接的工艺难点,讨论了首层焊接时熔池金属的受力状态。采用专用全位置窄间隙热丝TIG焊接设备,利用钨极运动和分区段工艺参数的设定,克服了厚壁大口径管全位置焊的难点,获得了无缺陷的优良全位置焊接接头。

BHW35钢热丝TIG堆焊接头组织及性能研究

采用热丝TIG堆焊的方法,在钢基体上堆焊不锈钢耐蚀层,分析了堆焊层接头的显微组织和性能。分析结果表明,基体和堆焊层结合良好,堆焊层组织呈典型的树枝状晶,多层堆焊形成了树枝状晶与柱状晶交替出现的组织;多层堆焊中,硬度沿堆焊层深度呈波浪变化,过渡层中的硬度值较高,而堆焊层交界处的硬度值有所下降;电化学性能表明,在5%HCl溶液中,接头各区抗电化学腐蚀能力由大到小的顺序依次为:过渡层、顶层堆焊层、熔合区、基体;堆焊耐蚀层具有良好的耐晶间腐蚀性能。

单电源脉冲热丝TIG焊控制电路

为了解决热丝TIG焊中主电源与热丝电源的同步问题,减少热丝TIG焊的磁偏吹,设计了以80C196KC单片机为核心的控制电路和以SG3525为核心的PWM调制电路的单电源脉冲热丝TIG焊机控制系统。介绍控制系统的结构和工作原理,讨论脉宽调制电路、驱动电路、恒值采样反馈电路、保护电路、参数预置与显示电路的组成及工作原理。使用整机进行低频脉冲热丝TIG焊堆焊试验,试验证明控制电路有较好的适用性。