1. Povzetek ozadja
Zahteve za montažo cevovodov v inženirski in petrokemični industriji na morju so razmeroma visoke, obseg dela pa razmeroma velik. Uporabljajo se tradicionalna ročna osnova za varjenje TIG ter polnilo in pokrov za varjenje MIG, vendar kakovost in učinkovitost nista idealni. V tem dokumentu je sprejet nov varilni postopek z visoko učinkovitostjo varjenja TIG z vročo žico, da se doseže osnovno varjenje TIG, varjenje polnila in prekrivno varjenje ter doseže visokoučinkovita metoda varjenja MIG, ki nadomesti tradicionalno metodo. S tem poskusom se je izkazalo, da so mehanske lastnosti raziskave učinkovite in so bile uspešno uporabljene v industriji.
Raziskovalni namen
Trenutno tradicionalni postopek varjenja uporablja ročno TIG varjenje za podlago, ročno varjenje ali MIG varjenje, varjenje pod praškom in druge večprocesne metode za polnjenje in pokrivanje za izboljšanje učinkovitosti varjenja. Vendar s temi metodami polnjenja in prekrivanja ni enostavno doseči avtomatskega varjenja, niso primerne za različne premere cevi, razmeroma enostavno je povzročiti napake pri varjenju, kakovost varjenja pa je omejena z delovno stopnjo delavcev.
V primerjavi z običajnim varjenjem TIG varjenje TIG z vročo žico doda ločeno napajanje z vročo žico za predgretje varilne žice na osnovi tradicionalne hladne žice in poveča hitrost taljenja varilne žice brez spreminjanja energije varilne linije. Na ta način mora zagotovljeni varilni oblok porabiti le majhno količino energije za taljenje varilne žice, s čimer se izboljša učinkovitost proizvodnje varjenja.
Visoko učinkovit TIG z vročo žico je več kot 5-krat učinkovitejši od navadnega TIG, primerljivo s hitrostjo varjenja MIG, hitrost nanašanja pa se poveča z 0,3~0,5 kg/h na 2~4 kg/h. Domača tehnologija TIG z vročo žico je v fazi stagnacije in je daleč od doseganja učinkovitega in kakovostnega varjenja. Učinkovitost tujega postopka TIG varjenja z vročo žico ni bistveno izboljšana in ne more doseči učinkovitosti MIG varjenja. Zato je še posebej nujno in pomembno razviti učinkovit postopek TIG varjenja z vročo žico.
3.1 Eksperimentalni materiali
Osnovni material eksperimentalne cevi je jeklo Q235-A, debeline 12 mm in zunanjega premera 108 mm. Kemična sestava je prikazana v tabeli 1. Natezna trdnost jekla Q235-A je σb=482MPa, meja tečenja je σs=235MPa, raztezek pa δ=26%. Uporablja se varilna žica H08Mn2Si premera 1,2 mm. Kemična sestava je prikazana v tabeli 1. Natezna trdnost varilne žice H08Mn2Si je σb≥500 MPa, meja tečenja je σs≥420MPa, raztezek pa δ≥22%.
Varilna oprema Xinfa ima značilnosti visoke kakovosti in nizke cene. Za podrobnosti obiščite:Proizvajalci za varjenje in rezanje - Kitajska tovarna za varjenje in rezanje in dobavitelji (xinfatools.com)
3.2 Eksperimentalna metoda
Preskus je uporabil montažni cevovod z odprto cevno objemko KB370, visoko učinkovit TIG varilni sistem z vročo žico, kot je prikazano na sliki 1, večnamenski vir napajanja za varjenje PHOENIX-521 in vir napajanja z vročo žico sharp arc-200. Uporabljen je bil postopek TIG varjenja z vročo žico, shematski diagram spoja pa je prikazan na sliki 2.
Slika 1 Visoko učinkovit sistem za varjenje z vročo žico KB370
Slika 2 Shematski diagram sklepa
Pred varjenjem se notranja in zunanja stran utora preskušanca cevi zbrusita in odstranita rja, z obsegom približno 25 mm. Pred poskusnim varjenjem se preskušanec cevi pritrdi s točkovnim varjenjem. Zadostuje tritočkovno točkovno varjenje. Neusklajenost je nadzorovana znotraj 1,5 mm in ni vrzeli.
3.3 Eksperimentalni rezultati
Vzorci cevi so bili po varjenju najprej podvrženi rentgenski preiskavi napak in vsi so opravili I. stopnjo. Drugi poskusi so uporabili makroskopske metalografske, mikroskopske metalografske in mehanske teste lastnosti, kot je prikazano na slikah 3, 4, 5, 6 oziroma v tabeli 3. Sliki 3 in 4 jasno prikazujeta troslojno morfologijo zvara, spremembe v organizacijski strukturi, majhno toplotno prizadeto območje zvara in brez por ali razpok. Tabela 3 kaže, da so bili vsi zvari zlomljeni na območju osnovnega materiala, pozitivni upogib in zadnji upogib pa sta izpolnjevala zahteve standarda GB/T14452-93. Kot je razvidno iz tabele 4, so podani naslednji zaključki:
Slika 3 Mikrostruktura osnovne kovine, območje toplotnega vpliva in presek zvara
Slika 4 Makroskopska metalografska struktura preseka zvara
Slika 5 Natezni preskus
(a) Pozitivni upogib
(b) Upogib hrbta
Visoko učinkovit TIG z vročo žico lahko doseže kakovost varjenja TIG in hitrost varjenja MAG, vendar ima varjenje MAG slabosti, kot so veliko brizganja, močan oblok, velika poroznost, velika energija linije in velika količina brušenja. Čeprav je njegova učinkovitost nanašanja visoka, očitno ni tako stabilno in zanesljivo kot varjenje TIG pri visokih zahtevah glede kakovosti. Celovita učinkovitost visoko učinkovitega TIG varjenja z vročo žico je enakovredna ali nekoliko večja od varjenja MAG;
Visoko učinkovito varjenje TIG z vročo žico in tradicionalno varjenje TIG s hladno žico imata skupno izboljšanje učinkovitosti za 5- do 10-krat.
4. Eksperimentalni zaključek
4.1 Z varjenjem TIG z vročo žico lahko dobite zvar s površino brez napak in dobro tvorbo;
4.2 Hitrost podajanja žice pri TIG varjenju z vročo žico doseže 5 m/min do 6,5 m/min, stopnja taljenja pa lahko doseže 3,5 kg/h, kar močno izboljša učinkovitost proizvodnje;
4.3 Natezni lom zvarov TIG z vročo žico se pojavi v osnovnem materialu, kar izboljša učinkovitost spoja;
4.4 Visoko učinkovito TIG varjenje z vročo žico resnično doseže kakovost varjenja TIG varjenja in hitrost varjenja MIG varjenja.
5. Tržno zrele aplikacije in obeti
Po skoraj dveh letih promocije in uporabe na trgu se trenutno pogosto uporabljamo v pomorskem inženiringu, plinu, instrumentih, petrokemičnih izdelkih in kontejnerjih.
Visoko učinkovit postopek TIG varjenja z vročo žico ni primeren le za ogljikovo jeklo, temveč tudi za legirano jeklo, nerjavno jeklo, dupleksno jeklo, zlitine na osnovi niklja in druge materiale (poskusi na različnih materialih so pokazali, da zlasti pri dupleksnem jeklu varilni proces v pomorskem strojništvu in drugih industrijah ima visoko učinkovito TIG varjenje z vročo žico res neprimerljive prednosti). Prekinil je monopol tujega TIG varjenja z vročo žico na Kitajskem, njegova učinkovitost pa je 1,5 do 2-krat višja kot pri tujih vročih žicah v primerjavi s tujimi znamkami.
Ta tehnologija zapolnjuje vrzel v montažnem varjenju cevovodov, je inovativen proizvod procesne tehnologije, primeren za kitajske nacionalne razmere, in je prelomna inovacija v industriji montažnih cevovodov. Popolnoma lahko nadomesti obstoječi tradicionalni postopek TIG temeljnega premaza + MAG polnjenja in prekrivanja z dvojnim kompozitnim postopkom, s čimer se uporabnikom izogne večkratnemu nakupu opreme in je resnično večnamenski in večnamenski varilni sistem za montažo cevovodov. Varilni sistem s to tehnologijo kot osrednjim postopkom se trenutno uporablja tudi za inteligentni sistem za montažo cevovodov, obeti na trgu pa so široki.
Čas objave: 27. avgusta 2024
