1. Περίληψη Ιστορικού
Οι απαιτήσεις για την προκατασκευή αγωγών στις υπεράκτιες βιομηχανίες μηχανικής και πετροχημικών είναι σχετικά υψηλές και η ποσότητα εργασίας είναι σχετικά μεγάλη. Χρησιμοποιείται η παραδοσιακή χειροκίνητη βάση συγκόλλησης TIG και η πλήρωση και κάλυψη συγκόλλησης MIG, αλλά η ποιότητα και η απόδοση δεν είναι ιδανικές. Αυτό το έγγραφο υιοθετεί μια νέα διαδικασία συγκόλλησης υψηλής απόδοσης συγκόλληση με θερμό σύρμα TIG, για την επίτευξη συγκόλλησης βάσης TIG, συγκόλληση πλήρωσης και συγκόλληση καλύμματος και επιτυγχάνει συγκόλληση MIG υψηλής απόδοσης μέθοδο συγκόλλησης για να αντικαταστήσει την παραδοσιακή μέθοδο. Μέσα από αυτό το πείραμα, οι μηχανικές ιδιότητες της έρευνας έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικές και έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στη βιομηχανία.
Ερευνητικός σκοπός
Επί του παρόντος, η παραδοσιακή διαδικασία συγκόλλησης χρησιμοποιεί χειροκίνητη συγκόλληση TIG για συγκόλληση βάσης, χειροκίνητη συγκόλληση ή συγκόλληση MIG, συγκόλληση με βυθισμένο τόξο και άλλες μεθόδους πολλαπλών διεργασιών για πλήρωση και κάλυψη για τη βελτίωση της απόδοσης συγκόλλησης. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι πλήρωσης και κάλυψης δεν είναι εύκολο να επιτευχθούν αυτόματη συγκόλληση, δεν είναι κατάλληλες για διάφορες διαμέτρους σωλήνων, είναι σχετικά εύκολο να παραχθούν ελαττώματα συγκόλλησης και ο ρυθμός διέλευσης ποιότητας συγκόλλησης περιορίζεται από το επίπεδο λειτουργίας των εργαζομένων.
Σε σύγκριση με τη συνηθισμένη συγκόλληση TIG, η συγκόλληση με θερμό σύρμα TIG προσθέτει ένα ξεχωριστό τροφοδοτικό θερμού καλωδίου για την προθέρμανση του σύρματος συγκόλλησης με βάση το παραδοσιακό κρύο σύρμα και αυξάνει την ταχύτητα τήξης του σύρματος συγκόλλησης χωρίς να αλλάζει την ενέργεια της γραμμής συγκόλλησης. Με αυτόν τον τρόπο, το παρεχόμενο τόξο συγκόλλησης χρειάζεται μόνο να ξοδέψει μια μικρή ποσότητα ενέργειας για να λιώσει το σύρμα συγκόλλησης, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση παραγωγής συγκόλλησης.
Το υψηλής απόδοσης θερμό σύρμα TIG είναι περισσότερο από 5 φορές πιο αποτελεσματικό από το συνηθισμένο TIG, συγκρίσιμο με την ταχύτητα συγκόλλησης MIG και ο ρυθμός εναπόθεσης αυξάνεται από 0,3~0,5kg/h σε 2~4kg/h. Η τεχνολογία TIG οικιακού θερμού σύρματος βρίσκεται σε στάσιμο στάδιο και απέχει πολύ από την επίτευξη αποτελεσματικής και υψηλής ποιότητας συγκόλλησης. Η απόδοση της διαδικασίας συγκόλλησης με ξένο θερμό σύρμα TIG δεν έχει βελτιωθεί σημαντικά και δεν μπορεί να φτάσει την αποτελεσματικότητα της συγκόλλησης MIG. Ως εκ τούτου, είναι ιδιαίτερα επείγον και σημαντικό να αναπτυχθεί μια αποτελεσματική διαδικασία συγκόλλησης με θερμό σύρμα TIG.
3.1 Πειραματικά υλικά
Το μητρικό υλικό του πειραματικού σωλήνα είναι χάλυβας Q235-A, με πάχος 12mm και εξωτερική διάμετρο 108mm. Η χημική σύνθεση φαίνεται στον Πίνακα 1. Η αντοχή σε εφελκυσμό του χάλυβα Q235-A είναι σb=482MPa, η αντοχή διαρροής είναι σs=235MPa και η επιμήκυνση είναι δ=26%. Χρησιμοποιείται το σύρμα συγκόλλησης H08Mn2Si με διάμετρο 1,2mm. Η χημική σύνθεση φαίνεται στον Πίνακα 1. Η αντοχή σε εφελκυσμό του σύρματος συγκόλλησης H08Mn2Si είναι σb≥500 MPa, η αντοχή διαρροής είναι σs≥420MPa και η επιμήκυνση είναι δ≥22%.
Ο εξοπλισμός συγκόλλησης Xinfa έχει τα χαρακτηριστικά υψηλής ποιότητας και χαμηλής τιμής. Για λεπτομέρειες, επισκεφθείτε:Welding & Cutting Manufacturers - China Welding & Cutting Factory & Suppliers (xinfatools.com)
3.2 Πειραματική μέθοδος
Η δοκιμή χρησιμοποίησε το προκατασκευασμένο υψηλής απόδοσης σύστημα συγκόλλησης θερμού σύρματος TIG τύπου σωλήνων ανοιχτού τύπου KB370, όπως φαίνεται στο σχήμα 1, την πηγή ισχύος συγκόλλησης πολλαπλών λειτουργιών PHOENIX-521 και την πηγή τροφοδοσίας θερμού καλωδίου με αιχμηρό τόξο-200. Χρησιμοποιήθηκε η διαδικασία συγκόλλησης με θερμό σύρμα TIG και το σχηματικό διάγραμμα της άρθρωσης φαίνεται στο Σχήμα 2.
Εικόνα 1 Σύστημα συγκόλλησης θερμού σύρματος υψηλής απόδοσης τύπου σφιγκτήρα σωλήνα KB370
Εικόνα 2 Σχηματικό διάγραμμα της άρθρωσης
Πριν από τη συγκόλληση, το εσωτερικό και το εξωτερικό της αυλάκωσης του δοκιμίου σωλήνα αλέθονται και αφαιρούνται με σκουριά, με εμβέλεια περίπου 25 mm. Πριν από τη δοκιμαστική συγκόλληση, το δοκίμιο του σωλήνα στερεώνεται με συγκόλληση σημείου. Η συγκόλληση σε σημεία τριών σημείων είναι επαρκής. Η κακή ευθυγράμμιση ελέγχεται εντός 1,5 mm και δεν υπάρχει κενό.
3.3 Πειραματικά αποτελέσματα
Αφού συγκολλήθηκαν τα δείγματα σωλήνων, υποβλήθηκαν πρώτα σε ανίχνευση ελαττωμάτων ακτίνων Χ και όλα πέρασαν το επίπεδο I. Άλλα πειράματα χρησιμοποίησαν μακροσκοπικές μεταλλογραφικές, μικροσκοπικές μεταλλογραφικές και μηχανικές δοκιμές ιδιοτήτων, όπως φαίνεται στα Σχήματα 3, 4, 5, 6 και στον Πίνακα 3, αντίστοιχα. Τα σχήματα 3 και 4 δείχνουν ξεκάθαρα τη μορφολογία συγκόλλησης τριών στρωμάτων, τις αλλαγές στην οργανωτική δομή, τη μικρή ζώνη συγκόλλησης που επηρεάζεται από τη θερμότητα και δεν υπάρχουν πόροι ή ρωγμές. Ο Πίνακας 3 δείχνει ότι όλες οι συγκολλήσεις είχαν σπάσει στην περιοχή του μητρικού υλικού και η θετική κάμψη και η πίσω κάμψη πληρούσαν τις απαιτήσεις του προτύπου GB/T14452-93. Όπως φαίνεται από τον Πίνακα 4, εξάγονται τα ακόλουθα συμπεράσματα:
Σχήμα 3 Μικροδομή βασικού μετάλλου, ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και διατομή συγκόλλησης
Εικόνα 4 Μακροσκοπική μεταλλογραφική δομή διατομής συγκόλλησης
Εικόνα 5 Δοκιμή εφελκυσμού
(α) Θετική κάμψη
(β) Πίσω κάμψη
Το υψηλής απόδοσης θερμό σύρμα TIG μπορεί να επιτύχει ποιότητα συγκόλλησης TIG και ταχύτητα συγκόλλησης MAG, αλλά η συγκόλληση MAG έχει μειονεκτήματα όπως μεγάλο πιτσίλισμα, ισχυρό τόξο, μεγάλο πορώδες, μεγάλη ενέργεια γραμμής και μεγάλη ποσότητα λείανσης. Αν και η απόδοση της απόθεσης είναι υψηλή, προφανώς δεν είναι τόσο σταθερή και αξιόπιστη όσο η συγκόλληση TIG υπό υψηλές απαιτήσεις ποιότητας. Η συνολική απόδοση της υψηλής απόδοσης θερμού σύρματος TIG συγκόλλησης είναι ισοδύναμη ή ελαφρώς μεγαλύτερη από τη συγκόλληση MAG.
Η συγκόλληση TIG με θερμό σύρμα υψηλής απόδοσης και η παραδοσιακή συγκόλληση TIG με ψυχρό σύρμα έχουν συνολική βελτίωση απόδοσης 5 έως 10 φορές.
4. Πειραματικό συμπέρασμα
4.1 Η συγκόλληση με θερμό σύρμα TIG μπορεί να αποκτήσει μια συγκόλληση με επιφάνεια χωρίς ελαττώματα και καλό σχηματισμό.
4.2 Η ταχύτητα τροφοδοσίας σύρματος της συγκόλλησης με θερμό σύρμα TIG φτάνει τα 5 m/min, έως τα 6,5 m/min και ο ρυθμός τήξης μπορεί να φτάσει τα 3,5 kg/h, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την απόδοση παραγωγής.
4.3 Η θραύση εφελκυσμού των συγκολλήσεων θερμού σύρματος TIG εμφανίζεται στο μητρικό υλικό, γεγονός που βελτιώνει την απόδοση της άρθρωσης.
4.4 Η συγκόλληση με θερμό σύρμα υψηλής απόδοσης TIG επιτυγχάνει πραγματικά την ποιότητα συγκόλλησης της συγκόλλησης TIG και την ταχύτητα συγκόλλησης της συγκόλλησης MIG.
5. Αγορά ώριμων εφαρμογών και προοπτικών
Μετά από σχεδόν δύο χρόνια προώθησης και εφαρμογής στην αγορά, αυτή τη στιγμή χρησιμοποιούνται ευρέως στη ναυτική μηχανική, το φυσικό αέριο, τα όργανα, τα πετροχημικά και τα εμπορευματοκιβώτια.
Η υψηλής απόδοσης διαδικασία συγκόλλησης με θερμό σύρμα TIG δεν είναι κατάλληλη μόνο για ανθρακούχο χάλυβα, αλλά και για κράμα χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα, χάλυβα διπλής όψης, κράματα με βάση το νικέλιο και άλλα υλικά (πειράματα σε διάφορα υλικά έχουν δείξει ότι, ειδικά στον χάλυβα διπλής όψης διαδικασία συγκόλλησης στη ναυτική μηχανική και σε άλλες βιομηχανίες, η συγκόλληση με θερμό σύρμα TIG υψηλής απόδοσης έχει ασύγκριτα πλεονεκτήματα). Έχει σπάσει το μονοπώλιο της ξένης συγκόλλησης θερμού σύρματος TIG στην Κίνα και η απόδοσή του είναι 1,5 έως 2 φορές υψηλότερη από αυτή των ξένων θερμών καλωδίων σε σύγκριση με ξένες μάρκες.
Αυτή η τεχνολογία καλύπτει το κενό στη συγκόλληση προκατασκευής αγωγών, είναι ένα καινοτόμο προϊόν τεχνολογίας διεργασιών κατάλληλο για τις εθνικές συνθήκες της Κίνας και είναι μια ανατρεπτική καινοτομία στη βιομηχανία προκατασκευής αγωγών. Μπορεί να αντικαταστήσει πλήρως την υπάρχουσα παραδοσιακή διαδικασία πλήρωσης και κάλυψης διπλής σύνθετης διαδικασίας TIG primer + MAG, αποφεύγοντας τους χρήστες να αγοράζουν επανειλημμένα εξοπλισμό και είναι ένα πραγματικά πολυλειτουργικό και πολλαπλών χρήσεων σύστημα συγκόλλησης προκατασκευής σωληνώσεων. Το σύστημα συγκόλλησης με αυτήν την τεχνολογία ως βασική διαδικασία εφαρμόζεται επί του παρόντος και στο ευφυές σύστημα προκατασκευής αγωγών και οι προοπτικές της αγοράς είναι ευρείες.
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-27-2024
