海底管道J形铺设焊接技术

J形铺设是最适合深水的海底管道铺设和海洋立管安装方法,只使用一个焊接工作站进行管道横向位置焊接,为了提高作业效率,铺管焊接之前通常把4～6根长度为12 m的管子进行焊接形成较长的管段。J形铺管焊接时背面难以添加衬垫,目前工程上普遍采用熔化极气体保护自动焊进行单面焊接。对于深水SCR立管等苛刻应用而言,需要严格控制管道端部装配最大高低偏差即Hi-Lo值,为此,管道几何尺寸、测量、机加工、分类和匹配非常重要。因为焊接技术的进步,焊缝疲劳标准BS 7608处理单面焊缝时显得相当保守和过于具有惩罚性。事实上,大量的海底管道环缝试验表明,对于深水SCR立管等苛刻应用而言,无衬垫单面焊接管道环缝疲劳设计采用BS7608标准S-N曲线规定的E类曲线是合适的。     

旋转速度对摩擦螺柱焊接头力学性能的影响

摩擦螺柱焊是一种固相连接技术,因不受压力环境影响且接头性能优异而在水下连接领域得到了迅速发展。基于摩擦焊技术特点,研究摩擦螺柱焊工艺,分析了旋转速度对摩擦螺柱焊接头力学性能的影响。分别采用不同的旋转速度进行焊接试验并对接头进行拉伸试验,研究表明,在高转速、高进给速度条件下能够获得优质的摩擦螺柱焊接头。     

5356铝合金电弧快速成型工艺及组织性能

采用MIG焊进行5356铝合金的快速成型试验。利用万能试验机、光学显微镜、扫描电镜等设备研究5356铝合金成型件的形貌、微观组织特点及焊接电流和层间冷却时间对成型组织及力学性能的影响。结果表明,焊后成型件主要存在α(Al)、β(Mg_5Al_8)和(FeMn)Al_6相。当层间冷却时间固定时,随着焊接电流增大,成型件抗拉强度增大。当层间冷却时间为60 s时,焊接电流为90 A,达到最大抗拉强度273.57 MPa。若继续增大电流,抗拉强度降低。当焊接电流固定时,随着层间冷却时间的增加,成型件抗拉强度增大。当层间冷却时间为60 s时,成型件形貌更加美观。     

摩擦液柱成形过程的二维CFD数值模拟

采用Gambit软件建立了摩擦液柱成形（FHPP）过程流场的二维轴对称模型,运用商业计算流体动力学软件Fluent对FHPP稳态阶段塑性金属的流动情况进行了数值模拟。通过改变模拟过程中的单一关键参数而保持其他参数不变,分别讨论了金属棒和孔洞之间径向间隙、材料粘度、金属棒转速、金属棒进给速度以及基材孔底形状等对理想金属塑性流体流动成形过程中速度场和压力场分布变化的影响。结果发现,塑性金属材料的压力分布主要受进给速度（即轴向力）和材料粘度的影响,与金属棒的旋转速度和径向间隙关系不大;而速度分布受进给速度以及径向间隙的影响不明显,但与金属棒的旋转速度关系密切,尤其是靠近速度入口面以及金属棒附近的材料受旋转作用影响显著;通过改变基材孔洞底部的形状,可以改善塑性金属材料的流动情况,同时也揭示了实验过程中孔洞底部存在缺陷的原因。     

石油石化装备焊接自动化应用现状与发展趋势

焊接自动化在石油石化装备厂内制造焊接、现场安装焊接,以及维、抢修焊接中发挥着重要作用,本文对钻杆摩擦焊机、螺旋管预精焊生产线、管道预制焊接线、压力容器自动焊接专机、管道铺设自动焊接工作站、大型储罐自动焊接设备及管道维修焊接设备等石油石化行业重要的焊接自动化技术应用现状进行了介绍,指出了石油石化焊接自动化的发展趋势。     

塞棒形式对摩擦叠焊单元成形质量的影响

为解决摩擦叠焊单元成形过程中塞棒与孔侧壁结合强度不足的问题,研究了塞棒形式对摩擦叠焊单元成形质量的影响。采用8种不同形式的塞棒分别进行焊接试验并对接头进行拉伸试验。通过对接头的宏观照片及拉伸试验结果进行对比,分析不同塞棒形式对叠焊单元焊接质量的影响。结果表明,通过对塞棒形式的不断优化,可以减少焊接缺陷,提高焊接质量。     

磁吸式智能焊接机器人的研究

研制了一种用于球罐全位置多层自动焊接的特种机器人.此机器人是由柔性磁轮机构直接吸附在球罐表面进行全位置自动行走与焊接的,其CCD光电艰球系统能依照焊缝平行线在多层多道焊接时进行重复自动跟踪.焊接工艺评定试验结果表明,此焊接机器人实现了无导轨自动焊接全位置焊缝与多层多道焊接的自动跟踪,其自动跟踪精度高,焊缝质量好,工作稳定可靠,已可用于实际焊接生产.     

921A钢激光-MAG复合焊接头组织及性能

针对6 mm厚的921A钢板,采用激光-MAG复合焊接工艺进行对接焊试验,并对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能、耐腐蚀性能等进行了分析。结果表明,采用激光-MAG复合焊工艺可获得成形连续美观的焊接接头,无未熔合、裂纹、气孔等缺陷;焊缝组织为针状铁素体、少量沿晶界析出的先共析铁素体及长条状贝氏体,热影响区组织为马氏体;焊接接头的拉伸性能和冲击性能均符合国家标准要求,焊缝强度高于母材,但塑韧性低于母材。峰值硬度在热影响区,为315 HV,焊缝硬度约为280 HV,符合最高硬度不得超过410 HV的规定。焊缝耐电化学腐蚀性能最强,母材次之,热影响区最低;激光和MAG电弧2种热源共同作用区域的组织分布更加均匀,硬度及耐腐蚀性能较激光单独作用区域有了明显改善。 创新点： 采用激光-MAG复合焊实现了6 mm厚度921A钢板无缺陷对接焊的一次焊接成形。焊缝晶粒更加细化,分布更加均匀;焊缝抗拉强度、硬度、电化学腐蚀性能均高于母材,冲击吸收能量满足船级社要求。     

高压环境下管道焊接技术研究

分析了高压环境下钨极氩弧焊(GTAW)的特点.针对渤海湾海底管道修复,自行设计了一套高压模拟试验装置,该装置主要包括高压焊接试验舱和焊接机器人.进行了高压模拟焊接试验,研究表明,随着环境压力的增加,焊接电流减小,氩气流量增大.在0.1 MPa,0.3 MPa,0.5 MPa和0.7 MPa压力下,选用合理的焊接工艺参数,X56级管线钢均获得了单面焊双面成形的良好效果.     

新型交流脉冲MIG焊接法的研究

采用自行研制的具有方框形外特性的交流脉冲MIG焊接电源 ,又设计了双凹形焊接电流波形 ,即过零前后的电流波形均为脉冲大电流 ,有利于交流脉冲MIG焊接电弧的连续稳定。按照这个新型交流脉冲MIG焊接方法 ,不必加任何稳弧措施 ,可实现电弧的稳定燃烧 ,解决了电弧磁偏吹的问题 ,具有较好的焊接工艺性能 ,用于压力容器的全位置焊接和铝焊接均有很好的焊缝成型