CO2焊和MAG焊的工艺性能及焊丝的研发与应用

通过CO2气体保护焊和混合气体保护焊(MAG)工艺性能的对比,强调MAG焊在减少熔滴过渡过程中的飞溅、改善焊缝成型、提高焊缝金属冲击韧性方面优于CO2焊接工艺.列举了MAG焊在重要构件如管线钢管等焊接方面的应用实例,提出:对薄板及要求不高的构件可采用纯CO2焊;对中、厚板及对焊缝质量要求(如韧性、外观等)较高的重要构件,推荐采用纯CO2气体 药芯焊丝或富氩(Ar CO2)混合气体 实芯焊丝两种工艺;有条件的情况下应积极使用脉冲MAG电源,以进一步提高焊速,改善过渡.同时重点介绍了日本近年关于焊丝开发(无镀铜实芯焊丝、焊后去应力回火钢材用无再热裂纹全位置药芯焊丝、低相变温度焊丝)与应用方面的研究成果.     

国内外几种GMAW焊丝强韧性对比试验研究

为了掌握油气管道环焊缝用熔化极气体保护焊(GMAW)焊丝的性能,为现场焊接焊材选用提供指导,对国内外几种气保实心焊丝形成的管道环焊缝的强度、韧性进行了试验研究。试验采用50%Ar+50%CO₂混合气体的GMAW方法,在31.8 mm厚的L485管线钢板上进行。试验结果表明,国产的GMAW焊丝在合适的工艺条件下,具有较高的强度和韧性,可用于高强度管线钢管道环缝的焊接。     

长输管道混合气体保护自动焊的工艺研究

研究了管道气体保护自动焊的熔滴过渡形式和混合气体（Ar+CO2）的比例对焊接工艺的影响。保护气体随着CO2比例的增加,熔深在平焊位、立焊位、仰焊位也在相应增加,并且保护气体比例相同时,熔深H立焊＞H平焊＞H仰焊。分析了混合气体比例对管道的焊缝质量、焊接工艺参数和焊丝的熔化速度等方面的影响。结果表明,管道自动焊的混合气体最好为“富氩气体”,其中Ar占80%～85％。     

集装箱用耐候钢W600GJ焊接性能研究

W600GJ钢是武钢首批试制的集装箱用耐候钢,NHG-1焊丝是武钢技术中心针对W600GJ 钢开发研制的高韧性耐候焊丝.按照集装箱用钢的焊接技术条件,对8 mm规格的W600GJ钢板进行了气保焊纵向对接试验.结果表明:NHG-1焊丝与W600GJ钢匹配采用富氩气体保护焊工艺焊接,焊缝具有优良的强韧性,焊接接头综合性能满足钢种的焊接技术条件,所采用的焊接工艺能满足钢种的技术使用要求.     

自保护药芯焊丝中Cr含量对钢管焊缝冲击性能及组织的影响

从自保护药芯焊丝合金元素角度出发,探究了自保护药芯焊丝半自动焊焊缝冲击性能不稳定的主要影响因素。采用两种不同Cr含量的自保护药芯焊丝对同一种钢板进行焊接,对获得的焊缝金属进行了夏比冲击性能检测和金相组织分析,探究了合金元素Cr对自保护药芯焊丝半自动焊焊缝组织及冲击性能的影响。分析结果表明:焊丝中Cr含量较高的焊缝冲击功离散性大,且焊缝中链状M/A含量高。     

H08CrMoVA埋弧焊丝的研制

依据GB/T 12470—2003《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》,进行了H08CrMoVA埋弧焊丝的研制。根据焊接冶金学原理分析了H08CrMoVA埋弧焊丝的熔敷金属最佳成分,结合焊剂对焊丝成分的烧损及过渡,制定了H08CrMoVA埋弧焊丝的盘圆成分范围。按照GB/T 12470—2003对H08CrMoVA埋弧焊丝配合CHF101,CHF350和CHF603焊剂进行熔敷金属性能检测,检测结果显示熔敷金属性能优良。     

X80管线钢环焊缝气体保护焊焊丝的研制

针对X80管线钢的组织与性能特点,研究设计了适用于管线钢现场焊接用Mn-Ni-Mo-Ti合金系气体保护焊焊丝;测试了焊缝金属的化学成分、金相组织、冲击韧性、抗拉强度和硬度。该焊丝的熔敷金属屈服强度600 MPa,抗拉强度645 MPa,-30℃夏比冲击功105 J。该焊丝用于X80管线钢现场焊接结果表明,焊缝抗拉强度645 MPa,-10℃夏比冲击功平均值145 J,焊缝具有很好的强韧性匹配。采用金相显微镜和SEM对使用该焊丝焊缝微观组织和断口形貌分析表明,焊缝金相组织主要为针状铁素体、少量的先共析铁素体和粒状贝氏体的组织,断口为韧窝状,呈现典型的塑性断裂特征。     

X80钢管双连管埋弧环焊用烧结焊剂研制

为了提高X80管线钢管双连管焊缝韧性和焊接工艺性,针对X80管线钢管双连管埋弧环焊工艺,对埋弧焊焊剂进行了优化。以CaF2-MgO-Al2O3-CaO-SiO2渣系为基础,加入稀土硅铁及镍合金等,研制出了一种适合于X80双连管埋弧环焊用烧结焊剂,并按照CDP-G-OGP-OP-081.01—2019-2《油气管道工程焊接技术规定 第1部分》标准进行了X80钢级双连管环焊试焊及焊缝性能检测。结果表明:采用所研制的焊剂配合相应焊丝焊接所得的环焊缝各项性能均能满足管道线路焊接标准要求,且环焊缝具备了良好的强韧性及断裂韧性,焊缝抗拉强度达到690 MPa以上,-10 ℃下焊缝冲击韧性达150 J以上,-10 ℃下焊缝CTOD值超过0.254 mm。     

超高强度X100管线钢埋弧焊焊丝研制

以Mn-Ni-Mo-Ti-B为主要合金系,研制出了一种能够适用于X100超高强度管线钢埋弧焊的焊丝。该焊丝与相应的BG-SJ101H2焊剂匹配,依据GB/T 12470—2003《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》要求,经熔敷金属试验检测,屈服强度685 MPa,抗拉强度780 MPa,-40℃下冲击功均在27 J以上;通过X100钢管埋弧焊接后,焊缝外观形貌、工艺性能良好,力学性能优良,抗拉强度为780 MPa以上,-10℃下冲击功为100 J,实现了焊缝高强度和高韧性的良好匹配,能够满足X100埋弧钢管性能要求。     

超高强度X100管线钢埋弧焊焊丝研制

以Mn-Ni-Mo-Ti-B为主要合金系,研制出了一种能够适用于X100超高强度管线钢埋弧焊焊丝。该焊丝与相应的BG-SJ101H2焊剂匹配,依据GB/T 12470—2003《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》要求,经熔敷金属试验检测,屈服强度685 MPa,抗拉强度780 MPa,-40℃冲击功均在27 J以上;通过X100钢管埋弧焊接后,焊缝外观形貌和工艺性能良好,力学性能优良,抗拉强度在780 MPa以上,-10℃冲击功为100 J,实现了焊缝高强度和高韧性的良好匹配,能够满足X100埋弧钢管性能要求。     

大直径管道CO2气体保护自动焊工艺

西气东输工程主体管道规格为1016×17.5材质为X70,焊接采用STT半自动焊打底NOREAST外焊机自动焊填充、盖面工艺。打底采用JM-58/1.2焊丝,填充、盖面采用JM-680.9焊丝,保护气体为CO2+Ar混合气体。管道焊接初期的主要问题是焊缝仰焊部位气孔密集程度超标,后经大幅度降低工艺参数水平,虽气孔问题得以解决,但出现夹层未熔合现象。在其后的工程应用中,从参数及操作两个方面寻求改进,焊缝无损检测合格率逐步提高。1.初期焊接工艺参数初期焊接工艺参数见表1。表1初期焊接工艺参数层次编号行走速度(″/min)送丝速度(″/min)摆动频率(/min)电…     

高钢级油气管道环焊缝接头性能及质量控制

在介绍管道环焊缝特点及重要性的基础上,分析了典型化学成分X80钢管自保护药芯焊丝半自动焊(FCAW-S)和熔化极气体保护焊(GMAW)环焊缝接头的关键力学性能。结果表明,无论采用FCAW-S还是GMAW方法并匹配相应级别焊丝进行环焊缝焊接,其接头的抗拉强度均满足标准要求。FCAW-S和GMAW环焊接头热影响区的韧性分散性大于焊缝,但是FCAW-S环焊接头焊缝的冲击吸收能量容易出现低值而导致不满足标准要求,而GMAW环焊接头焊缝和热影响区的冲击韧性均满足标准要求。强度匹配和焊接缺陷对管道环焊缝接头性能和承载能力有重要影响。为了保证管道运行安全,需要加强环焊缝焊接质量控制。     

厚壁钢管自保护药芯焊丝半自动焊接头氢含量较高的原因及控制措施

介绍了厚壁钢管自保护药芯焊丝半自动焊的特点及应用情况。结合目前常用的管材和焊接材料,分析了自保护药芯焊丝半自动焊接头氢含量较高的原因,提出了降低厚壁钢管自保护药芯焊丝半自动焊接头氢含量的措施。     

药芯焊丝CO_2气体保护焊在焊接空冷器套管中的应用

焊接天然气空冷器的传统工艺是SMAW方法,生产效率低,经济效益差,焊缝质量难以控制。文章介绍了将药芯焊丝CO2气体保护焊工艺应用于空冷器套管焊接的方法、焊接设备、焊接工艺参数、操作要点及注意事项。采用该方法焊接,不仅焊缝美观,各项技术指标符合设计要求,而且提高生产效率1.52倍,焊接综合成本下降8%,值得在油田同类产品的焊接工程中推广应用。     

活化CO2气体保护焊的研究

详细研究了自制的活性焊丝对CO2气体保护焊的影响.结果表明,使用活性剂可以使焊接飞溅率大大降低,焊缝熔深增加,熔宽增大,深宽比增加,熔滴以细颗粒过渡.分析认为CO2气体保护焊飞溅降低的原因,是因为活性剂的加入在降低了混合气体有效电离电压的同时显著增加了CO2电弧的导电能力,使电弧能量密度增加,从而使中等电流下的熔滴过渡方式由大颗粒过渡转变成细颗粒过渡;焊缝成型的变化是电弧收缩与表面张力变化双重作用的结果.     

螺旋埋弧焊管预焊焊接设备与工艺

介绍了螺旋埋弧焊管预精焊生产中预焊技术的特点及其焊接设备与焊接工艺。采用两台DC1000A进口电源、Ar+CO2+O2三元混合气体配比器、英国某公司开发的激光跟踪系统和哈尔滨焊接研究所研制的陶瓷复合喷嘴可自身旋转清渣的大电流MAG空冷焊枪,结合大电流高速MAG焊焊接工艺进行预焊,对预焊后的试样焊缝成形和金相组织进行了分析,并对精焊后试样的焊缝和热影响区进行了冲击性能分析,得到了预期的结果。     

X70M大壁厚螺旋埋弧焊管丁字焊缝工艺性能研究

X70M大壁厚螺旋埋弧焊管丁字焊缝焊接接头强度过高,经过成型器反变形易产生层状撕裂,焊缝热影响区温度过高易使焊缝组织产生脆化现象,为了确保X70M大壁厚螺旋埋弧焊管丁字焊缝焊接接头的各项性能指标,采用H08D焊丝与SJ101G焊剂匹配进行工艺试验,焊接过程中严格控制层间温度、减小焊接热输入及焊后热处理形式,通过试验得出了合理的焊接工艺。试验结果表明,按该工艺所焊试件的各项性能指标均达到API SPEC 5L PSL2标准及客户技术条件,采用此工艺已成功地生产了数万吨尼日利亚输油管线用管,效果良好。     

水下局部干法焊接用焊材的选择与应用

为了确定水下局部干法焊接用焊接材料,采用GFL-71Ni、GFL-61、MX-100T、MGS-1N和Union Ni2.5五种药芯焊丝,使用FCAW焊接方法,多层多道焊接技术,在平焊位置对E36低合金高强度钢进行水下局部干法模拟焊接试验,并且对采用不同焊接材料获得的焊缝进行了工艺评定。评定结果表明,相对于其他4种药芯焊丝,采用GFL-71Ni焊丝获得的焊接接头不仅平焊焊缝成形较好,未发现缺陷,其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率以及弯曲性能均满足标准要求,且冲击韧性良好,因而GFL-71Ni焊丝在水下焊接的特殊条件下具有更加优良的焊接工艺性。     

气电立焊工艺在5万M3油罐组焊中的应用

介绍了采用气电立焊、使用DWS-43G药芯焊丝进行16MnR钢板焊接工艺及焊接工艺参数、焊接工艺评定试验等技术内容。通过在5万m3大型储油罐安装工程中应用,焊缝质量一次合格率达99.9％。经初步测算,气电立焊的焊接速度约是药芯焊丝自保护自动立焊的1.5倍,约是手工电弧焊的15倍,提高了焊接效率。     

油气长输管道全位置自保护药芯焊丝自动焊接技术

为实现复杂施工环境下的管道自动焊接,利用自保护药芯焊丝具有较好的全位置焊接性、良好的脱渣性与电弧稳定性、未熔合缺陷低、无需保护气体、在风速小于8m/s时不需采用任何防风措施的优势,研制了管道全位置自保护药芯焊丝自动焊接系统(由安装焊炬的焊接小车、导向轨道、自动控制系统、焊接电源及送丝机等组成),应用自保护药芯成品焊丝对X80管线钢进行了焊接试验,确定了合适的自保护药芯焊丝自动焊焊接参数,进而制订了"内焊机根焊+管道全位置自保护药芯焊丝自动焊接填充、盖面焊接"的焊接工艺,并对该工艺焊缝进行了力学性能测试。试验结果表明,管道全位置自保护药芯焊丝自动焊接系统整体性能稳定,焊接过程平稳,可有效提高焊接过程的连续性与稳定性,焊接接头的内在质量、外观成形、力学性能都满足X80管线钢的焊接标准要求,且焊接时不需防风棚,可有效降低管道焊接综合成本。同时,还提出了进一步研发适合于自动焊接的专用自保护药芯焊丝的合理化建议。