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    管道自动焊机的应用

    2018-11-16   来源:   点击数:14次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港编辑人员获悉:管道自动焊机的应用吴迪:管线焊接;管道自动焊机;应用;焊接缺陷的控制表1管道自动焊焊接工艺参数工艺参数半自动打底焊填充盖面自动焊峰值电流/A410~450170-200基值电流/A75 -2023.5-24.5两侧停留/R0.2-0.3摆宽根据坡口宽度定根据坡口宽度定摆速(刻度)700管道施工一直是石油地面工程建设中的重头戏。
      
      为了提高生产效率,我公司于1999年末引进了两套管道自动焊机。通过对该设备的使用,我们基本掌握了不同管径的焊接工艺参数及常见焊接缺陷的预防。
      
      两套设备均为美国林肯公司的产品。每套设备包括两部分:半自动打底焊机,使用林肯第二代逆变型表面张力过渡电源(STT-),配用林肯新型微处理器控制送丝机(STTR-10);自动管道焊机,使用TRANSPULSSYNERGIC 450(TPS450)电源,酉己用PIPELINER圆管焊接系统。
      
      =20%混合气体进行保护。半自动打底焊使用"1.2mm实芯焊丝,下向焊;自动焊使用"1.2mm药芯焊丝,上向焊,并采用水循环冷却系统。该套设备可以焊接"168mm以上的各种管道。
      
      初次使用该套设备,焊接质量很难保证,出现了一些焊接缺陷。对此从工艺的角度进行了分析:气孔气孔主要是打底焊时产生的,在填充盖面焊时向上返出不及时而滞留在填充层。因此,打底焊时必须严格控制气体流量及干伸长在规定的范围内,否则气体保护效果不佳。填充盖面焊时,适当减小摆动速度,同时增加两侧停留时间,以保证根部焊道的气孔有更多的溢出时间。
      
      母材焊缝两侧要清理油锈、污物,根据要求进行预热,焊丝进行烘干。这有利于防止气孔的产生。
      
      未焊透、未熔合打底焊时,根部易出现未焊透、未熔合。主要是组对间隙过小,不易焊透;焊枪角度调整不及时(包括侧向角度和纵向角度),使焊道两侧出现未熔合;接头部分处理不当,极有可能在根部焊道两侧出现未熔合。因此,焊接时焊工注意力要高度集中,正确操纵焊枪。接头部分必须打磨,在焊道中心打磨成尖角,然后在焊道上引弧直接进行焊接。
      
       1.2国产低锡Zr―4合金包壳管的特点与国外进口管相比,国产低锡Zr― 4合金包壳管有以下几个特点:管坯从国外购进,乳制中经卩淬火;采用了特殊的冷乳制度,成品管采用550X3h的退火工艺,结晶充分,晶粒相对较粗且为等轴晶,金相中变形组织较少延伸率和强度同时提高;采用外表面酸蚀后不得出现白色和棕色产物。
      
      几年来我国一直采用进口低锡Zr―4合金包壳管,焊接后焊缝质量良好,尤其是腐蚀试验后很少出现白色和棕色产物。近年来国内开始生产低锡Zr―4合金包壳管,本文研究了国产低锡Zr―4合金包壳管的燃料棒真空电子束焊接。
      
      洗,内表面喷吵的表面处理工艺等。
      
      由于具有以上不同特点,国产低锡Zr―4合金包壳管采用与进口Zr-4管大致相似的电子束焊接工艺时发现,环焊缝汽蚀后会出现(灰)白色的产物,为此进行了大量的试验研究。
      
      1.3试验设备采用俄罗斯进口的基本相同的两台电子束焊机CA330M型(简称03焊机,下同)和CA330M1型(简称06焊机,下同)。
      
      2试验结果2.1腐蚀后不合格试样的统计试验中采用了不同的焊接参数搭配,共焊接250个试样。显示了各类不合格试样占总试样(250个)的百分比率。
      
      中国钢管信息港编辑人员获悉:用通常批量生产中的方法,即将加速电压、焊接速度作为固定值,而改变焊接电流(简称束流,以下同)、焊接圈数。这几个参数不同搭配,又焊接了250个试样,表1显示了这些试样分布情况。
      
      2.2焊接参数对抗腐蚀性能的影响电子束焊接的焊接参数包括加速电压、焊接电流、焊接圈数、焊接速度等,各个焊接参数对环缝成形及焊接质量的影响不尽相同。实验中,减少电子束的能量输入密度,了解焊接参数对环缝的焊接性能的影响,采表1实验投入情况及检验结果束流1/mA焊接数试样数量金相投检数(合格数)汽蚀投入数(合格数)平均熔深~1.66(熔深过大)-1.02(熔深偏大)-0.96(熔深偏大)-0.83(全部合格)-0.89(全部合格)正好焊透,不合格试样为补焊样,-0.60(熔深偏小)均未焊透,熔深偏小,注:各有1个试样为两次投入腐蚀试验固定参数:加速电压为750.5kV;散焦时焊接转速为26.5转/min聚焦时焊接转速为21.5转/min(该两个参数表征了焊接速度),焊接室真空度优于9.31X103Pa. 2.3两个典型试样燃料棒真空电子束焊接采用聚一散程序,聚焦参数、散焦参数必须很好地搭配起来,它们的选择非常重蚀性能下降。表2中试样P03151的聚焦焊、散焦焊搭配不当,而试样06FR003602TC的聚焦焊、散焦焊的参数搭配合理。
      
      2.4国产低锡Zr―4管内表面扫描电镜分析对国产低锡Zr―4管内表面用电镜进行表面形貌和成分分析,结果见表3,和。管头部内表面不均匀,有镶嵌颗粒,主要成分为C,有的颗粒上含有要如果选择不当散焦焊即相当于厉c环缝的抗腐h邮O6元fei中部内表面无镶嵌颗粒,但仍熔区形状bookmark3表3表面成分电镜扫描结果(wt%)成分管头部管中部有极小颗粒沾附,含微量C、O、Si、Al等元素。
      
      3分析与讨论实际生产中采用的焦点能量密度为100500MW/m2,本次试验也采用此范围的焦点能量密度。焊接试验表明,电子束焊接所选用的焦点能量密度低于1000MW/m2时,电子束能量在燃料棒的较浅表面转子束穿透合金的深度很小,合金熔化与其它熔化焊相似,以热传导的方式来完成,称这样的焊缝成形为熔化成形(与之相反,当电子束焦点的能量密度超过1000MW/m2时,熔化合金发生强烈的蒸发,熔池下凹而形成空腔,熔化金属被排斥在电子束前进方向的后方。
      
      随着电子束的向前移动,熔化金属就结晶形成焊缝,称这样的焊缝成形为深入式成形)。国内外对电子束焊接的燃料棒表面的蒸发现象做过研究,过去人们认为不管是熔化成形还是深入式成形,合金元素的蒸发量一般不超过30%.而认为,真空电子束焊接时,Sn和其它合金元素都存在显着的蒸发现象,Sn合金元素含量蒸发后低于0.5%.实际上,真空电子束焊接时,由于它将燃料棒的焊接处密封在真空室中,真空度一般在1.33X102Pa以上,并且由于真空电子束焊时采用的焦点能量密度为100棒环缝熔合区的温度达到2X103C以上,因而,Sn、Fe、Cr等合金元素的蒸发变得比较容易(因为在该真空条件下各元素的蒸发温度比常压下更低)。指出,对于Zr4合金,Sn元素含量低于0.5 %,因抵消不了有害杂质的作用,抗腐蚀性能变得极差,换句话说,Sn含量为0. 5%是Zi―4合金抗腐蚀性能的一个转折点,因而可以得出结论:正是由于Sn的严重蒸发使其含量低于0.5%而导致Zi―4合金抗腐蚀性能变差。表2的结果也证明了这一结论。
      
      打底焊时,规范参数中热输入的设定尽量大一些,这样才能保证起弧时的能量输入,避免未焊透的产生。
      
      填充盖面焊时出现的层间未熔合,主要是由于打底焊时在焊趾部位出现过深的夹角,从而造成填充焊时未能将夹角全部熔合而出现焊道两侧的未熔合。因此,焊接时出现过深的夹角时,必须对根焊道表面进行适当打磨,清除夹角后再填充,并适当增加焊道两侧的电弧停留时间。
      
      焊瘤由于填充盖面是上向焊,焊接小车在管底部焊接时,产生的飞溅会落到喷嘴上;当小车焊接至管顶部时,飞溅有时会掉下来落入熔池里,产生焊熘。因此,焊接前喷嘴应适量喷防飞溅剂,在焊接过程中注意喷嘴上的飞溅,并及时清理。
      
      夹渣打底焊时由于坡口处过窄,间隙太小,电流过大等形成过深的车辙痕,其将阻止熔渣上浮。填充焊时,焊接电流及焊速过小,都会产生夹渣。因此,打底焊如出现车辙痕,必须打磨。填充焊时,适当增大焊接电压、送丝速度。
      
      中国钢管信息港编辑人员获悉:通过对管道自动焊机的使用,极大地提高了焊接效率。焊接一个"500mmx12mm的接头,比手工焊减少一半的时间,焊接过程中规范参数容易控制,飞溅少,焊缝成形美观,且大大减轻了焊工的劳动强度。
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