导弹壳体搭接焊缝的熔深适应控制技术研究

本文讨论一种适用于舰对空导弹壳体脉冲ＧＴＡ搭接焊缝的熔深适应控制技术的研究结果，该控制系统采用光纤光电传感器检测焊接过程中焊缝的实时熔池深度，并据此调节脉冲焊接电流宽度，产品焊接试验表明它可以使搭接焊缝熔深控制在产品设计要求的范围之内，文中还提出了进一步提高熔深控制精度的途径。     

石油矿场用圆形容器制作工艺及质量管理控制

a)底座封闭焊接，焊接深度角缝下2mm，焊缝高度≥基材厚度；表面平整光洁。b)罐体封闭焊接，内外焊接厚度≥1．5倍的罐体厚度；焊缝外高出体板≥2mm；焊缝宽度≥13mm；不允许有夹渣；气孔≤2个；不得有咬边及渗漏；尺寸精度 2mm。     

坡地新型内焊机及全自动焊接工艺

如何实现管道连续性、安全性作业逐渐成为坡地管道施工亟待解决的难题。为此，研制了CPP900-FIW48新型内焊机，制定了“内焊机根焊+双焊炬自动焊机外焊”全自动焊接工艺。通过力学性能试验和现场工艺试验进行相关试验研究。试验结果表明：新型内焊机及其配套的全自动焊接工艺可在山区、丘陵等坡地管道上坡与下坡施工中实现连续、安全及根焊至盖面焊全工序的自动焊接；其自动对中定位、一键遥控自动焊接等功能，可提高焊炬中心基于管端定位的精度与效率，从而实现内环缝焊接全过程自动化；15°～30°坡度范围内管道环缝焊接应重点控制热输入量、焊接电压、焊接电流等，且通过焊接参数的适时调整控制熔池下坠。所得结论可为坡地管道自动焊作业提供技术指导。     

管道自动焊接过程中微调控制的作用机理

为了实现管道自动化焊接过程自适应调节,在分析了错边量、间隙、干伸长等一元或多元变量因素对管道自动化焊接过程影响的基础上,研究了焊接过程中微调动作在改善焊缝成形及保证自动化焊接质量方面的作用机理。研究结果表明:通过对焊枪位置、摆动幅度以及焊接速度的适时调节来控制不同变量因素条件下热输入、熔池液态金属流动和焊丝填充量的变化,优化焊接工艺参数与焊缝成形系数的匹配,可大幅减小钢管尺寸误差、坡口加工和组对等因素对焊缝成形的不良影响;微调动作机理应用在焊缝追踪系统中,可以为实现管道焊接全自动化、智能化控制应用提供理论和试验依据。     

基于ANSYS的小直径管道铜衬垫焊接研究

为保证小直径管道的焊接质量,采用添加铜衬垫的单面焊双面成形方法对小直径管道进行焊接。通过ANSYS软件对小直径管道的合理焊接电流数值进行研究,并对焊接后的小直径管道焊接接头进行表征测试与试验分析,根据仿真试验结果确定小直径管道最佳焊接电流数值。研究表明,最佳的小直径管道焊接电流为100 A,在此焊接电流参数下得到的焊缝正面呈鱼鳞状且背面成形饱满,其金相组织为细小且相互平行的柱状晶,焊缝处显微硬度为205.7HV10,抗拉强度为585 MPa,伸长率为13.7%,获得的焊缝性能较为理想。     

压力容器埋弧自动焊焊缝终端裂纹产生原因及其预防

从焊接温度场、熔池的构造、冷作残余应力和熄弧板功能等方面分析了压力容器埋弧自动焊焊缝终端产生裂纹的原因 ,指出可从提高冷作加工精度、提高焊缝的形状系数以及选择合适的熄弧板等方面入手防止焊缝终端裂纹的产生     

基于参数匹配分析法的全自动焊接技术管理研究

国内长输管道的快速建设推动了全自动焊接技术的发展。全自动焊接设备与参数的稳定性对焊层尺寸、焊接合格率影响较大，是全自动焊接技术的管理重点。对全自动焊接参数与焊层厚度进行测量与分析，结果表明：焊接参数的匹配性是影响焊层厚度与稳定性的重要因素。焊接速度与送丝速度两个参数的相对变化情况对熔池内熔化金属量具有较大影响，会导致焊接厚度的变化。通过匹配焊接线能量与单位长度焊接面积，单位焊接体积能量更为稳定，焊丝金属在熔池内与母材金属能够良好熔合，从而保证焊缝质量合格。焊接参数的平稳性有利于焊层厚度更为均匀，实现薄层多道焊。全自动焊接标准化管理为全面开展长输管道全自动焊接的推广应用提供了管理思路。     

管道在役焊接修复残余应力分析及应用

目前,对在役焊接的研究多集中在套袖焊接接头变形过程与失效机理方面,对套袖的焊接尺寸和应力分布研究较少。为研究管道在役焊接修复残余应力的分布规律及影响区域,采用ANSYS软件建立套袖焊接有限元模型,分析焊接线能、套袖壁厚、管径及压力对套袖焊接残余应力分布的影响,确定套袖最佳壁厚的计算方法,探究管道壁厚、外径、压力及缺陷尺寸与腐蚀应力分布的关系,建立套袖焊接尺寸计算准则并进行现场应用。研究结果表明：套袖焊缝边缘的轴向应力最大,易出现应力破坏现象,焊缝外侧为压应力,内侧为拉应力,主要与熔池冷却收缩效应有关;在熔池冷却收缩和对流换热共同作用下,焊接残余应力分布随套袖壁厚的增大而增大,焊接线能、管径和压力的影响作用可忽略;应力峰值随套袖壁厚的增大先减小再增加,套袖壁厚选取临界壁厚值时焊接点出现氢致开裂的风险最低。所得结果对管道修复时确定套袖的壁厚和焊接尺寸具有指导意义。     

16Mn管线钢管在役焊接修复的研究

在役管道焊接修复可以解决泄压停输修复中的修复工期长,经济损失及环境污染较大等问题,具有很广的应用前景。研究了16Mn管线钢管在役焊接修复过程中接头的组织与性能,研究结果发现：焊接电流为110A时,增大冷却速度,焊缝出现更多的侧板条铁素体和上贝氏体,热影响区(HAZ)甚至出现了M-A组元;在流动水冷却下,增大焊接电流,侧板条铁素体减少,焊缝的柱状晶比例减小,等轴晶比例增加;采用多层多道焊可以改善结晶条件,细化组织,降低硬度,对焊接接头有益。     

无氧铜电子束焊接试验与分析

为了研究电流对无氧铜电子束焊接接头金相组织与性能的影响,采用30 mm厚的无氧铜板作为研究对象,选取不同电流进行电子束焊接试验,并对母材和焊接接头的显微组织进行了对比分析。结果表明:随着焊接电流的增大,焊缝宽度增加幅度不大,焊缝厚度增加明显,显微组织为铸态等轴晶粒,140 mA电流条件下焊缝柱状晶细化,接头塑性、韧性明显增强。     

珠江口盆地白云凹陷现今地温场特征及构造—热演化史

白云凹陷已成为珠江口盆地最重要的深水勘探靶区,但其复杂的高、变地温特征制约了进一步油气勘探与资源评价。利用大量实测岩石热导率和生热率数据,建立岩石热物性柱,并结合实测钻孔温度、低温热年代学参数及地球动力学方法,系统研究了白云凹陷现今地温场和构造—热演化史。251个岩心样品的岩石热导率介于1.131～4.478 W/(m·K)之间,平均为2.258 W/(m·K);106个样品的岩石生热率介于0.868～1.735μW/m³之间,平均为1.499μW/m³。白云凹陷岩石热导率从韩江组至文昌组逐渐增大,而岩石生热率随深度增加而减小。白云凹陷现今大地热流介于66.6～139.1 mW/m²之间,平均为89.7±14.7 mW/m²,表现为由西北向东南逐渐增大的特征。同时,白云凹陷1～5 km埋深处地层温度随深度增加而逐渐增大。6个基底样品的低温热年代学参数联合反演揭示出白云凹陷各构造单元经历了不同的古温度史,这主要与区域性构造抬升—沉降作用与基底热流变化有关;地球动力学模拟明确了白云凹陷新生代以来经历的始...     

UNS S31803双相不锈钢的TIP TIG焊接工艺

为了研究TIP TIG焊接工艺在UNS S31803双相不锈钢焊接中的应用,采用TIP TIG焊接工艺在纯Ar气体环境下对UNS S31803双相不锈钢进行焊接,测量并分析焊接接头的力学性能。结果表明,焊接接头具有较好的强度、塑性和韧性,焊接接头的力学性能满足相关标准要求;焊接接头显微组织均为奥氏体+铁素体,未见其他金属间化合物和析出相产生;焊缝区的铁素体含量平均为42.5%,热影响区铁素体含量的平均为47%,焊缝和热影响区的铁素体含量均符合相关要求;点腐蚀速率未超过4.0 g/(m²·d),满足项目规格书的要求,焊接接头耐腐蚀性能较好。结果表明,采用TIP TIG焊接工艺可提高UNS S31803双相不锈钢的焊接质量,改善焊接接头的力学性能。     

316L不锈钢电子束锁底焊接接头成形及显微组织

针对激光焊对316L不锈钢进行锁底焊接时,焊缝出现气孔,裂纹等缺陷的问题,采用电子束焊接的方法对316L不锈钢进行锁底焊接,并对其焊接接头焊缝成形及显微组织进行了研究。研究结果表明,当焊接速度一定时,316L不锈钢随着焊接电流的增大,焊缝熔深变化不大,余高和熔宽都逐渐增大,焊缝深宽比由3.48减小至3.01;当电子束流一定时,随着焊接速度的增大,焊缝余高先增大后基本不变,熔深和熔宽都逐渐减小,焊缝深宽比由3.03增大至3.38。典型焊接接头组织主要为铁素体-奥氏体组织,且随着焊缝深度的增加,晶粒逐渐细化。焊缝边缘主要由密排的柱状枝晶、少量等轴晶组成;焊缝中心区域由细小的等轴晶、少量柱状枝晶组成;焊缝底部主要由呈片状细小的等轴晶组成。     

电弧超声技术在焊接工艺中的应用研究

对电弧超声技术的应用情况进行了综述,分析了电弧超声对焊接接头宏观形貌、焊缝及热影响区金相组织及力学性能的影响规律。分析表明,在电弧超声作用下,显著增强了焊接熔池搅拌作用、加快了焊接热传导,随着激励频率的增加,熔深基本不变,熔宽增大,粗晶区宽度减小,细晶区宽度增大;焊缝、熔合区、粗晶区、细晶区金相组织均明显细化,焊缝区的组织分布更趋均匀化;降低了焊接接头对热输入的敏感性,并使焊接接头在较高的焊接热输入水平下仍能具有良好的冲击韧性,尤其可显著提高焊接接头的低温冲击韧性;能够改善焊缝及其周围区域的残余应力分布,使其分布均匀,变化幅度减小。     

微量元素对管道焊缝性能的改善

在焊条中添加微量元素Ce、Y、Ca、Ba和Zr，有利于改善石油天然气管道焊缝的金属性能，俄罗斯专家对此做了一系列实验和研究。结果表明添加微量元素有利于提高焊缝金属平面应变断裂韧性KIC，提高裂纹张开位移δc，减小裂纹扩展速率dα／dN改善焊缝金属的组织结构。通过大量的试验和研究，俄罗斯焊接学者确定了焊缝中微量元素的最佳含量，并建立了相关参数的数学模型。     

2205双相不锈钢激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响

对5 mm厚2205双相不锈钢钢板进行了激光焊接试验,通过改变激光功率、焊接速度和离焦量,观察不同工艺参数下焊缝形貌、熔宽、熔深的变化情况,研究了激光焊接工艺参数对2205双相不锈钢焊缝成形的影响。结果表明,随着激光焊接功率的增加,焊缝熔深和熔宽逐渐增加,在大功率时出现"沙漏状"焊缝;焊接速度增加,热输入降低使熔宽和熔深逐渐减小;合理离焦量影响焊缝热输入,决定焊缝成形效果。     

环焊缝余高及热影响区宽度对管道环焊接头轴向承载能力的影响

以OD559 mm×31.8 mm L485管道为研究对象,采用有限元方法研究了其环焊缝余高和热影响区宽度变化对熔化极气体保护焊(GMAW)环焊接头的轴向承载能力影响。研究结果表明,当环焊缝和母材是高强匹配时,GMAW环焊接头的轴向极限载荷和轴向平均应变随HAZ宽度增大而减小,失效位置由管体转移到热影响区。当HAZ宽度小于2 mm时,即使HAZ的强度比母材强度低20%,在拉伸载荷下环焊接头的轴向应变也主要发生在母材。环焊缝余高高度和宽度增加对GMAW环焊接头轴向极限载荷和轴向平均应变影响较小,但较大的焊缝余高高度和宽度会导致管道内壁根焊两侧附近产生较大轴向应力和应变而发生失效。     

输送管环焊缝附近管体缺陷分析

对某管道对接环焊缝进行X射线检测时,发现环焊缝附近管体部位存在多个密集性圆孔缺陷。为了确定这些圆孔缺陷形成的原因,对缺陷钢管进行了宏观分析、X射线检测、金相分析、扫描电镜(SEM)及能谱分析,并对这些试验结果进行了综合分析。分析结果表明,钢管环焊缝附近管体密集型圆孔是焊接过程中焊接金属熔池附近管体材料在高温下熔化后重新结晶过程中产生的气孔缺陷。建议选择强度稍低的焊接材料,并严格控制现场作业,做好焊口预热准备工作,控制好工艺参数,防止焊接熔池体积增大、熔池过热度增加而对焊缝附近母材的性能造成不良影响。     

环焊缝根部内凹缺陷对管道内压承载性能的影响

环焊缝是工业钢质管道的重要结构,管道的环焊缝中常常存在一些焊接缺陷。环焊缝根部内凹缺陷是管道环焊过程中产生的一种体积型缺陷,该缺陷可引起较大的应力集中,降低焊接接头的承载性能。基于弹塑性有限元理论,建立了含内凹缺陷管道应力仿真模型,分析了服役压力和极限爆破状态两种典型工况下管道缺陷局部区域及管体应力分布规律,研究了内凹缺陷尺寸参数对管道结构完整性及极限内压承载性能的影响。结果表明,在正常服役压力下,内凹缺陷端部的等效应力最大约为18.59 MPa,而距离内凹缺陷区域较远的管体所承受的应力约为13.18 MPa。在极限爆破工况下,内凹缺陷区域出现较大面积的塑性区,该区域的最大等效应力约为469.5 MPa,超过了焊缝的抗拉强度451 MPa。另外,内凹缺陷径向深度、环向长度和轴向宽度尺寸会引起正常运行工况下管道的最大等效应力发生变化,等效应力变化幅度可达到25%,管道极限内压承载性能随内凹深度的增大而减小。     

咬边缺陷对压力管道焊接接头应力集中的研究

从数值模拟入手,采用大型有限元软件ANSYS研究了不同尺寸、不同位置的咬边缺陷对压力管道焊接接头应力集中系数的影响.计算结果表明,咬边缺陷对压力管道焊接接头产生了十分明显的应力集中,其影响程度与咬边的深度、宽度和位置有关,锐度越大应力集中系数就越大.