窄间隙埋弧焊的发展_续_

终 广声丈冲气 接 乙“ 入 、 箭遥定 」 侧 一一 』 应 续 八展︶八发︶﹄,白口窄 间 弧 焊 理弧焊 样刘主 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 饲 窄间隙埠 焊接设 备 国外 内 容 提 要 本 文 是美 国 《焊接 杂志 》 年第 期 发表的 的论 文 , 综合 论 述 了 窄间隙理弧焊接技术的最近 发展 , 全面 而 扼要地介绍 了研 完和应 用的 成果 。 四 、 窄间隙埋弧焊焊缝和 焊接接头的性能 玉恤曰八夺 窄间隙埋弧焊实际应用的时间还不长 , 开 始只用于低碳钢 , 以后才逐渐用于低合金高强 度压力容器用钢 , 这是因为所有压力容器规范 提高了对韧性的要求 主要是回火脆性 和担 心产生延迟裂缝之故 。 但是近年来研制出了合 适的焊接材料和焊接工艺 , 从而使焊接接头具 有足够的抗延迟裂缝和回火脆化能力 , 冲击韧 性也好 , 而且都优于普通埋弧 焊接 。 表 示 各 种压力容器钢用单道焊 法焊 成的 接头的 机械性能 。 下面就窄间隙埋弧焊焊接接头的断裂韧性 方面作些评述 。 冶金上所要考虑的问题 对窄间隙埋弧焊接接头断裂性能具有有利 影响的基本冶金反应 这也是窄间隙所固有的 可描述如下 由于侧壁熔透深度一定 , 因 而焊缝金属为母材稀释也较均匀 , 故热影响区 帅宽度和焊缝金属的化学成分也 比 较 均 匀 。 由于有规则地定向堆敷焊道 , 随后堆上去 的焊道的再热作用使热影响区的同一个区域经 受几次回火 , 从而减小了粗晶粒区的尺寸 。 窄间隙埋弧焊时 , 热影响区和焊缝金属的 显微组织和晶粒尺寸有很重要的作用 。 在焊缝 和热影响区中形成的三个主要区域 参见图 是 ①焊缝金属的焊态柱状晶区 , ②靠近熔合 线处的窄小的过热粗晶粒区 , ③较宽的细晶粒 区 在焊接热循环过程中由奥氏体转变而成 。 由于随后堆敷焊道和焊层的回 火 作 用 不 同 , 窄间隙埋弧焊焊接接头的显微组织呈现出 由上述各种组织交互组成的相当复 杂 的 模 型 见图 。 为改善韧性 , 这些区域的 尺寸应通 过下列参数加以控制 焊层厚度 、 焊丝离侧壁 的距离 、 侧壁的熔深和焊道搭叠宽 度 对两道 图 两道焊窄间凉埋弧俘时焊缝和价 影 响区中的主要 冶金区域 一焊居厚度 , 一搜 口 宽健 , 一择丝 与侧 兰 闷韵距 离 、 一 侧 竺的溶透深 度 一焊道的搭叠宽反 一焊道 一粗 晶区 , 一妇 品 转安 区 一上 月 火区 一 下 回 火区 襄 焊 获 材 料 早 丝 军剑 窄间赚埋弧禅娜缝金成的化半成分和机械性能 焊 缝 全 属 化 学 成 分 肠 双 神 ⋯‘ 一 ’ 土。 凡 。 晃 ‘ 七 。 多 石 。 , 绝 接 后 沐 处 理 抗 拉 强 易 冲 击 值· ℃ 一 一 ℃ △ 一 ℃ 巧书加’ 一炸 剂 浑 态 ℃ 焊 态 焊 态 ℃ ℃ ℃ ℃义 ℃ ℃ 一‘,产八,只 ,上 ,,一石了,山 ⋯⋯ 一了产了甲,通卫‘土,‘ 月,工月峥月崎曰月斗刀二铃 一“郁“犯 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 焊 。 可通过减小焊层厚度和侧壁熔深的办法使 焊道及焊层 与焊层 间的几何形状优化 , 从而使 热影响区和焊缝金属的所有粗晶区完全转变为 细晶粒区 。 窄间隙埋弧焊时焊缝和热影响这的这种显 微组织模型 即粗晶和细晶粒区相互交错的镶 嵌式组织 可能是造成一些研究者所得到的试 验结果出现离散的原因 。 这也可用来解释切 口 位置对焊缝和热影响区 各区域的 形缺 口韧性 值的影响 。 焊接参数对 形缺 口 冲击韧性的影晌 焊剂和焊丝成分对焊缝金属的韧性有很重 要的影响 。 根据加拿大制造厂所作 的 窄 间 隙 埋弧焊用各种焊 接 材 料 的 对 比 试 验 结 果 , 焊丝和 焊剂相配用 , 一 。℃时的平均冲击值 一‘。二 , 而用神户 制钢的 焊丝代替伊萨公司 的 焊 丝 , 。。 值就提高到 。 反之 , 焊丝配 焊剂 , 平均 冲击值 一 ‘。 全 , 而用 焊齐 替代 , ‘。值就降为 。 对于窄间隙埋弧焊 , 一种限定的选择是采 用高碱度烧结或粘结焊剂 , 使焊缝金属的夹杂 物数量减少 , 韧性好 。 实际上碱性焊剂减少了 硅从焊剂过渡到焊缝金属 , 并使焊缝金属含氧 量较低 。 窄间隙埋弧焊剂按理应是中性焊剂 焊 缝金属掺合金可通过焊丝而不是 焊剂 , 以 使 沿板厚方向的韧性较均匀 。 此外 , 焊剂还应急 剧减少 、 和残余元素向焊缝金属过渡 。 焊丝的化学成分通常根据母材和使用要求 而定 。 如对韧性要求较高 , 则焊丝应使焊缝金 属的氧和氮含量降至相当低 。 如要求较高的抗 回火脆化能力 , 则要把 焊丝中的杂质 如 、 、 、 等 限制在很低的 水平 。 在 核工 程应用中为防止辐照损伤 , 对焊丝的含铜量有 限制 , 因此须使用不镀铜的焊丝 。 热输入量是应加以限制的 , 以使焊接接头 有较高的韧性 , 并有利于控制延迟裂缝 。 由图 可知 , 用 法进行窄间隙埋弧焊时 , 热输 入 一 鼠从 增大至 , 焊 缝 金属 曰曰 ‘‘ 篡篡篡 火之了了 嘴嘴 吞吞吞从 ·· 丫〔皿皿皿 索索索三屯屯 火火火兀亡亡 有有有有有有有性性性性 公琶璐 协州捉谧娜彭 图 窄间隙埋弧焊 时热输入 量对焊缝金 属韧性的影次 , 石 , 目祖晶粒区 二次转变的 目粗晶 位区 一 次转变的 国抓为细晶粒区 圈 原为粗 ,错位区 , 随后转变为粗品粒区 ’ 随后转变为细晶粒区 细晶粒区代一次转变的 细品位区 二次转变的 口口 口细晶拉区 三次转变的 阁 咚 间 袱埋 弧焊所 形 成 的焊缝和热影 响 区 劳镶 钱式旦 微组 织 模型 的韧性值就降低 。 当热输入量未 加 控 制 时 , 热影响区的韧性也降低 , 因为在这种情况 下未经回火的粗晶粒区扩大了 。 但是某些研究 者认为 , 要得到满意的韧性的显微组织 , 其关 键是焊接参数本身而不是热输入量 。 对干韧性来说 , 极性是显然要加以考虑的 因素 。 根据文献报道 , 采用 交流一交流串 列双 丝 法焊接 , 焊缝金属中含氧量较低 , 其 韧性高于直流单丝焊接 , 尽管前者的热输入量 是比较高的 。 焊道的堆敷工艺对断裂韧性也有一定的影 响 。 据文献报道 , 相同的焊接条件下 , 采用两 道焊工艺 , 其焊缝金属和热影响区的韧性 , 不 论是焊态还是在焊后热处理 之后 , 都 比 单 道 焊要高 ’两道焊的焊缝金属在 焊 后 热 处 理 后 二 。 , 而单道焊 一 。 。 但该 文作者并未指 明缺 口 的 位置 , 而 这 是 很 重 要 的 , 因为另有文献介绍 , 缺 口 开在焊道搭叠区 两道焊工艺 中心处的焊缝金属试样 , 大多数 情况下其韧性值比缺 口 开在焊 道 中 心 要 高 得 多 。 但又据有的文献说 , 在类似的缺 口位置下 , 焊缝金属的韧性并无明显的差另 。 抗回火脆性能力 回火脆性指低合 金钢 在 ℃温度 区间内因缓慢冷却或加热所带来的缺 口韧性损 失 。 这是 由于残余杂质元素在 晶界处偏析所致 。 抗回火脆性能力通常用 · 的延性 脆性转变温度的偏移量 乙 来评价 。 这一 偏移值是经 “ 逐级冷却 ”后的转 变 温度 与此之 前的转变温度 之差 。 钢材技 术条件中一种通用的做法是 , 要求 脆 性 指 数 成 七 , 二 · 乙 , 其中 一 饥 ’ 改善焊缝金属抗回火脆性能力要比 母材困 难得多 。 其原因是 , 除焊缝金属的化学成分和 焊后热处理条件外 , 焊缝金属的抗回火脆性能 力还取决于焊接的工艺参数 。 因此 , 常用的办 法是采用纯净的 、 导致脆化的 残 余 元 素 如 、 、 和 含量极低的焊接材料 。 与母 材不同 , 由于焊接热循环所固有的快速冷却 , 在焊缝金属中并不认为是一种共偏析剂 , 故推荐的 入仆 含最范围为刃 一 。写。 此外 , 焊接工艺应使焊态下具有尽可能高的韧性 。 这 包括使用高碱度焊剂以及能提供最佳的细化晶 粒作用的焊接 条件和焊道形状 。 就这一点而言 , 窄间隙埋弧焊接接头 , 包 括近熔合线的焊缝金属过热区 , 预料比普通埋 弧焊要更好些 。 因为窄间隙焊具有使焊道回火 的功能 , 从而产生狭窄的热影响区 、 较细的晶 粒以及在热影响区中细晶组织占较多的比例 。 表 所列资料即说明这一点 , 对各种不同级别 钢其脆性指数值都很低 。 窄间陈埋弧谬接接头杭延迟级纷能力 高强度低合金钢焊缝金属和热影响区中产 生延迟裂缝的主要原因是含氢量较高 。 这就是 窄间隙焊接用户 中有时候存在反对窄间隙埋弧 焊偏见的理 由 , 因为他们担心焊缝金属吸收氢 同焊剂保护焊接法有关 。 据有的文献报道 , 窄 间隙埋弧焊时 , 焊缝金属中的含氢量有可能比 普通埋弧焊缝高 , 因为其填充速度较快 , · 使得 在下 , 一个焊道堆敷之前供氢逸出的时间缩短 。 但另一文献的研究结果并未证实此说法 , , 该文 作者的结论是 沿板厚方向的平均含氢量及最 高含氢量虽随焊道数目的增多而提高 , 但与普 通埋弧焊相比 , 窄间隙埋弧焊要少得多。 据此 可以认为 , 两道焊对延迟裂缝的敏感性要比单 道焊更大 。 到 目前为止所采取的限制窄间隙埋弧焊焊 缝金属中含氢量的一些 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 有 适当地预热接 头 , 连续地干燥焊剂并维持合适的温度以及对 焊剂加以处理使之不 易吸潮 。 据文献报道 , 将碳 酸盐加入碱性烧结焊剂 一 中 , 焊缝金属 的扩散氢含量要比类似的熔炼型焊 剂低 。 结果使窄间隙埋弧焊接 钢时的延 迟裂缝消除了 。 因防止延迟裂缝所需的预热温 度取决于焊道的总数 即含氢量 , 而应用 焊剂能降低氢含量 , 故与普通埋弧焊相比 , 预热温度可从 。℃降至 ℃。 ’ 五 、 设备及附属装置 , 。 一般要求 典型的窄间隙埋弧焊接装置由下列组件构 成 焊接电源 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的或专用的 、 送 丝 装置 标准的或专用的 、 特制的焊头 、 包括稳定性 控制和编程序能力的 自动化装置 接头跟踪和 高度控制 及附属装置 ‘ 包括焊剂 、 熔渣处理 设备 等 。 电源 直流和交流电源都 已成功地用于窄间隙埋 弧焊 。 采用直流电源比较容易控制焊道的几何 形状和 引弧 。 而交流电弧不 易产生磁偏吹 , 在 电流大于 一 时或双丝窄间 隙焊 估计 电弧之间会相互干扰时尤为必要 。 使用交流电 时等压外特性电源比陡降特性的要好 。 但普通 正弦波交流电 , 引燃电弧会有问题 , 因此而开 发了极性变换极其快速的方波交流电源 。 据报 道 , 这种 电源具有较稳定的再引弧性能并能使 侧壁的熔深更均匀 , 而且对焊剂的成分也不敏 感 。 加拿大在压力容器制造中成功地使用 了这 种新电源 。 送丝装 和焊接机头 与窄间隙气保护熔化极焊相比 , 送丝装置 比较简单 , 只须配以特制的焊丝矫直机构 , 有 时还需一种交替转动机头的装置 , 用于每个焊 道之后从坡 口的一侧转到另一侧焊接 多道焊 工艺 。 焊接机头是经专门 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的 , 但结构远较窄 间隙气保护熔化极焊用的简单 , 这是因为焊头 不遭受热辐射和飞溅污损 , 且不需要复杂的保 护气体供给系统之故 。 为把尸刘送到坡 口 内 , 在导电嘴的前方装有一个扁平型的炸剂 导管 。 有时为了适应焊接从薄到厚各种厚度工件的需 要 , 导电嘴可接装一个或几个接长件 。 采用粗 焊丝会使导 电嘴过分磨损 , 从而妨碍电流的正 常传送 。 为此 , 通过弹簧张紧的办法把焊丝压 紧到导电嘴的内壁上 。 窄间除埋弧焊的焊接自动化 按某文献介绍 , 能灵便地技指令要求 程 序化的或控制式 的 完成操作的系统称为 自动 化装置 , 它 与仁能 完 交基本的焊接操作 如焊 接材料的进给和焊接机头的移动 的机械化装 置不同 。 根据装置完成上述必要的操作能力的 逐级提高将 自动化装置分为 类 个 级 别 类 级和 级 —机械化装置 ‘ 类 级 , 一一般用途的 自动化装置 , 类 一 级 一一程序化自动装置 类 一 级 一一机 器人装置 。 按上述分级而言 , 窄问隙埋孤焊接系统不 及窄间隙气保护熔化极 焊接 , 处于 一 级 水 平 , 而后者为 级 。 与窄间隙 气保护 熔化 极焊不 同 , 理弧窄间隙焊不可能应用机械化装 置 即 级 , 因电弧在深而窄的 间隙 中是看 不见的 。 故窄间隙埋弧焊必须备有 自动化的 、 稳定的控制系统 即接头跟踪 和焊 头 高 度控 制 。 另一方面 , 自适应控制系统 即 级 至 今还未研制出来 , 就接头跟踪和高度控制的灵 敏度而言也存在某些限度 。 目前 , 窄间隙埋弧 焊系统的自动化只能使用触感式接头跟踪和高 度控制装置 。 其主要用途只是克服接头装配不 良和圆筒形弓息休在滚轮胎架上转动时的螺旋状 位移问题 。 典型的 级 自动焊接系统利用置于坡 口底 部的电子一机械式探 头来控 制焊头的高度 , 一 个侧向传感器模仿坡 口侧壁的形状 。 级自动 化装置依靠程 序化的功能而不是 稳定性的控制 , 因此要求理想的装配质量和壳 体转动时不发生偏移 。 这种系统在每一焊层焊 接后将焊头升高一段距离 , 而升高量是 由程序 预先设定的 。 级窄间隙埋弧焊接系统具有程序 化控制 和稳定 化控制的双重能力 。 由 公司 意大利 开发的系统采用电子一机 械 触 感式探头来控制焊接机头在坡 口 中的位置和高 度 。 该系统的特点是具有扩展程序的能力 , 包 括操作顺序 , 随着周长的逐渐增大保持固定的 焊接速度 , 在每个焊道焊接后根据探恻母于得的 按口 宽度 、 一个焊道转到另一个焊道时行程的 料度和沿周 向的搭叠要求来选定焊遣的堆敷工 艺以及焊剂和熔渣处理等 。 。 久 伊萨公司设计的 自动化系统采用两个带光 电两极管传感器的触感式 电子一机械 探头 , 置 于捍道和侧壁的表面并安装在焊头上 。 滚轮胎 桑进二设置防轴向移动机构以限制焊丝在接头 内 可能偏移的范围 。 操作顺序 、 焊道堆敷顺序和 焊道搭叠部位都是 自动选定的 。 辅助设备和附件 窄间隙埋弧焊须配备焊剂 、 熔渣处理设备 。 焊剂处理包括焊剂供给 连续干燥焊剂并保持 在适宜的温度下以控制湿气的含量 和 粒 度 控 制 及焊剂的反复循环 供给和回收 , 而熔渣 处理包括熔渣的破碎和吸除 。 在某些悍接装置 中这些操作是用特别没备 自动地完成的 。 与北美一些工厂的工艺相反 , 欧洲某些采 用窄间隙埋弧焊接的工厂 已制成了门架式可移 动装置来焊接环形和纵向接头 , 在带空调的操 纵室内集中控 制 。 同时还配有大砂轮的背面清 根装置 。 六 、 结 语 ‘ 一 年代 , 窄间隙埋 弧焊在工业 的各 个领 域厂尤其是压力容器制造中 日益扩大应用 。 窄 间 卜 隙埋弧焊之所以有吸引力 , 在于它把普通埋 弧焊接法的优点和窄间隙焊的特点 结 合 在 一 起 , 与窄间隙气保护熔化极焊接相比 窄间隙 埋弧焊是更为灵便和对接头装配质量要求不严 的焊接方法 。 窄间隙埋弧焊时 , 单道焊工艺与多道焊相 比在经济上更具吸引力 , 但需要特制的 自脱渣 焊剂和实施更严格的工艺限制 以免产生焊接缺 陷。 而多道焊工艺可使用标准焊剂且悍接缺陷 较少 。 焊接材料和工艺的新发展使焊接接头具 有一定的抗延迟裂缝和回火脆性能力 。 同时 , 缺 口韧性优于普通埋弧焊 。 〔下转 第 页 〕 来愈大的被动 。 提高起点 推广生产设计还存在着起点问题 。 要有建造方针指导船舶设计 。 性已引起乐户的普遍决注 。 其重要 船舶总公司拟组织 从生产 设计的发展历史看 , 一般先是从船体生产设计 开始的 。 逐步再引向栖装 、 涂装等领域 。 如今已 是船体 、 晒装 、 涂装一体化开展生产没计 。 随 着电子计算机应用技术的发展 , 日本船厂设计 阶段的划分已出现详细设计和生产没计兼并的 趋势 , 表明推广生产设计又进入更高的水平 。 在我国 , 推广生产设计的初期 , 也是从暗体 生产设计开始的 。 当时 , 我们没有真正掌握生 产设计的基本概念和工作内容 。 随着近几年来 的不断探索和实践 , 加之一些船厂的推广经验 , 对还未推广生产设计的船厂 , 应该 以腊体 、 晒 装一体化作为现行我国推广生产 设 计 的 高起 点 。 它将显示生产设计是以船体为基础 、 栖装 为 中心 , 易于发挥造船经济效益的作用 。 环绕核心 生产设计不单纯是一个设绘工作图表的设 计过程 , 它的核心是统筹协调 。 生产设计的概 念已告诉我们 , 统筹协调应贯穿在船舶设让丰 线的始终 。 为此 , 在推行中一定要环绕这个核 心 , 从体制上 、 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 上 、 设计程序上有效保证 统筹协调的实施 。 若千问题 当前 , 推广生产设计还应注意如下一些问 题 要有扎实的设计基础 。 要求详细设计 有其应有的深度 。 这方面只要船厂提出要求 , 专业设计院所可以满足 。 进行厂际性交流 , 并把它作为腊舶设计改革的 重要内容 。 要有科学的船舶设计编码系统 。 其难 度较大 。 广州造船厂和沪东造船厂已为其他船 厂推广生产设计编码系统作出了很好的示范 。 建议尽可能向这两家船厂的编码原则和方法靠 拢 , 以便船舶行业能形成标准 化的编码体系 。 要有完善的生产设计 标 准 。 近 些 年 来 , 各个皓厂为开展生产设计已编订了一定数 量的设 计标准 , 有的还上升为 行业标准 , 腊舶 总公司拟在年内组织厂际性交流 。 要有足够的 计算机辅助生产设计应用 软件。 生产设 计的工 作量大 、 周 期长等问题 , 正期待着大量开发计算机辅助生产设计应用软 件 。 船舶总公司已着手组织开发 一 型 工程 。 按其功能 , 可提供分段结构和艇装综合 布置图形 , 并为进一步开发一系列生产设计应 用软件打下扎实的基础 。 但是 , 建立 在 图形工作站基础上的这项开发工程尚需较 长的时间 , 今后涉及到在推广中添置设备也需 要有一过程 。 目前一些正在从事生产设计的部 门也在利用现有设备零敲碎打地开发软件 。 二 者如何协调 以适应当前迫切需要推广生产设计 的形势 。 总之 , 船舶设计改革的方向是早已定了的 。 作为改革的重要内容 , 推广生产 没计业已成为 大势所趋 。 我们期望不冬卿精来 , 瑙于舶总公司 在推广生产设计工作上定能再上一个新台阶 。 〔上接第 页 〕 对窄间隙埋弧焊今后需要解决的问题有 开发更可靠的接头跟踪和高度调节装置 , 而不是根据触感式原理 。 招 开发新的焊接材 料和工艺 以防止延迟裂缝并满足一些规范中日 益增高的韧性要求 , 特别是对低温 工 程 结 构 物 。 在焊接过程中裂纹探测和及时修补技 木的改进 。 降低设备成本 。 现有生产 辅助设备 臂架 、 滚轮胎架等 对窄间隙焊的 适应性 。 〔粱桂芳 〕