1. Abstrakt na pozadí
Požiadavky na prefabrikáciu potrubí v offshore strojárstve a petrochemickom priemysle sú relatívne vysoké a množstvo práce je pomerne veľké. Používa sa tradičná ručná základňa pre zváranie TIG a výplň a kryt pre zváranie MIG, ale kvalita a účinnosť nie sú ideálne. Tento dokument využíva nový zvárací proces – vysokoúčinné zváranie horúcim drôtom TIG, aby sa dosiahlo TIG základné zváranie, plniace zváranie a zváranie krytov, a dosahuje sa vysokoúčinná metóda zvárania MIG, ktorá nahrádza tradičnú metódu. Prostredníctvom tohto experimentu sa preukázalo, že mechanické vlastnosti výskumu sú účinné a úspešne sa využívajú v priemysle.
Účel výskumu
V súčasnosti tradičný zvárací proces využíva ručné zváranie TIG na základňu, ručné zváranie alebo zváranie MIG, zváranie pod tavivom a iné viacprocesné metódy na plnenie a zakrývanie na zlepšenie účinnosti zvárania. Tieto spôsoby plnenia a zakrývania však nie je ľahké dosiahnuť pri automatickom zváraní, nie sú vhodné pre rôzne priemery rúr, pomerne ľahko sa pri nich vytvárajú chyby zvárania a rýchlosť prechodu kvality zvárania je obmedzená úrovňou prevádzky pracovníkov.
V porovnaní s bežným zváraním TIG, zváranie TIG horúcim drôtom pridáva samostatné napájanie horúceho drôtu na predhriatie zváracieho drôtu na báze tradičného studeného drôtu a zvyšuje rýchlosť tavenia zváracieho drôtu bez zmeny energie zváracej linky. Takto poskytnutý zvárací oblúk potrebuje minúť len malé množstvo energie na roztavenie zváracieho drôtu, čím sa zlepší efektívnosť výroby zvárania.
Vysokoúčinný horúci drôt TIG je viac ako 5-krát účinnejší ako bežný TIG, porovnateľný s rýchlosťou zvárania MIG, a rýchlosť nanášania sa zvýšila z 0,3 ~ 0,5 kg/h na 2 ~ 4 kg/h. Technológia TIG s horúcim drôtom pre domácnosť je v stagnácii a má ďaleko od dosiahnutia efektívneho a vysokokvalitného zvárania. Účinnosť procesu zvárania TIG cudzím horúcim drôtom sa výrazne nezlepšila a nemôže dosiahnuť účinnosť zvárania MIG. Preto je mimoriadne naliehavé a dôležité vyvinúť efektívny proces zvárania TIG horúcim drôtom.
3.1 Experimentálne materiály
Základným materiálom experimentálnej rúry je oceľ Q235-A s hrúbkou 12 mm a vonkajším priemerom 108 mm. Chemické zloženie je uvedené v tabuľke 1. Pevnosť v ťahu ocele Q235-A je σb=482MPa, medza klzu je σs=235MPa a predĺženie je δ=26%. Použitý je zvárací drôt H08Mn2Si s priemerom 1,2 mm. Chemické zloženie je uvedené v tabuľke 1. Pevnosť v ťahu zváracieho drôtu H08Mn2Si je σb≥500 MPa, medza klzu je σs≥420MPa a predĺženie je δ≥22 %.
Zváracie zariadenia Xinfa sa vyznačujú vysokou kvalitou a nízkou cenou. Podrobnosti nájdete na stránke:Výrobcovia zvárania a rezania – Čína továreň na zváranie a rezanie a dodávatelia (xinfatools.com)
3.2 Experimentálna metóda
Pri teste sa použil vysokoúčinný systém zvárania TIG horúcim drôtom s otvoreným typom potrubnej svorky typu KB370, ako je znázornené na obrázku 1, multifunkčný zvárací zdroj PHOENIX-521 a zdroj horúceho drôtu s ostrým oblúkom-200. Použil sa proces zvárania horúcim drôtom TIG a schematický diagram spoja je znázornený na obrázku 2.
Obrázok 1 Vysokoúčinný systém zvárania horúcim drôtom typu KB370
Obrázok 2 Schematický diagram spoja
Pred zváraním sa vnútorná a vonkajšia časť drážky skúšobného kusu rúry obrúsi a zbaví hrdze v rozsahu asi 25 mm. Pred skúšobným zváraním sa skúšobný kus potrubia upevní bodovým zváraním. Postačuje trojbodové bodové zváranie. Vychýlenie je kontrolované do 1,5 mm a nie je žiadna medzera.
3.3 Experimentálne výsledky
Potom, čo boli vzorky rúr zvarené, boli najprv podrobené röntgenovej detekcii chýb a všetky prešli úrovňou I. Iné experimenty používali makroskopické metalografické, mikroskopické metalografické a mechanické testy vlastností, ako je znázornené na obrázkoch 3, 4, 5, 6 a tabuľke 3, v tomto poradí. Obrázky 3 a 4 jasne ukazujú trojvrstvovú morfológiu zvaru, zmeny v organizačnej štruktúre, malú tepelne ovplyvnenú oblasť zvaru a žiadne póry alebo trhliny. Tabuľka 3 ukazuje, že všetky zvary boli porušené v oblasti základného materiálu a pozitívny ohyb a spätný ohyb spĺňali požiadavky normy GB/T14452-93. Ako je možné vidieť z tabuľky 4, vyvodili sa tieto závery:
Obrázok 3 Mikroštruktúra základného kovu, tepelne ovplyvnená zóna a prierez zvaru
Obrázok 4 Makroskopická metalografická štruktúra prierezu zvaru
Obrázok 5 Skúška ťahom
(a) Pozitívny ohyb
(b) Ohyb chrbta
Vysokoúčinný horúci drôt TIG môže dosiahnuť kvalitu zvárania TIG a rýchlosť zvárania MAG, ale zváranie MAG má nevýhody, ako je veľký rozstrek, silný oblúk, veľká pórovitosť, veľká energia vedenia a veľké množstvo mletia. Aj keď je jeho depozičná účinnosť vysoká, zjavne nie je taká stabilná a spoľahlivá ako zváranie TIG pri vysokých požiadavkách na kvalitu. Komplexná účinnosť vysokoúčinného zvárania TIG horúcim drôtom je ekvivalentná alebo mierne vyššia ako pri zváraní MAG;
Vysokoúčinné zváranie TIG horúcim drôtom a tradičné zváranie TIG studeným drôtom majú celkové zlepšenie účinnosti 5 až 10-krát.
4. Experimentálny záver
4.1 Zváraním horúcim drôtom TIG možno získať zvar s bezchybným povrchom a dobrým tvarovaním;
4.2 Rýchlosť podávania drôtu pri zváraní horúcim drôtom TIG dosahuje 5 m/min, až 6,5 m/min a rýchlosť tavenia môže dosiahnuť 3,5 kg/h, čo výrazne zlepšuje efektivitu výroby;
4.3 Ťahový lom zvarov TIG horúcim drôtom sa vyskytuje v základnom materiáli, čo zlepšuje výkon spoja;
4.4 Vysokoúčinné zváranie TIG horúcim drôtom skutočne dosahuje kvalitu zvárania TIG a rýchlosť zvárania MIG.
5. Trh vyspelých aplikácií a perspektív
Po takmer dvoch rokoch propagácie a aplikácie na trhu sa v súčasnosti široko používame v námornom inžinierstve, plynárenstve, prístrojovom vybavení, petrochémii a kontajneroch.
Vysokoúčinný proces zvárania horúcim drôtom TIG je vhodný nielen pre uhlíkovú oceľ, ale aj pre legovanú oceľ, nehrdzavejúcu oceľ, duplexnú oceľ, zliatiny na báze niklu a iné materiály (experimenty na rôznych materiáloch ukázali, že najmä v duplexnej oceli zváranie v námornom strojárstve a iných odvetviach má vysokoúčinné zváranie horúcim drôtom TIG neporovnateľné výhody). Porušil monopol zahraničného zvárania horúcim drôtom TIG v Číne a jeho účinnosť je 1,5 až 2-krát vyššia ako účinnosť zahraničných horúcich drôtov v porovnaní so zahraničnými značkami.
Táto technológia vypĺňa medzeru v prefabrikovanom zváraní potrubí, ide o inovatívny produkt procesnej technológie vhodný pre čínske národné podmienky a predstavuje prevratnú inováciu v priemysle prefabrikácie potrubí. Môže úplne nahradiť existujúci tradičný proces TIG základný náter + MAG plniaci a krycí proces dvojitého kompozitu, čím sa užívateľom zabráni v opakovanom nákupe zariadení a je skutočne multifunkčným a viacúčelovým systémom prefabrikovaného zvárania potrubí. Zvárací systém s touto technológiou ako základným procesom sa v súčasnosti používa aj v systéme inteligentnej prefabrikácie potrubí a perspektívy trhu sú široké.
Čas odoslania: 27. augusta 2024
