新型焊条电弧焊水下局部干法焊接装置研制及焊接工艺研究

以拓展水下局部干法焊条电弧焊焊接方法为目的,研制出一种新型的水下局部干法焊条电弧焊焊接装置,并进行了系统的焊接工艺试验。通过焊接装置的试验,该系统装置结构简单、操作方便、焊缝成形美观。与焊条电弧焊正常干法环境焊接相比,由于水下焊接时气体对电弧的压缩效应,使得焊缝熔深明显增加,熔宽略微下降;随着水深的增加,排水气体的压力相应增大,焊缝熔深进一步增加,熔宽进一步下降,同时母材与焊缝的过渡更为圆滑,降低了应力集中的程度。     

4种水下焊条焊接工艺性研究

水下湿法焊条电弧焊是一种经济实用的水下焊接方法。本文对4种典型商用水下焊条的引弧性、脱渣性、焊缝成形等进行了工艺特性评价,同时对4种焊条焊接工艺性进行对比分析。结果表明,4种焊条中,国外焊条4的引弧性较好;国产焊条1和焊条2的焊缝成形较好,且容易清渣,但焊渣疏松不致密对焊缝保护效果不好;国产焊条3和国外焊条的成形较差,且较难清渣,但焊渣致密完整能很好地保护焊缝。4种焊条焊缝组织较为相似,热影响区易出现平行于熔合线的裂纹。     

焊接热输入对30CrMo钢焊接接头力学性能的影响

为了解决30CrMo锻焊曲轴的焊接质量问题,研究了焊接热输入对30CrMo钢焊接接头力学性能的影响规律,并针对焊条电弧焊(SMAW)和CO_2气体保护焊(GMAW)两种方法,找出了适合的焊接热输入范围。结果表明:随着热输入的增加,采用焊条电弧焊和CO_2气体保护焊的焊接接头抗拉强度均呈现下降趋势;采用焊条电弧焊的焊缝区和热影响区冲击功先增加后减小;采用CO_2气体保护焊的焊缝区冲击功减小,而热影响区冲击功先增加后减小;采用焊条电弧焊的热影响区硬度呈下降趋势,采用CO_2气体保护焊的热影响区硬度变化较小;采用两种焊接方法的焊缝区域硬度值总体呈降低趋势。当预热温度为220℃,热输入在8~24 kJ/cm范围内,采用焊条电弧焊和CO_2气体保护焊的焊接接头抗拉强度均能满足要求;热影响区及焊缝区域硬度值均低于350HV,不易产生冷裂纹。该工艺参数范围已成功应用于某30CrMo锻焊曲轴的焊接中,焊接质量良好,满足质量要求。     

B304N奥氏体不锈钢焊条电弧焊与钨极氩弧焊焊接接头的冲击性能比较

分别采用焊条电弧焊工艺和钨极氩弧焊工艺焊接B304N奥氏体不锈钢,并对焊接接头冲击性能进行测试,分析对比两者焊接接头焊缝、熔合线、热影响区的冲击性能.结果表明,钨极氩弧焊焊缝的冲击性能比焊条电弧焊焊缝的冲击性能要高一倍以上,其熔合线的冲击性能也好于焊条电弧焊,热影响区冲击性能接近.     

碱性双熔敷极焊条电弧焊焊接接头形态和组织研究

通过焊接工艺性试验和光学显微组织分析,研究了焊条间隙和焊接电流对低氢钠型双熔敷极焊条间接电弧焊焊接接头形态和组织的影响.研究表明:低氢钠型双熔敷极焊条,在两芯间隙确定的条件下,随着焊接电流的增大,焊缝熔宽、熔深均增大,在焊接电流为160～200 A的条件下焊接时,可获得良好的焊缝成形;相同电流下的双熔敷极焊条电弧焊的焊缝熔合比要比单熔敷极电弧焊的焊缝熔合比明显减小;双熔敷极焊条间接电弧焊焊缝组织主要是针状铁素体、少量的块状铁素体和珠光体组成的柱状晶,熔合区和过热区主要是晶粒粗大铁素体、珠光体晶粒以及部分魏氏组织,随着焊接电流的增大,晶粒均逐渐增大.     

9%Ni钢半自动氩弧焊焊接工艺开发

LNG储罐用9%Ni钢的焊接技术是LNG储罐建造项目的关键技术之一。9%Ni钢罐体除横焊多采用埋弧焊工艺外,主要采用焊条电弧焊工艺,或手工钨极氩弧焊工艺。与焊条电弧焊工艺相比,手工钨极氩弧焊工艺具有较好的焊缝成形及焊接质量,但其焊接效率比焊条电弧焊低,工人劳动强度大。本文借助TIP TIG焊接设备,开发了9%Ni钢半自动氩弧焊接工艺,通过分析对比,证明其焊接质量与焊接效率均优于焊条电弧焊。     

不同焊接方法下316L不锈钢焊接接头组织性能研究

采用20%CO2+80%Ar气体保护MAG焊和焊条电弧焊对316L不锈钢进行焊接,通过对焊接接头进行拉伸、弯曲、硬度试验和显微组织观察,研究了焊接接头组织性能。结果表明,焊条电弧焊接头的抗拉强度和显微硬度比MAG焊接头的抗拉强度和显微硬度高;焊条电弧焊焊缝金属中δ铁素体含量比MAG焊焊缝金属中δ铁素体含量高;MAG焊焊缝金属含有少量的MC型碳化物;拉伸时,焊条电弧焊接头断裂在热影响区,而MAG焊接头断裂在焊缝中心位置;焊接接头的弯曲试验均合格。     

Z208焊条堆焊灰口铸铁金相组织观察分析

采用Z208焊条,以焊条电弧焊工艺在基体材料灰口铸铁上进行堆焊试验。焊接电流分别选用了140,150,155A,通过分析焊缝金属金相组织,比较不同大小焊接电流的合理性。经试验比较后可知,焊接电流为1加A时,堆焊焊缝成形良好,焊接质量良好。     

利用脉冲技术改善焊条电弧焊单面焊双面成形质量

针对焊条电弧焊实现单面焊双面成形存在的问题,研究了一种新型的采用脉冲电流的焊条电弧焊工艺——脉冲焊条电弧焊。以Q345E钢板为试验材料,研究了脉冲焊条电弧焊工艺对单面焊双面成形的影响。试验结果表明,脉冲电弧力可对焊接熔池形成有效的振荡和冲击,减少焊接缺陷,很容易实现对接焊缝单面焊双面成形。该研究为脉冲焊条电弧焊开拓了广阔的应用前景,具有重要的工程应用价值。     

水下湿法焊条自动焊接系统研制

水下湿法焊条电弧焊是一种由专业潜水焊工手工开展的水下焊接工艺,对操作人员技术水平要求较高。为摆脱新型焊接设备、焊接材料研制过程中对潜水焊工的依赖,基于PLC控制器设计了一套水下湿法手工电弧焊自动化试验系统。依据实时电弧电压调节送条速度,力图维持电弧弧长稳定,模拟潜水焊工水下操作手法。基于上述控制策略设计自动焊接系统并开展焊接试验。焊接工艺试验证明,自动试验系统能够实现稳定的焊接过程,焊缝成型美观。该套系统能够替代焊工完成焊接工艺试验,降低开发成本。     

水下湿法手工自蔓延焊接技术

基于自蔓延高温合成技术（SHS技术）和湿法电弧焊原理,研究了一种用于水下金属结构应急维修的新型焊接方法—水下湿法手工自蔓延焊接技术.通过焊条结构设计、焊药设计等,研制了水下燃烧型焊条,进行了焊接试验,对接头组织和性能进行了分析.结果表明,该技术可在无电、无气、无其它设备的条件下实现水下金属构件的湿法焊接,单面焊双面成形,接头抗拉强度达267 MPa,冲击吸收能量13.8 J;SEM和EDS分析表明,焊缝金属为以α-Cu固溶体为基体、有大量块状富铁第二相析出的高铁铜合金,熔合区的成分和组织与焊缝第二相基本相同,焊缝合金与熔融母材交互结晶,形成了梯度熔焊连接;拉伸断裂发生在焊缝或熔合区,断口有大量韧窝,属韧性断裂.     

电流种类与极性对焊接过程及质量的影响

电弧焊方法中焊接电流种类与极性对焊接过程、焊缝成形及焊接质量有重要影响。本文介绍了电流种类与极性的物理基础,总结了焊条电弧焊、气体保护焊方法中电流种类及极性的特性及应用场合。     

焊接经验介绍——手工电弧焊规范的一般选择原则

焊接规范,是指在焊接过程中,影响焊角尺寸、焊缝成型和焊接质量的综合基本特性。在手工电弧焊中,通常是指焊条牌号、焊条直径、焊接电流性质、焊接电流强度、焊接层数和电弧电压及焊接速度等。     

局部干法水下激光焊接装置研制及工艺试验

针对核电站乏池边角位置的水下修复需求,研制了一套局部干法水下激光焊接装置,可在实现常规水下平焊位置焊接的同时,重点兼顾角焊缝的局部干法水下焊接作业需求。同时,该装置还具备水下焊接位置的照明、焊接环境和焊接过程的实时监控、焊接区域的温湿度监测等功能。采用研制的局部干法水下焊接装置,对核电站乏池常用的304不锈钢材料进行了水下焊接工艺试验,结果表明：水下焊接焊缝的成形良好,水下焊缝的宏观形貌、截面形貌和金相组织与空气环境成形焊缝无显著差异。     

X80管线钢焊条电弧焊接头组织与耐蚀性分析

利用双熔敷极焊条电弧焊技术对X80管线钢进行了焊接,并在焊接接头成分、组织及耐蚀性方面与传统焊条电弧焊进行了对比分析.结果表明,双熔敷极焊条电弧焊技术熔敷效率高,但受其结构及药皮重量系数的影响焊缝中合金元素的含量比普通焊接焊缝的低,且焊缝中多边形铁素体含量较高,另一方面由于对母材的热输入较低,使得其粗晶区组织较为细小,这有利于其性能的提高;对0.5 M Na₂CO₃-1 M NaHCO₃溶液及通饱和CO₂的NACE A溶液中的耐蚀性研究发现,焊缝及粗晶区耐蚀性均差于母材,且采用双熔敷极焊条电弧焊技术有利于提高焊缝及粗晶区的耐蚀性.     

局部干法焊旋转电弧传感设计及数值模拟

针对水下焊接焊缝质量差等问题,研制了一种用于水下局部干法焊接的旋转电弧传感器来改善水下焊接质量.运用流体力学仿真软件对传感器排水罩的排水效果进行了流场模拟,验证了排水罩结构设计的可行性.焊接实验证明,所设计的局部干法焊旋转电弧传感器改善了水下焊接的质量.     

水下焊条半干式仰焊新工艺

为了克服水下湿法焊条仰焊位置难以施焊的困难,文中提出了一种水下焊条半干式仰焊新工艺,并阐明了该工艺的基本原理和操作方法,且对其焊接工艺性能、焊缝组织、硬度以及扩散氢含量进行了分析. 结果表明,所提出的半干式仰焊工艺可以实现水下焊条仰焊位置焊接,焊缝成形良好,对于直径3.2 mm的水下焊条最佳焊接电流范围为100~140 A,焊接电压为28~32 V;该方法焊缝微观组织主要为侧板条铁素体、针状铁素体和贝氏体,与传统水下湿法焊条焊相比,铁素体的含量增加而贝氏体含量减少;焊接接头最高硬度值和熔敷金属扩散氢含量也明显低于水下湿法焊条焊.     

X70管线钢焊接接头调质处理后的低温冲击韧性

分别采用手工焊条电弧焊和单丝埋弧焊工艺焊接X70管线钢,对其焊接接头进行调质处理,研究焊接方法对调质处理后X70管线钢焊接接头力学性能、组织形貌、大角度晶界密度等的影响。结果表明:手工焊条电弧焊焊缝中心和热影响区的冲击吸收能量远高于单丝埋弧焊焊缝;单丝埋弧焊焊缝和热影响区组织中的粗大贝氏体板条束、大块状铁素体是降低其冲击吸收能量的主要原因,手工焊条电弧焊焊缝组织中的细小且按不同位向错综排列的针状铁素体以及较高的大角度晶界密度是提高其冲击吸收能量的主要原因。     

CO_2焊、MAG焊焊接对比试验及其在工程机械制造中的应用

通过对CO2焊、MAG焊、焊条电弧焊三种焊接方法的焊接工艺对比试验,表明CO2焊具有成本低、效率高、焊接质量好等优点。介绍了CO2焊、MAG焊对接焊缝工艺和角焊缝工艺在工程机械制造中的应用     

焊条电弧焊仰对接单面焊双面成型技术 及质量控制

分析总结焊条电弧焊仰对接单面焊双面成型技术,详细介绍了焊前准备事宜、焊条选用,以及打底层、填充层和盖面层焊接时的操作要点,以控制焊缝成形,提高焊接质量,为后续生产工作及后备技术人才培养提供参考。