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。     

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。     

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。     

预热温度对U75V激光熔覆成形性能的影响

研究了预热温度对U75V激光熔覆成形的影响,分析了熔覆层显微组织特征和硬度分布。结果表明,当预热温度低于125 ℃时,熔覆层出现了孔洞和熔深分布不均匀的缺陷,整体尺寸波动较大;125 ℃预热成形的多层熔覆层无明显缺陷。在母材预热后,单层熔覆层熔覆区组织由魏氏组织变化为下贝氏体,热影响区主要为粗晶马氏体,硬度变化较小。多层熔覆层熔覆区组织为柱状晶和等轴晶共存,热影响区的马氏体分布在熔合线附近区域。预热后熔覆层的硬度有所下降,预热对马氏体转变的影响较小。     

激光焊接技术在船舶制造中的发展及应用现状

激光焊接技术作为激光加工技术的研究热点之一,近年来在船舶制造领域的应用引起各国的广泛关注,随着造船工业对节能高效、低碳环保、生产自动化的发展要求逐步提高,激光焊、激光复合焊等新型焊接工艺得到了飞速发展。介绍激光焊接技术在船舶制造领域的发展及应用现状,分析激光复合焊在船用铝合金、防锈铝,船用T型高强钢及不锈钢的焊接优势,提出深入研究激光复合焊接工艺在船用合金材料焊接应用的必要性。     

304不锈钢局部干法水下激光填丝熔覆层微观组织及性能

采用自行研发的水下激光填丝熔覆装备,在304奥氏体不锈钢板材表面进行激光填丝熔覆试验,并对空气环境和水下环境的熔覆结果进行对比分析,以探索在水下环境进行304不锈钢的缺陷修复. 通过XRD,EDS,光学显微镜分析了熔覆层的显微组织、化学成分和物相组成,采用显微硬度仪进行了硬度测试,利用动电位极化与交流阻抗谱技术研究熔覆层电化学腐蚀行为. 结果表明,在两种环境下均制备了单层多道熔覆层,且无明显气孔、裂纹等缺陷;熔覆层包括熔覆区、搭接区、相变影响区、熔合区、热影响区,显微组织主要由奥氏体、铁素体、马氏体组成;由于各区域内微观组织及晶粒的大小不同,使得熔覆层硬度呈阶梯分布;在3.5%NaCl溶液中,两种环境熔覆层均呈现出明显的钝化行为,且两种熔覆层耐腐蚀性能相近;所研制的水下激光填丝熔覆装备及工艺,可以满足实际工程对于熔覆层高效制备、成形质量控制及耐蚀性能的要求,可用于水下环境304不锈钢表面的防护与修复.     

高气压环境脉冲MAG焊气体混合比对焊接稳定性的影响

分析了压力环境下气体混合比对脉冲MAG焊飞溅率及焊缝熔池形状的影响. 结果表明,压力环境下相同比例的保护气体在流速不变的情况下,起活性作用的气体组分相对较多,电弧弧柱紊乱加剧,飞溅剧烈,焊接过程极不稳定. 为获得高气压环境下稳定的焊接过程,减小飞溅率,通过提高混合气体配比中氩气体积分数来降低活性气体造成的能量损失,从而减少飞溅. 防止缺陷的产生. 综合考虑飞溅率、熔滴过渡稳定性及焊缝熔池形状等因素,在0.3 MPa环境压力下使用90%Ar+10%CO₂混合气进行焊接可获得最佳的焊接效果. 气体配比的有效调节对于提高高气压环境下脉冲MAG焊焊接过程稳定性和焊接质量具有显著作用.     

高气压环境下脉冲MAG焊稳定性及其电弧电压补偿

统计分析了不同环境压力下脉冲MAG焊的电流电压波形和数据,探讨了其概率密度分布规律与高气压环境下焊接电弧稳定性的关系. 结果表明,随着环境压力增大,能量损失加剧,焊接过程越不稳定. 为了获得高气压环境稳定的焊接过程,采用提高电弧电压的方式来补偿电弧能量损失. 在0.3和0.5 MPa压力环境下,电弧电压分别提高3和5 V时,焊接过程可与常压环境相当. 提高电弧电压方式对高气压环境下焊接稳定性的提高具有显著的作用,该研究可为高气压环境下脉冲MAG焊参数优化匹配提供理论依据与试验基础.     

低透气性煤层瓦斯综合抽采及利用模式探索

为了解决平煤股份八矿瓦斯突出问题,结合自身多年经验,探索出了适合平煤八矿的低透气性煤层瓦斯综合抽采及利用模式。通过“运输巷底抽巷+穿层钻孔”掩护运输巷顺利掘进,在工作面两巷道施工完毕后,从两巷施工本煤层钻孔抽采工作面煤层瓦斯。由于本煤层钻孔轨迹难以控制,容易导致工作面中间出现空白带,因此通过“采面中间底抽巷+穿层钻孔”进一步消除采面中间的突出危险性;开发了本煤层钻孔和穿层钻孔的封孔工艺,满足了瓦斯高浓度抽采。瓦斯抽采保障了发电机组的顺利发电,瓦斯发电量逐年上升;瓦斯抽采和发电利用相互促进,形成了良性循环。     

大型钢制球罐的高效自动焊关键技术研究

就大型钢制球罐自动焊的关键技术进行了深入研究,采用CCD光电测控技术解决了球罐多层多道焊的实时跟踪难题,采用柔性磁轮式机构解决了焊车在球罐上无导轨全位置自由行走的难题,并试验研究了用CO2气体保护药芯焊丝焊(FCAW)进行球罐全位置多层多道焊的工艺技术。在此基础上,研制成了一种5自由度的全位置焊接机器人,能对球罐内外纵缝、横缝及仰缝进行无导轨全自动焊接,达到了高效率、高质量、无人实时操作和低劳动强度。