搪瓷(喷瓷)管道及其连接技术国内外研究现状

搪瓷涂层具有优异的综合耐蚀性,不老化,使用寿命长,是有机涂层的替代产品.介绍了搪瓷管道及喷瓷管道的国内外发展现状和搪瓷(喷瓷)管道的连接技术.俄罗斯率先将搪瓷技术应用于管道防腐,大大提高了管道的耐蚀性,但设备投资巨大、工序繁多、生产效率低,成本相对较高.中国将热喷涂技术应用于搪瓷管道的生产诞生了喷瓷管道,简化了工艺,降低了成本.搪瓷(喷瓷)管道焊接时会破坏接头处瓷层,需要补口.国内外发展了焊接接头内壁牺牲阳极防护法、用综合冶金治理代替焊后补口技术、不锈钢工艺接头连接法、瓷层自熔覆防护法等方法,实现了搪瓷(喷瓷)管道的连接,解决了焊接接头补口问题.     

不同气氛对2219铝合金TIG焊接头组织和性能的影响

氩弧TIG焊熔深浅、焊接效率低,难以适用于厚板2219铝合金的焊接。针对此问题,分别采用两面四层氩弧TIG焊工艺和氦弧TIG焊打底两面三层焊接工艺进行焊接,分析了不同工艺对接头组织和力学性能的影响。结果表明：氦弧打底的两面三层焊接接头与两面四层氩弧焊接头相比,由于打底层单次热输入量较大,焊缝过时效区硬度大幅下降,焊缝区等轴晶长大、θ相增多,因此虽然硬度、抗拉强度增大,但是延伸率明显降低。合适的焊接速度和电流可以细化接头处的晶粒,抑制第二相的析出和聚集,从而提高接头的力学性能。     

小口径钢管全位置脉冲TIG多层焊的组织分析

采用全位置脉冲TIG焊技术对小口径钢管环缝进行焊接，焊接采用TIG焊打底＋TIG填丝的多层焊工艺，分析了打底焊及每层填丝焊接完成后的打底层焊缝组织。结果表明，采用多层焊工艺可以很好地避免焊缝及热影响区的扩大，并且后焊层对前焊层的再加热作用，可细化晶粒，改善组织。     

1561铝合金TIG深熔焊接头组织与力学性能

采用TIG深熔焊工艺,对1561高镁铝合金进行了焊接,并对接头的显微组织和力学性能进行系统分析.结果表明焊缝中无气孔和裂纹缺陷;打底焊道中部存在“∧”字形粗晶区,其上下部晶粒尺寸细小;双层焊经历第二道的盖面焊后,打底焊道晶粒明显长大,熔合区晶粒晶界发生重熔,焊缝软化现象仍有发生;焊缝和热影响区的显微硬度低于母材,但热影响区并没有表现出明显的软化现象.接头抗拉强度可达314 MPa,表明深熔焊工艺适合于1561高镁铝合金的焊接.     

基于铜套线圈加热器的管道热丝TIG焊模拟技术研究

利用铜套线圈加热器、温控器等元件对自动TIG焊设备进行热丝改造；通过表面熔敷堆焊试验研究了热丝温度、温控器加热温度及热丝速度之间的关系，并建立了热丝速度与温控器加热温度之间的一元化温控模型；通过数值模拟技术及热丝TIG管道坡口对接试验，研究了冷丝TIG打底+热丝TIG填充、盖面组合焊中温度场、应力场的分布及焊缝的力学性能。结果表明，应用铜套线圈加热器装置及一元化温控模型可快捷、高效地通过调节送丝速度实现热丝的恒温控制，操作方便；采用冷丝打底+热丝填充、盖面组合焊方法，焊接接头的力学性能优良，满足使用要求。     

预熔氧化层对AA-TIG焊缝形貌的影响

AA－TIG焊（arc assisted activating TIG welding）是一种新型高效焊接方法,该方法通过焊前采用小电流辅助电弧以Ar＋O：作为保护气体在待焊部位预熔一道氧化层,然后再进行常规TIG焊,可获得深而窄的焊缝．试验通过改变辅助电弧工艺参数来改变预熔氧化层的厚度,分析预熔氧化层厚度对焊缝成形的影响．结果表明,辅助电弧的电流、速度以及辅助电弧中氧气流量对预熔氧化层厚度有很大的影响,辅助电弧中氧气流量越大、辅助电弧热输入越大时,预熔氧化层越厚;AA—TIG焊时预熔氧化层的厚度对焊缝深宽比影响较大,随着预熔氧化层的增厚,焊缝深宽比先增加后减小．     

焊后热处理对输送H_2S介质压力管道维修焊接接头组织性能的影响

采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)打底,焊条电弧焊(SMAW)填充、盖面的焊接工艺对输送H_2S介质压力管道(20钢)进行维修焊接,并对其焊接接头进行720～750℃下保温1h的焊后热处理.对热处理前、后焊接接头组织和性能进行分析研究,结果表明:720～750℃×1h热处理使焊缝区与热影响区成针状分布的魏氏组织铁索体晶粒得到细化,并使其呈退化形态;焊缝区、热影响区与母材的显微硬度整体呈下降趋势;焊接接头抗拉强度大幅度提高,断裂均处在远离焊缝的母材上.焊后热处理有效地降低了焊接接头的残余应力,改变了残余应力的分布特征,使其分布趋于"均匀",拉应力大幅度降低.     

焊后处理对转向架SMA490BW钢焊接接头疲劳性能的影响

本文分别对焊趾TIG熔修、焊趾TIG熔修+退火处理、焊趾TIG熔修+超声波冲击处理这3种焊后处理状态下的转向架构架材料SMA490BW钢的T形焊接接头进行四点弯曲疲劳试验,拟评估3种焊后处理方法对不同焊接方法焊接接头疲劳性能的影响。试验结果表明:焊趾TIG熔修使焊趾处形成了过渡圆滑的重熔区,降低了应力集中程度,改善了接头的疲劳性能;焊趾TIG熔修+退火处理可使熔修区及其热影响区的组织明显细化,减少残余拉应力,进而改善接头疲劳性能;焊趾TIG熔修+超声波冲击处理改善了焊趾的几何外形,降低了焊趾处的应力集中程度,将残余拉应力转变为压应力,并改善了接头区域的微观组织,显著提升了接头疲劳性能。     

对弧焊打底工艺在石化工程中的应用

在石油化工装置（成套设备）的建设中，由于原油质量、炼油化工工艺和技术等诸多因素的影响，不锈钢、耐热钢等高合金钢的应用越来越广泛。因为这些钢在焊接过程中都易氧化，在焊接时，特别是在压力管道TIG打底焊时，常需要对接头背面充Ar保护以防止焊缝背面氧化。但在一些特殊的现场条件下，即使使用大量A汽，也很难达到理想的保护效果。若采用焊条电弧焊进行双面焊，背面需要清根和焊接，劳动强度大且环境条件恶劣；若采用焊条电弧焊进行单面焊双面成形打底焊，一是对焊工的操作技能水平要求高，且很难达到焊接质量要求；二是有时焊接工艺中要求不允许采用焊条电弧焊（如有些大型机泵的入口管线焊缝）。此时，采用对弧焊打底工艺是保证焊接质量较好的方法之一。     

STT气体保护焊技术在管道焊接中的应用

长输管线焊接工程中,焊接是极其重要的环节,管口焊接分根焊及填充盖面两道工序,根焊道的焊接又是管道焊接的关键。根焊道的成形质量直接影响整个焊缝,甚至影响整个施工速度,多年来一直在寻找良好的TIG质量、MIG速度及成本消耗低廉的焊接方法,以提高管道的焊接质量和焊接效率。1 管道施工中传统焊接方法国内在管道焊接施工中,主要采用的施焊方法有：①TIG（氩弧）焊打底,SMAW（手工焊）填充盖面。②纤维素焊条立向下焊打底与填充盖面。③立向下焊打底,CO_2半自动焊填充盖面。④自保护药芯焊丝下向打底,填充与盖面。以上方法…     

35CrMoA+S275NL异种钢焊接工艺研究

在不同的焊接工艺条件下,用自动TIG焊对35CrMoA+S275NL异种钢进行了焊接.通过焊接接头试样,分析了焊缝和热影响区金属的显微组织,并测试了焊接接头的显微硬度.结果表明,在不同的焊接工艺条件下,均能获得冶金结合良好的焊接接头,当焊接电流为100A、焊前进行150℃预热时,获得焊缝金属的组织更细小,非金属夹杂物和...     

TA2薄壁钛管双TIG焊温度场和残余应力分布对接头组织性能的影响

针对纯钛TA2薄壁管的钨极氩弧焊(TIG)高速焊接时出现的咬边、驼峰等成形缺陷,以及焊接效率低等问题,提出采用双TIG焊接工艺,可有效提高焊接速度,改善焊缝成形的解决措施.同时采用ABAQUS对两种焊接方法建立焊接热弹塑性有限元模型,对比分析焊接温度场和焊后残余应力分布,并进一步对焊接TA2薄壁钛管进行显微组织分析及力...     

高速牵引电机加油管断裂原因分析及对策

高速牵引电机在检修维护过程中,电机油堵拆卸时出现油管断裂,对营运车辆的检修造成极大影响。分析高速牵引电机加油管与端盖的焊接结构、焊接工艺的可靠性,以及油堵拧松扭矩增大的原因,探讨加油管焊接方法、焊接结构对油堵拧松扭矩的影响。采用扭矩试验考核焊接接头所承受扭矩情况,结果表明,采用钨极惰性气体保护焊(TIG)代替富氩气体保护焊,可以解决狭窄区域焊缝成形问题,且焊接接头机械性能好;通过增加加油管与端盖的连接焊缝,设立受力支点,能承受较大的扭矩,及时杜绝加油管断裂事故的发生,保证了营运车辆的正常检修和维护。     

新型模用锌基合金焊接接头的组织特征分析

利用透射电镜对新型模用锌基合金气焊接头和TIG焊接头进行了仔细的观察研究,发现焊缝组织为条状的共晶组织,且TIG焊的焊缝组织较气焊法显著细化,母材中的α-Al和β-Zn大多呈颗粒郑状,而焊缝中往往的α-Al和β-Zn呈条状和颗粒状,α-Al颗粒内存在大量的位错和位错环,在β-Zn颗粒内还存在着许多亚晶粒。     

High speed tandem TIG welding of ferritic stainless steel plate

Weld humping and undercut are the most common appearance defects in high speed welding. A high speed tandem TIG welding process was developed to suppress the formation of these appearance defects and to improve the productivity of TIG welding. In this paper, the mechanical properties and microstructure of joints obtained from tandem and single TIG welding were tested and compared. The results show that the sound weld appearance can be obtained by tandem TIG welding at the welding speed of 3 m/min for 1.5 mm thick 409L stainless steel plate. The mechanical properties of the tandem TIG welded joint are in the similar level with single TIG welded joint. The analysis of the tandem TIG welding process indicates that the assistant arc with a push angle can prevent the liquid metal flowing backward to the trailing region of weld pool and the premature solidification of thin liquid layer in the gouging region.     

双相不锈钢水下局部干法TIG焊接工艺

以核电厂定位销水下焊接为研究对象,研制双层气体保护的局部干法水下TIG旋转焊枪,运动轨迹通过直流电机带动钨极绕固定直径转动实现. 对核级材料Z2CN19-10控氮奥氏体不锈钢进行焊接,研究局部干法水下TIG焊接焊缝成形,优化工艺参数,结合热循环曲线及电弧形态,分析焊接接头显微组织及力学性能. 结果表明,当焊枪的内层和外层保护气均通氩气时,焊缝成形良好,电弧形态稳定;增大焊接电流或减小焊接速度均使焊缝熔深增大,熔宽增大;对比水下焊接接头和陆上焊接接头发现,水的快速冷却作用会促使熔合线附近的铁素体的形态由树枝状转变为板条状,奥氏体含量减少,焊缝中心晶粒细化;水下焊接接头的显微硬度和力学性能略高于陆上焊接接头.

     

Effects of a double sided heating method and its controlling parameters: Development of a residual stress control method for butt-welded pipe joints (1st Report)

Abstract

This paper describes a new stress improvement method to reduce tensile residual stress on the inner and outer surfaces near butt-welded pipe joints. Its procedure is as follows. An annular region on both sides of the weld line is heated from the outside at the same time to generate a temperature differential between the weld line and region being heated. The region being heated and the welded joint are not actively cooled after completion of heating. That is to say, the proposed method involves the whole circumference on both sides of the weld line simply being left to cool after heating and includes no water cooling or movement of heating position as required by the low-temperature stress relaxation method. A tensile strain is generated on the inner surface near the welded joint to produce plastic deformation by tensile stress when the annular region is heated. The tensile stress after cooling is reduced by this plastic deformation. The two sided heating method can therefore be expected to exert a satisfactory and stable residual stress control effect.

The authors show the mechanism and effect of the proposed method by an FEM analysis. The effects of the controlling parameters of the method – such as e.g. the heating width, heating position, and heating conditions (intensity and time) – on the residual stress are studied. The proposed method is applied in practice to 4BSch40 (OD = 114.3 mm, t = 6.0 mm), 4BSch160 (OD = 114.3 mm, t = 13.5 mm), and 20B (OD = 508.0 mm, t = 8.0 mm) stainless steel pipe welded joints, and the changes in the residual stress are measured. The measured welding residual stress on the inner surface near the GTA (TIG) welded joints is more than + 200 MPa. The residual stress on the inner surface near the welded joints decreases, changing to compression in all joints after treatment by this method.