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活性焊接法在管子焊接中的运用探讨

作者:未知

  摘 要 活性焊接法作为一种焊接新工艺,需要将活性焊机剂涂敷在待焊区域处,促使焊缝的熔深增加。与传统的电弧焊、钨极氩弧焊相比,具有生产效率高、质量可靠、价格便宜、成分组成范围宽及来源丰富等特点,在焊接中应用具有良好的发展前景。本文将活性焊接法作为主要研究对象,探究其在低碳钢管及不锈钢管中的运用。
  关键词 活性焊接法;管子焊接;低碳钢管;不锈钢管
  前言
  活性焊接法主要是指将活性剂薄涂在焊施焊板材的表面位置处,进行TIG焊,大大增加焊接的熔深。在该种方法下,相比于传统的TIG焊,熔深高达2~3倍,单面焊可双面成形。在焊接过程中,通常是采用I形坡口,并且无法添加焊丝。根据以往的经验来看,对于厚度为10mm的奥氏体不锈钢可采用一次焊透方式,单面焊可双面成形。活性焊接法还属于一种较厚工件精密焊接法,为了能够将其优势充分地发挥出来,应采用气体保护自动焊方法,被广泛应用于薄板焊接中。
  1 在低碳钢管中的运用
  低碳钢管中的硅、锰、碳含量较低,在通常情况下经过焊接不会产生淬火及硬化组织,焊接性能良好。使用的焊接设备为全中文数字焊机,主要是应用数字化控制系统,共16个分区,在焊接中采用缓降过程控制技术,焊接再现及成型效果好。在焊接前应做好相关的处理工作,由于低碳钢在使用过程中极容易出现腐蚀,为了不对焊机效果造成影响,通常在焊接前会使用砂纸对表面的铁锈进行打磨。对去除完铁锈的钢管进行对接,使用活性焊进行点焊。待点焊工作结束后,在小烧杯中倒入适量的低碳钢活性剂,并加入适量的丙酮,调整糊状,涂抹在焊接缝上[1]。
  从焊接成品中可以看出,在低碳钢管焊接中,第一区间处,焊接表面平整,未出现突起状,并且内表面也未出现凹陷,从水平方向上能够快速达成力的平衡,焊缝成形均匀,未出现明显的凹陷和突起。第二区间处,作为仰焊机立焊的过度区间,在焊缝的表面处,可见明显的突起状,内表面有明显的凹陷状,对熔池所产生的支持力相对较小,重力对焊缝成型造成了较大的影响。熔池体积越大,对焊缝成形的影响便越大,在力的平衡影响下,促使熔池的液态金属呈现出向下坠落的情况,在焊缝的外表面处形成较小的焊缝余高,在内表面处可见出现了较小的凹陷。第三区间处,在焊缝的外表面处清晰可见余高较大,在内表面处会出现凹陷状,此区间受重力影响较大,促使电磁力、电弧力及表面的张力呈现出平衡状。金属的熔滴会呈现出向下低落表现,焊缝处的外表面突起,内表面凹陷。第四区间处,出现了焊缝被烧穿现象,引发该种情况的出现,是由于熔池中的金属及电流太大所致。在第五区间,焊缝的外表面呈驼峰形焊道,内表面呈凹陷焊道,是由于熔池会向刚刚焊完的焊道处流动,导致刚刚熔化的金属无法快速的凝固,进而形成驼峰。第六区间,在焊缝的内表面处可见有1-2mm的余高出现,表面呈咬边及缺陷,之所以出现该种情況,受焊缝熔池的重力影响较大[2]。
  2 在不锈钢管中的运用
  不锈钢管中有8%的镍和18%的铬,塑性高、强度中等、冲击韧性好、高温性能好、冷热加工性能好。在对不锈钢管进行焊接时,展现出了线膨胀系数大、导热率小、焊接变形等现象。并且一些残余的应力还会出现应力腐蚀及焊接热裂纹开裂情况,当焊接材料使用不合理及焊接工艺不正确时,极易引发热裂纹及晶间腐蚀情况的产生。为了能够保证不锈钢管的焊接质量,应采用活性焊接法,既能够节省材料,又能够扩大焊接的厚度[3]。
  在8mm不锈钢管中的焊接中主要是采用直流正接焊接法,使用铈钨极,喷嘴的直径为11mm,气流量为10-15L/min,管内的保护气体为纯氩气,将流量控制在1-2L/min,电弧的长度为3-3.5mm。从焊接成品中可以看出,第一区间基本已经焊透,内外表面成形均良好。在第二至第六区间,焊透性较差,一些区域存在未焊透情况,并且表面的成形状态也一般。之所以出现该种情况,是由于焊接的电流过小所致。在58mm不锈钢管的平位置焊接,使用铈钨极,直径为2.4mm,喷嘴的直径为11mm,管内的保护气体为纯氩气,焊接方式为平位置焊接法,在焊接时需要将焊柜进行固定,在工作台上安装管子装夹,确保其能够完成水平转动。从焊接成品中可以看出,内表面出现余高,其主要原因是焊接时产生了过大的电流所致,在第一区间焊缝的内部位置处较为突出,并且还会出现严重的焊瘤,之所以出现该种情况,是由于预熔的电流过大所致,促使熔池的流动性大大增强。在第二区间,出现焊缝背面成型不连续,焊缝的余高大小不一[4]。
  3 结束语
  活性焊接法具有高质量、高效率、低成本等优势,避免焊丝及母材出现严重的浪费,焊接变形量明显减少,被广泛应用于管子焊接中。通过在低碳钢管及不锈钢管中应用活性焊接法,确保了钢管能够焊透,并且背面成型均匀,满足了焊缝力学性能的要求。在对活性焊接法与传统的焊接法性能进行测试,可知活性焊接法具有抗晶间腐蚀性、韧塑性、强度性等优势,说明活性焊接法在实际的应用过程中,能够促使焊缝的熔深大大增加,确保焊缝成型的实现,可在管子焊接中大力推广使用。
  参考文献
  [1] 黄均麟,李磊,杨俊.蒸汽发生器管子管板焊缝焊接见证件缺陷原因分析及处理[J].电焊机,2019,49(04):291-294.
  [2] 胡泽宇,成长城.中小型船企管子常用焊接方法研究[J].技术与市场,2017,24(11):114,116.
  [3] 孙国辉,邹迪婧,谢彦武.镍基690合金管子与管板焊接技术[J].动力工程学报,2016,36(05):411-415.
  [4] 王瑞卿,谈金祝,殷文海.苯酐冷凝器管子与管板焊接残余应力数值模拟及试验研究[J].热加工工艺,2016,45(01):226-228,231.
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