镍基合金A-TIG焊技术的研究

<正> 哈工大焊接国家重点实验室根据被焊材料的冶金特点及物理化学特点,研制了A-TIG焊活性焊剂,并通过活性化焊剂的成分、焊接工艺参数,了解它们对焊缝成形、焊接接头的组织和性能的影响,开发出较为理想的镍基高温合金A-TIG焊工艺。     

304不锈钢A-TIG焊的试验研究

主要研究在304不锈钢焊接时涂敷活性焊剂和未涂敷活性焊剂对焊缝成形的影响。试验结果表明304不锈钢采用A-TIG焊时,涂敷活性焊剂的焊缝熔深显著增加,熔宽有所减小;活性剂使熔池横截面形状发生明显变化,即焊缝上部比较宽、中下部变得很窄,这主要是由表面张力梯度的变化引起的。     

锅炉、压力容器制造中埋弧焊烧结焊剂的应用

埋弧焊具有焊接生产率高、质量稳定、劳动条件好、自动化程度高等特点,埋弧焊剂是埋弧焊的主要焊接材料之一,按其制造工艺分为:烧结焊剂、熔炼焊剂、陶质焊剂。 我国多年来主要使用熔炼焊剂,埋弧焊焊剂品种较少。从90年代引进国外烧结焊剂和陶质焊剂生产技术以来,国内已可以生产SJ101、SJ501、SJ601等30多个品种的烧结焊剂。     

超细颗粒焊剂约束电弧用于超窄间隙的焊接

为实现电弧约束良好、焊接过程稳定可靠的超窄间隙焊接,基于窄间隙埋弧焊的众多优点和对超窄间隙中的电弧进行约束以防止电弧攀升的思路,提出采用超细颗粒焊剂约束电弧以实现超窄间隙焊接的方法,研制专用的焊枪,开发出采用v形金属丝网衬垫焊剂颗粒的超窄间隙焊接工艺.结果表明,超细颗粒焊剂熔化后形成的熔渣壁可对电弧进行有效约束,实现稳定可靠的超窄间隙电弧焊.随着焊剂颗粒尺寸的减小,因焊剂松装密度的增加使得形成凸焊缝的倾向增加.采用V形金属丝网衬垫焊剂颗粒的工艺进行超窄间隙焊接,可以显著增强电弧对侧壁根部的加热效果,获得足够的侧壁根部熔透深度,从而保证了超窄间隙焊缝的熔合质量.     

埋弧自动躺焊

埋弧自动躺焊是一项新的焊接技术,它具有埋弧自动焊和躺焊的一些主要特点。这一焊接新工艺特别适于埋弧自动焊接效果欠佳的厚工件的焊接,如工件厚度大于20～25毫米的平焊直线焊缝和角接直线焊缝,并可一次成型,其焊接质量优于埋弧自动焊和躺焊,而且不用焊条和焊丝,仅用普通圆钢和焊剂,焊接效率特别高。1.工艺原理及特点埋弧自动躺焊是将经过处理的圆钢,放置于水平直线或角接直线焊缝上,在圆钢的一端和工件上接焊机电极(如图所示),在圆钢的另一端与工件之间引火起弧,利用自动焊剂埋弧,电弧在自动焊剂复盖下,随圆钢的逐渐熔化而移动,最后完成埋弧自动焊接过程。     

提高T/R 组件LTCC 大面积焊接钎透率的先进工艺

在生产T/R组件时,低温共烧陶瓷(LTCC)的大面积焊接常常遇到钎透率偏低的情况。由于焊接面和焊片上存在污染和氧化层,因而焊接面和焊料润湿性偏差;由于大面积焊接时没有恰当的保护气氛和还原气氛,因而焊接面和焊料非常容易重新氧化;焊剂的不恰当使用也会产生一些焊剂残留:这一切都是钎透率偏低的重要原因。文中介绍了改善焊接面和焊料润湿性的一些有效方法,如等离子体化学清洗和新颖的氢等离子体再流焊接技术。采用这些先进技术可以实现大面积焊接的无焊剂化,这些先进技术在提高LTCC基板大面积焊接钎透率方面将发挥重要作用。     

不同焊剂焊接12Cr1MoVG钢的对比研究

文中简要分析了珠光体耐热钢12Cr1MoVG的焊接工艺特点,并根据埋弧焊焊接时焊剂分别采用SJ101和HJ350产生的不同效果进行了简要的对比分析。     

2.25Cr-1Mo钢封头拼缝的性能研究

2.25Cr-1Mo钢封头拼接采用自动焊方法焊接,焊丝和焊剂选用US521S配PF200。封头在热成形后,经正火+回火恢复材料性能热处理和焊后退火处理,焊缝力学性能和抗回火脆化性能均能满足工程要求。通过见证件的解剖检验,表明该制造工艺可用于产品制造。     

焊接热输入对核岛设备用碳钢埋弧焊熔敷金属性能的影响

正1.概述埋弧焊是压力容器等重要钢结构制作的主要焊接方法,但由于焊接热输入量较大,易造成熔敷金属组织劣化、韧性较低,因此在埋弧焊焊丝、焊剂研究开发过程中需要研究不同焊接热输入条件下的熔敷金属组织、性能状态及变化趋势,从而确定埋弧焊焊丝、焊剂适用的焊接参数范围,以保证核电工程应用条件下     

15MnVN(Cu)钢焊接性能试验研究

本文对30mm厚的15MnVN(Cu)正火钢板进行了可焊性试验及焊接接头性能试验。可焊性试验结果表明,试验用钢板焊接时应进行预热。用结557焊条进行手工焊、用H08MnMoA+焊剂431及H08MnMoA+焊剂350进行自动焊的焊接接头性能试验表明,手工焊缝的强度及韧性(a_K、NDT温度及δ_R)均很理想,焊剂350的自动焊缝的冲击韧性优于焊剂431的。     

表面活性剂对TIG焊电弧现象及焊接熔深的影响

在变动焊接电流下检测电弧电压,考察A-TIG焊电弧收缩及活性剂的影响。采取适当的试验方法研究A-TIG焊活性剂对电弧现象及活性剂涂敷量对焊接熔深增加的作用。结果表明,A-TIG焊电弧是否产生收缩与所使用的活性剂有关,即使在电弧未产生收缩情况下,表面活性剂仍然对焊接熔深的增加有较大的作用。     

Multi sensor data fusion for improving performance and reliability of fully automatic welding system

This paper presents a new generation of system for pressure vessel and shipbuilding. Typical pressure vessel and ship building weld joint preparations are either traditional V, butt, fillet grooves or have narrow or semi narrow gap profiles. The fillet and U groove are prevalently used in heavy industries and shipbuilding to melt and join the parts. Since the wall thickness can be up to 6 in. or greater, welds must be made in many layers, each layer containing several passes. However, the welding time for the conventional processes such as submerged arc welding (SAW) and flux cored arc welding (FCAW) can be many hours. Although SAW and FCAW are normally mechanized processes, pressure vessel and ship structures welding up to now have usually been controlled by a full time operator. The operator has typically been responsible for positioning each individual weld run, for setting weld process parameters, for maintaining flux and wire levels, for removing slag and so on. The aim of the system is to develop a high speed welding system with multi-torch for increasing the production speed on the line and to remove the need for the operator so that the system can run automatically for the complete multi-torch multi-layer weld. To achieve this, a laser vision sensor and a special image processing algorithm have been made. Also, the multi-torch welding system can be applicable for fine grained steel because of the high welding speed and lower heat input compared to a conventional welding process.     

Numerical analysis of weld pool for galvanized steel with lap joint in GTAW

Galvanized steel is widely used and its demand is growing in automotive industry due to high quality requirement for corrosion resistance. Although there are a lot of demands on using galvanized steel as automotive parts especially for outer body, it has a grave flaw in its welding process. The difficulty is low weldability due to various defects such as porosities and blow holes in weldment, which occurred during welding. A solution to prevent these defects is using hybrid welding process, with two more welding processes. One of the hybrid solutions is using Gas tungsten arc welding (GTAW) as leading position in order to remove the zinc (Zn) coating on the surface before the followed practical fusion welding process. In this research, a numerical analysis model which can predict the eliminated Zn coated layers and the area of Fusion zone (FZ). Developed numerical analysis model was validated through comparing experiment to simulation. Basically, arc heat flux, arc pressure, electromagnetic force and Marangoni flow were employed as the boundary conditions and body force terms. Governing equations such as the continuity, momentum, Volume of fluid (VOF) and energy equations were adopted as usual. In addition to previous model, concentrated arc heat flux and contact thermal conductance models are newly suggested and showed successful result. They are adopted to realize edge concentrated arc and interfacial thermal conductance in lap joint fillet arc welding. Developed numerical analysis model successfully simulated the weld pool and temperature profile therefore the predicted Zn removed area considerably coincided with experimental result.

     

5万m~3LNG储罐9%Ni钢的焊接和质量控制

结合5万m3LNG低温储罐的建造,对9%Ni钢的埋弧自动横焊和手工焊条电弧焊进行了大量的工艺试验,试验表明,采用ERNiCrMo-4焊丝、相应的焊剂和合适的焊接规范能得到性能合格的焊接接头,并能实现自动焊接。介绍了大型LNG储罐9%Ni钢底板和壁板安装制造的焊接工艺及焊接顺序,控制了内罐的焊接变形;并介绍了9%Ni钢焊接质量检验的过程和射线检验采取的有效措施,保证了5万m3LNG储罐的施工质量,为LNG储罐施工的焊接检验积累了经验,对LNG储罐的建造具有重要的实用价值。     

不锈钢复合板焊接接头晶间腐蚀失效分析

针对不锈钢复合板焊接接头出现晶间腐蚀裂纹问题,采用光学显微镜、扫描电镜、XRD等技术手段对复合板焊接接头的组织、成分以及相组成进行检测和分析,对焊接工艺规范和热处理制度对焊接接头耐蚀性的影响进行探讨。结果表明,接头焊缝区铁素体含量18．3％,晶粒度9．5级,过渡层焊缝铬的含量9．58％,低于耐蚀性要求;接头产生了σ等硬脆相,这些因素都增大晶间腐蚀敏感性;焊接线能量过大,将降低接头的腐蚀性能;复合板整体消应热处理可以取消。     

加氢裂化装置排凝管裂纹分析及控制措施

借助无损、宏观、化学、金相、断口扫描、能谱等检测方法,对发生的两起加氢裂化装置管线排凝管(由0Cr18Ni9Ti制作)焊接区破裂损伤性质、特征、成因等进行试验分析。结果显示,破坏主要由Cl-引发的应力腐蚀开裂造成,H2S对开裂过程起促进作用;介质中含Cl-和H2S,并存在局部富集,是诱发应力腐蚀开裂的关键因素;外部条件(管线焊接区外保温材料被含较多Cl-的水液较长时间浸湿)也不可忽视;较高焊接残余应力和较宽敏化区范围,导致裂纹主要在焊缝区和加强管嘴侧扩展。并给出了相应的控制与处置措施。     

YJ657碱性药芯焊丝研制

研究了ＹＪ６５７碱性药芯焊丝药芯粉的成分配比对焊接工艺性能的影响。结果表明：在ＭｇＯ－ＳｉＯ２－ＣａＦ２组成的碱性渣系中,用一部分氟硅酸钠代替萤石,不仅能提高焊接电弧的稳定性,而且能减少焊接飞溅,但锆英石不能改善ＭｇＯ－ＳｉＯ２－ＣａＦ２组成的碱怀熔渣的脱渣性。开发出了焊接工艺性能良好,焊缝金属强度和低温冲击韧度高的ＹＪ６５７碱性药焊丝。     

活性电子束焊接法研究

研究了表面活性剂在电子束焊中的行为,结果发现使用活性剂可以使电子束焊的熔深增加。在研究单一活性剂对焊接熔深影响规律的基础上,研制了由SiO、TiO2和Cr2O3等组成的不锈钢电子束焊活性剂,可使散焦电子束焊接熔深增加2倍多,焊缝表面成形良好。使用活性剂后,聚焦电流和束流对电子束焊熔深增加有较大影响。分析电子束焊熔深增加的原因认为:一方面,活性剂改变了熔池金属的表面张力梯度,使熔池金属的流动方向发生了改变,因此电子束焊熔深增加,焊缝变窄;另一方面,涂层物质的熔点较高,它的存在减小了电子束熔化母材的区域。在以上试验和分析的基础上提出了活性电子束焊的概念。     

窄间隙埋弧焊的特点及未来发展

本文对在我国应用逐渐广泛的窄间隙埋弧焊的产生与发展进行了回顾,介绍了窄间隙埋弧焊产生的原因及其特点,对其在实际应用中表现出的优点和缺点进行了总结。优点包括更好的焊接质量、更小的焊接变形和残余应力以及节省焊接填充材料和能源,缺点包括熔合问题、脱渣问题以及使用何种焊剂。阐述了目前市场上销售与企业中实际应用最广泛的窄间隙埋弧焊机的特点以及未来窄间隙埋弧焊技术与自动焊机的发展方向,对于进一步的研究具有借鉴意义。     

不锈钢埋弧焊金属芯焊丝的研制及其工艺性能

研制了一种不锈钢用埋弧焊金属芯焊丝GDMA308,配合HJ260用于0Crl8Ni9不锈钢的焊接。对研制的焊丝与常用的实芯焊丝HOCr21NilO进行了力学性能、晶间腐蚀性能和工艺性能比较。结果表明:GDMA308焊丝焊接接头克服了实芯焊丝焊接接头产生的“黑皮”现象,脱渣性能优良;接头力学性能符合GB／T 17853-1999、抗晶间腐蚀性能符合GB 4334．5-2000要求。