堆内构件用不锈钢埋弧焊丝焊剂的国产化应用研究

目前国内堆内构件吊篮筒体的纵缝与环缝主要采用埋弧自动焊焊接,所用焊材均为进口焊材,因此国产化不锈钢焊丝-焊剂的应用研究十分重要。本研究通过试板焊接验证国产焊材的综合性能,包括力学性能、工艺性能,并与进口焊材进行对比分析。结果表明,国产不锈钢埋弧焊丝焊剂(CHW-308LHRN+CHF601HR)在室温力学性能上略优于进口焊材,高温力学性能相当,δ铁素体含量与进口焊材相当,耐晶间腐蚀性能同样优秀。此外,国产焊材的焊接工艺性能虽与进口焊材存在少许差异,但已能满足使用要求。因此,国产不锈钢埋弧焊丝焊剂可以用于堆内构件主体焊缝的焊接,具有广阔的市场前景和应用潜力。

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的实现

探索一种实现超窄间隙焊接的新方法.采用5 mm的坡口间隙,将特定成分的焊剂带沿坡口侧壁送入电弧区,对电弧进行约束,可阻止电弧沿侧壁攀升;同时能有效控制电弧的加热区域,保证坡口两侧壁的有效熔合.设计并试验研究焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的焊枪.导电嘴采用弹簧片作用的双铜板结构,通过建立描述导电嘴在夹紧焊丝时的变形及受力方程,精确设计导电铜板的几何形状,保证其可靠导电性和耐用性.试验表明,焊剂带与电弧的相对位置,以及合适的送焊剂带速度是保证稳定焊接过程的关键.

焊剂带约束电弧特性的试验分析

通过向电弧两侧连续送入焊剂带以约束电弧的方法,对焊剂带约束电弧的特性进行了研究。结果表明,焊剂带靠弧柱区的热量被加热熔化,在稳定的焊接条件下,形成一个确定的焊剂带与电弧作用长度,其大小随电弧电压的减小,送带速度的增加而增大,这一参数直接影响着焊剂带约束电弧的形态,增加它可使电弧长度增长而宽度减小,进而可使焊缝的熔深增加而熔宽减小;焊剂带与电弧中心距离的减小可明显减小电弧的宽度,使焊缝熔宽减小而熔深增加;利用焊剂带约束电弧的特性可以实现超窄间隙焊接。

焊剂带约束电弧用于超窄间隙的焊接

保证坡口侧壁尤其是侧壁根部的熔化是实现窄间隙焊接的关键。用焊剂带对电弧加以约束可有效控制电弧的加热区域,有利于解决窄间隙焊接侧壁熔合不良的问题。采用间隙宽度为5mm的I型坡口,氩气保护的熔化极电弧,将特定成分的焊剂带沿坡口侧壁连续送入电弧区,焊剂带在电弧热作用下不断熔化并对电弧进行约束,从而可实现超窄间隙焊接。在不同的焊接电压下,通过改变焊剂带的送进速度进行超窄间隙焊接,得到了焊剂带对电弧的不同约束效果,以及与之对应的焊缝形貌,找到了可约束电弧且侧壁熔合良好的电压与送带速度范围。

焊剂带约束电弧在超窄间隙焊接中的加热特性

利用焊剂带约束的电弧进行超窄间隙焊接,通过测量不同焊接参数下的焊缝截面相关尺寸,并根据截面尺寸的变化规律分析了受约束电弧的加热特性。结果表明,对超窄间隙中的电弧加以有效约束,有利于防止电弧攀升,并能保证两侧壁可靠熔合;电弧形态是决定侧壁熔合的主要因素,增加焊接电流或送带速度,可使电弧的加热位置下移,电弧直接加热侧壁的高度减小,以至电弧能量密度提高,更有利于电弧对侧壁根部的加热;增加电弧电压,可使阴极斑点的活动范围增加,有利于增强弧柱和阴极斑点对侧壁根部的加热效果;电弧电压、焊接电流和送带速度三者间的合理匹配,有利于获得合适的电弧形态,使电弧在间隙的三个方向有效加热。

焊剂带约束超窄间隙焊接母材熔化及熔池形成

为认识超窄间隙焊接母材熔化特性及熔池形成机制,在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验,采用一种快速中断电弧的方法,保留焊接过程中焊剂带、坡口底部和侧壁的熔化形态.结果表明,电弧区焊剂带热收缩效应和固壁约束作用能有效约束坡口中电弧作用范围.当选择合适的侧壁根部焊剂带裸露高度时,电弧加热区域控制在坡口底部和侧壁根部,熔滴过渡的冲击作用及电弧力集中在熔池前端,使熔融金属产生有利于排出熔池中气体和熔渣的流动,形成无缺陷焊缝.当侧壁根部焊剂带裸露高度大于一定值时,电弧所受约束减小,加热区域扩展到较大范围的坡口侧壁上,熔滴过渡分散在坡口底部和侧壁,熔融金属难以形成贯穿熔池的流动,焊缝存在较多孔洞.

焊剂带控制超窄间隙坡口内电弧加热区域的机制

在超窄间隙焊接中,焊剂带约束电弧可解决间隙侧壁尤其是间隙根部的熔合问题。采用不同厚度的焊剂带在宽度为5mm的Ⅰ型坡口中进行超窄间隙焊接,发现送带速度增大,电弧对侧壁的加热高度逐渐减小,而对坡口根部的加热趋势逐渐增大。在合适的送带速度范围内,能够保证间隙侧壁和底部的均匀熔合,且与焊丝填充量合理匹配可得到成形良好的焊道。提高焊接电压,对应形成良好焊道所匹配的送带速度增大;使用较厚的焊剂带时,所匹配的送带速度减小。

超窄间隙焊剂带约束电弧电压及电流波形特征

为认清焊剂带约束电弧在超窄间隙中的作用,在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验.试验发现,坡口侧壁根部焊剂带裸露高度,控制着坡口侧壁的熔化高度;当裸露高度很小时,电弧的作用范围主要集中在坡口的底部,短路结束燃弧开始时弧长较长,在电压波形上表现为初始燃弧电压高,随后快速降低;电流波形反映出较高的短路电流峰值.结果表明,随裸露高度的增加,电弧作用范围从坡口底部向侧壁扩张,电弧长度缩短,瞬时燃弧电压降低,燃弧后电压下降速度变慢,甚至不再下降;同时反映出短路频率提高,短路电流峰值减小,瞬时短路出现几率增加.

焊剂带在超窄间隙电弧区的位置与约束电弧的关系

当超窄间隙中用于约束电弧的焊剂带与电弧具有不同的相对位置时,焊剂带会对电弧产生不同的约束效果,因而焊剂带在电弧区的位置是约束电弧的关键.通过分析焊剂带在电弧区的位置,结果表明焊剂带在电弧区有效约束电弧应满足三个位置条件,即在电弧横向焊剂带应紧贴两侧壁;在电弧长度方向焊剂带应具有合适的焊剂带作用长度;在超窄间隙纵向焊丝端头应与焊剂带中心线对中.此外,当焊接电流大于240A时,焊剂带易在电磁力作用下紧贴焊丝表面而造成电弧攀升,采用撑开焊剂带的方法可有效控制焊剂带在电弧横向的位置.

焊剂带约束电弧焊接方法研究

研究了一种熔化极电弧焊接方法,该方法是将两条焊剂带沿焊丝两侧连续送入电弧区,利用焊剂带向熔池中加入焊剂并约束电弧。结果表明:焊剂带约束电弧焊接方法可获得成形良好的焊缝;通过控制焊剂带对电弧的约束程度,可获得深宽比不同的焊缝;焊剂带的焊剂成分对焊缝成形有重要影响,利用焊剂成分P1所制作的焊剂带进行焊接时,可以获得成形良好的焊缝。

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接工艺实验

焊剂带约束电弧的行为已有基本的认识,用于超窄间隙焊接有明显的优势。在间隙宽度为4mm、钢板厚度为30mm的I形坡口中,进行多层单道焊剂带约束电弧超窄间隙焊接试验。整个焊接接头要通过根焊、填充焊和盖面焊来完成,通过试验分析得到各焊道所对应的焊接工艺参数。这种超窄间隙焊接方法线能量低,约为0.6kJ/mm;所得到焊接接头的热影响区宽度窄,约为1.3 mm;采用常规的CO2气保焊焊丝H08Mn2Si,超窄间隙焊缝硬度比CO2气保焊焊缝硬度提高60%。

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的气保护方法

利用焊剂带约束的电弧进行超窄间隙焊接时，采用合适的气体保护工艺十分重要．为了获得成形良好的超窄间隙焊缝，通过分析和试验确定粗扁管单侧倾斜送气的气保护方法，设计用于研究气保护效果的试验装置，并利用该装置研究气流量、喷嘴截面尺寸以及喷嘴与保护区距离对气保护效果的影响。结果表明，在气体喷嘴截面尺寸为2.5mm×12 mm，气体喷嘴与电弧距离为20～25mm的情况下，保证焊缝成形良好的最佳气流量为10L／min．

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接根焊方法

超窄间隙焊接在对接焊接中有着独特的优势。在实际焊接工程中,对接焊有时要求采用单面焊双面成型的方法进行根焊。采用焊剂带约束熔化极电弧超窄间隙焊接的方法,结合在工件背面衬垫焊剂,并用铜板对焊剂加以支撑的背面焊缝强制成型方法进行熔化极电弧根焊试验。结果表明,通过焊剂带约束熔化极电弧,选择合适的焊接电压、焊接电流可以使坡口根部有效熔合;在铜板的快速散热作用下,阻止了工件背面焊剂因热量集中而过量烧损,使熔池下方有焊剂的衬垫而不发生脱落的现象,保证了焊缝背面成形良好。最终实现了焊剂带约束熔化极电弧超窄间隙焊接单面焊双面成形。

焊接电压和焊剂带厚度对超窄间隙焊缝形态的影响

在焊剂带约束电弧超窄间隙焊接中,电弧和焊剂带相互作用直接影响焊接过程的稳定性及焊缝的成形。改变焊接电压和焊剂带厚度,在宽度为4 mm的Ⅰ形坡口进行超窄间隙焊接试验,分析焊缝横向剖面形貌。结果表明,当焊剂带的厚度大于0.566 mm时,配合合适的焊接电压,均可获得良好的焊缝形态。而较厚的焊剂带,可选择的焊接电压范围较宽。分析认为,提高焊接电压和增加焊剂带厚度,能提高电弧约束程度,进而可增加电弧对坡口侧壁根部的加热作用。

加氢反应器用不锈钢带极堆焊焊剂的研制

研发的加氢反应器用不锈钢带极堆焊JWF304D、JWF205D焊剂具有优良的焊接工艺性能,适用于30~90 mm宽焊带施焊。可根据不同的制造工艺进行调整,适用于多种制造工艺堆焊。焊接时飞溅小(针对于电渣焊)、脱渣优良、焊道成形质量好。埋弧焊用焊剂JWF304D焊接参数调整范围大,不但适合于90 mm宽带大电流焊接,而且适合小电流薄层快速焊。电渣焊用焊剂JWF205D可实现快速堆焊,在电流、电压适宜的情况下,堆焊速度可达27 cm/min,提高了生产效率。两种焊剂均实现了一剂多带,可配合EQ309L、EQ308L、EQ347L等多种型号不锈钢焊带使用,所得堆焊层的化学成分及各项性能指标均符合相关标准规定及用户技术协议要求。

高速电渣堆焊的发展及其应用

带极电渣堆焊(ESW)的基本原理和其可能的应用是同时在1982年11W(国际焊接学会)会议首次被提出来的。从那以后,这种方法在世界上的机械行业得到了广泛的应用。过去,采用ESW时为了保证堆焊过程的稳定,其速度受到限制,其熔敷率也受到限制,这个限制因素就是焊剂。采用新开发的焊剂与不锈钢和镍基焊带配套堆焊,焊接速度可达到350 mm/min,焊道厚度可降到约3mm,同时单层堆焊就能达到熔敷金属的化学成分要求。ESW焊剂的另一方面的发展是在焊剂中加入一定量的必要的金属成分,这种技术特别适用于耐磨堆焊方面的应用。

基于STC12C5A60S2焊剂带约束电弧超窄间隙焊接控制系统

超窄间隙焊接在对接焊中有独特优势。以焊剂带约束熔化极电孤超窄间隙焊接方法为工艺背景,研制了以STC12C5A60S2为控制核心,集显示、检测、调速和焊接启停等功能为一体的超窄间隙焊接控制系统,满足对焊接速度的随时调节,增大人机交流程度,克服焊接开始结束时虚焊短焊等缺点,提高间隙对接质量,实现焊接滑块准确停止,有利于自动焊接设备在实际工程中的应用。

苯乙烯装置进出料换热器的制造

文中阐述了苯乙烯装置进出料换热器的制造工艺。重点介绍了内孔焊接工艺的操作要点及工艺试验;挠性密封条制作;整体组装方案等。通过采取合理的机械加工、焊接及组装工艺,成功地完成了换热器的国产化制造,设备质量完全满足国外专利商工艺技术及设计图样要求。

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接试验方法及装置

超窄间隙焊接变形小,焊接效率高。在5mm超窄间隙坡口的焊接中,采用焊剂带对电弧进行约束,可阻止电弧沿侧壁攀升,能有效控制电弧的加热区域,提高电弧能量密度,保证间隙侧壁的有效熔合。在超窄间隙焊接过程中,试验装置是实现焊剂带约束电弧和保证焊缝成型的关键。

超窄间隙焊接中送进式焊剂带约束电弧的加热特性

开发了一种连续送进式焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法,通过改变焊剂片厚度和送带速度进行工艺试验,分析各参数下的电弧的加热特性。结果表明,增加焊剂片厚度和送带速度能够增强对电弧的约束效果,使焊缝根部熔化宽度增加,侧壁熔化高度减小;增大焊剂片熔化系数,熔化后焊剂片的固壁约束高度也会变大,电弧在侧壁燃烧的高度变小,提高电弧能量密度,更有利于电弧对侧壁根部的加热。当焊剂片熔化系数小于0.31时,熔化后焊剂片的固壁约束高度较小,电弧对侧壁的加热效果增强。