1. Довідкова анотація
Вимоги до попереднього виготовлення трубопроводів у морському машинобудуванні та нафтохімічній промисловості відносно високі, а обсяг роботи відносно великий. Використовується традиційна основа для ручного зварювання TIG, а також наповнення та покриття для зварювання MIG, але якість і ефективність не ідеальні. У цьому документі застосовано новий процес зварювання — високоефективне зварювання гарячим дротом TIG для досягнення зварювання основи TIG, зварювання заповненням і покриття, а також досягається високоефективний метод зварювання MIG для заміни традиційного методу. Завдяки цьому експерименту було доведено, що механічні властивості дослідження є ефективними та успішно використовуються в промисловості.
Мета дослідження
В даний час традиційний процес зварювання використовує ручне зварювання TIG для основи, ручне зварювання або зварювання MIG, зварювання під флюсом та інші багатопроцесорні методи для заповнення та покриття для підвищення ефективності зварювання. Однак ці методи заповнення та покриття нелегкі для досягнення автоматичного зварювання, вони не підходять для різних діаметрів труб, відносно легко виробляють зварювальні дефекти, а показник якості зварювання обмежений робочим рівнем працівників.
У порівнянні зі звичайним зварюванням TIG, зварювання гарячим дротом TIG додає окреме джерело живлення гарячим дротом для попереднього нагріву зварювального дроту на основі традиційного холодного дроту та збільшує швидкість плавлення зварювального дроту без зміни енергії зварювальної лінії. Таким чином, створена зварювальна дуга потребує лише невеликої кількості енергії, щоб розплавити зварювальний дріт, тим самим підвищуючи ефективність зварювального виробництва.
Високоефективна зварювальна зварка гарячим дротом TIG більш ніж у 5 разів ефективніша за звичайну TIG, порівнянна зі швидкістю зварювання MIG, а швидкість наплавлення збільшена з 0,3~0,5 кг/год до 2~4 кг/год. Вітчизняна технологія TIG гарячим дротом знаходиться в стадії застою і далека від ефективного та якісного зварювання. Ефективність іноземного процесу зварювання гарячим дротом TIG не була значно покращена та не може досягти ефективності зварювання MIG. Тому розробка ефективного процесу зварювання гарячим дротом TIG є особливо актуальною та важливою.
3.1 Експериментальні матеріали
Основним матеріалом експериментальної труби є сталь Q235-A товщиною 12 мм і зовнішнім діаметром 108 мм. Хімічний склад наведено в таблиці 1. Межа міцності сталі Q235-A становить σb=482MPa, межа текучості σs=235MPa, подовження δ=26%. Використовується зварювальний дріт H08Mn2Si діаметром 1,2 мм. Хімічний склад наведено в таблиці 1. Міцність на розрив зварювального дроту H08Mn2Si становить σb≥500 МПа, межа текучості σs≥420МПа, а відносне подовження становить δ≥22%.
Зварювальне обладнання Xinfa має характеристики високої якості та низької ціни. Для отримання додаткової інформації відвідайте:Виробники зварювання та різання - Китайська фабрика та постачальники зварювання та різання (xinfatools.com)
3.2 Експериментальний метод
Під час випробувань використовували високоефективну систему TIG зварювання гарячим дротом відкритого типу KB370, багатофункціональне джерело живлення для зварювання PHOENIX-521 і джерело живлення гарячим дротом Sharp arc-200. Використовувався процес зварювання гарячим дротом TIG, а схема з’єднання показана на малюнку 2.
Рисунок 1 Високоефективна система зварювання гарячим дротом KB370
Рисунок 2 Принципова схема суглоба
Перед зварюванням внутрішню та зовнішню сторони канавки випробувального зразка труби шліфують і видаляють іржу з діапазоном приблизно 25 мм. Перед пробним зварюванням пробний зразок труби фіксується точковим зварюванням. Досить триточкового точкового зварювання. Зміщення контролюється в межах 1,5 мм і немає зазору.
3.3 Експериментальні результати
Після зварювання зразки труб спочатку пройшли рентгенівську дефектоскопію, і всі пройшли І рівень. В інших експериментах використовувалися макроскопічні металографічні, мікроскопічні металографічні та механічні випробування властивостей, як показано на малюнках 3, 4, 5, 6 і в таблиці 3 відповідно. На рисунках 3 і 4 чітко видно тришарову морфологію зварного шва, зміни в організаційній структурі, невелику зону термічного впливу зварного шва, відсутність пор і тріщин. Таблиця 3 показує, що всі зварні шви були порушені в області основного матеріалу, а позитивний згин і зворотний згин відповідали вимогам стандарту GB/T14452-93. Як видно з таблиці 4, можна зробити наступні висновки:
Рисунок 3 Мікроструктура основного металу, зона термічного впливу та переріз зварного шва
Рисунок 4 Макроскопічна металографічна структура поперечного перерізу зварного шва
Рисунок 5 Випробування на розтяг
(a) Позитивний вигин
(b) Згинання спини
Високоефективний TIG зварювання гарячим дротом може досягти якості зварювання TIG і швидкості зварювання MAG, але зварювання MAG має такі недоліки, як великі розбризкування, сильна дуга, велика пористість, велика енергія лінії та велика кількість шліфування. Незважаючи на високу ефективність наплавлення, воно, очевидно, не є таким стабільним і надійним, як зварювання TIG за високих вимог до якості. Загальна ефективність високоефективного зварювання гарячим дротом TIG еквівалентна або трохи більша, ніж зварювання MAG;
Високоефективне зварювання гарячим дротом TIG і традиційне зварювання холодним дротом TIG мають загальне підвищення ефективності в 5-10 разів.
4. Експериментальний висновок
4.1 Зварювання гарячим дротом TIG може отримати зварний шов із бездефектною поверхнею та хорошим формуванням;
4.2 Швидкість подачі дроту під час зварювання гарячим дротом TIG досягає від 5 м/хв до 6,5 м/хв, а швидкість плавлення може досягати 3,5 кг/год, що значно підвищує ефективність виробництва;
4.3 Розрив при розтягуванні зварних швів TIG з гарячим дротом відбувається в основному матеріалі, що покращує характеристики з’єднання;
4.4 Високоефективне зварювання гарячим дротом TIG дійсно забезпечує якість зварювання TIG і швидкість зварювання MIG.
5. Зрілі програми та перспективи ринку
Після майже двох років просування на ринок і застосування ми наразі широко використовуються в морському машинобудуванні, газовій промисловості, приладобудуванні, нафтохімії та контейнерах.
Високоефективний процес TIG зварювання гарячим дротом підходить не лише для вуглецевої сталі, але й для легованої сталі, нержавіючої сталі, дуплексної сталі, сплавів на основі нікелю та інших матеріалів (експерименти на різних матеріалах показали, що, особливо в дуплексній сталі) процес зварювання в морській техніці та інших галузях промисловості, високоефективне зварювання гарячим дротом TIG має незрівнянні переваги). Він порушив монополію іноземного зварювання гарячим дротом TIG у Китаї, і його ефективність у 1,5-2 рази вища, ніж у іноземного гарячого дроту порівняно з іноземними брендами.
Ця технологія заповнює прогалину у зварюванні збірних трубопроводів, є інноваційним технологічним продуктом, що підходить для національних умов Китаю, і є революційною інновацією в промисловості збірних трубопроводів. Він може повністю замінити існуючий традиційний процес ґрунтування TIG + MAG заповнення та покриття подвійним композитним процесом, уникаючи повторного придбання обладнання користувачами, і є справді багатофункціональною та багатоцільовою системою зварювання збірних трубопроводів. Зварювальна система з цією технологією як основним процесом в даний час також застосовується до інтелектуальної системи збірного виробництва трубопроводів, і ринкові перспективи є широкими.
Час публікації: 27 серпня 2024 р
