1. Pozadinski sažetak
Zahtjevi za prefabrikaciju cjevovoda u offshore inženjeringu i petrokemijskoj industriji su relativno visoki, a količina posla je relativno velika. Koriste se tradicionalna ručna baza za TIG zavarivanje i punjenje i pokrivanje za MIG zavarivanje, ali kvaliteta i učinkovitost nisu idealni. Ovaj dokument usvaja novi postupak zavarivanja - visokoučinkovito TIG zavarivanje vrućom žicom, kako bi se postiglo TIG osnovno zavarivanje, zavarivanje ispune i zavarivanje pokrova, te se postiže MIG zavarivanje visokoučinkovitom metodom zavarivanja za zamjenu tradicionalne metode. Ovim eksperimentom dokazano je da su mehanička svojstva istraživanja učinkovita i uspješno se koriste u industriji.
Svrha istraživanja
Trenutno tradicionalni postupak zavarivanja koristi ručno TIG zavarivanje za podlogu, ručno zavarivanje ili MIG zavarivanje, zavarivanje pod praškom i druge višeprocesne metode za punjenje i pokrivanje radi poboljšanja učinkovitosti zavarivanja. Međutim, ovim metodama punjenja i pokrivanja nije lako postići automatsko zavarivanje, nisu prikladne za različite promjere cijevi, relativno je lako proizvesti greške pri zavarivanju, a prolazna stopa kvalitete zavarivanja ograničena je radnom razinom rada.
U usporedbi s uobičajenim TIG zavarivanjem, TIG zavarivanje vrućom žicom dodaje zasebno napajanje vrućom žicom za predgrijavanje žice za zavarivanje na temelju tradicionalne hladne žice i povećava brzinu taljenja žice za zavarivanje bez promjene energije linije zavarivanja. Na ovaj način, dobiveni zavarivački luk treba potrošiti samo malu količinu energije za taljenje žice za zavarivanje, čime se poboljšava učinkovitost proizvodnje zavarivanja.
Visokoučinkoviti TIG vrućom žicom više je od 5 puta učinkovitiji od običnog TIG-a, usporediv s brzinom MIG zavarivanja, a brzina taloženja povećana je s 0,3~0,5kg/h na 2~4kg/h. Domaća TIG tehnologija vrućom žicom je u fazi stagnacije i daleko je od postizanja učinkovitog i kvalitetnog zavarivanja. Učinkovitost stranog postupka TIG zavarivanja vrućom žicom nije značajno poboljšana i ne može dostići učinkovitost MIG zavarivanja. Stoga je posebno hitno i važno razviti učinkovit postupak TIG zavarivanja vrućom žicom.
3.1 Eksperimentalni materijali
Osnovni materijal eksperimentalne cijevi je čelik Q235-A, debljine 12 mm i vanjskog promjera 108 mm. Kemijski sastav prikazan je u tablici 1. Vlačna čvrstoća čelika Q235-A je σb=482MPa, granica razvlačenja je σs=235MPa, a istezanje je δ=26%. Koristi se žica za zavarivanje H08Mn2Si promjera 1,2 mm. Kemijski sastav prikazan je u tablici 1. Vlačna čvrstoća žice za zavarivanje H08Mn2Si je σb≥500 MPa, granica razvlačenja je σs≥420MPa, a istezanje je δ≥22%.
Xinfa oprema za zavarivanje ima karakteristike visoke kvalitete i niske cijene. Za detalje posjetite:Proizvođači zavarivanja i rezanja - kineska tvornica zavarivanja i rezanja i dobavljači (xinfatools.com)
3.2 Eksperimentalna metoda
Ispitivanje je koristilo KB370 otvoreni tip cijevne stezaljke tipa montažnog cjevovoda visokoučinkoviti TIG sustav za zavarivanje vrućom žicom kao što je prikazano na slici 1, višenamjenski izvor napajanja za zavarivanje PHOENIX-521 i izvor napajanja vrućom žicom oštri luk-200. Korišten je TIG postupak zavarivanja vrućom žicom, a shematski dijagram spoja prikazan je na slici 2.
Slika 1 KB370 visokoučinkoviti sustav zavarivanja vrućom žicom tipa stezaljke za cijevi
Slika 2. Shematski dijagram spoja
Prije zavarivanja, unutarnja i vanjska strana utora ispitnog komada cijevi bruše se i uklanjaju hrđu, s rasponom od oko 25 mm. Prije probnog zavarivanja, ispitni komad cijevi se učvršćuje točkastim zavarivanjem. Dovoljno je točkasto zavarivanje u tri točke. Neusklađenost se kontrolira unutar 1,5 mm i nema razmaka.
3.3 Eksperimentalni rezultati
Nakon što su uzorci cijevi zavareni, prvo su podvrgnuti rendgenskom pregledu grešaka i svi su prošli I. stupanj. U drugim eksperimentima korištena su makroskopska metalografska, mikroskopska metalografska i mehanička ispitivanja svojstava, kao što je prikazano na slikama 3, 4, 5, 6 i tablici 3. Slike 3 i 4 jasno pokazuju troslojnu morfologiju zavara, promjene u organizacijskoj strukturi, malu zonu zahvaćenu toplinom zavara, te nema pora ili pukotina. Tablica 3 pokazuje da su svi zavari prekinuti u području osnovnog materijala, a pozitivno savijanje i stražnje savijanje ispunjavaju zahtjeve standarda GB/T14452-93. Kao što se može vidjeti iz tablice 4, izvlače se sljedeći zaključci:
Slika 3. Mikrostruktura osnovnog metala, zona utjecaja topline i presjek zavara
Slika 4 Makroskopska metalografska struktura presjeka zavara
Slika 5 Vlačno ispitivanje
(a) Pozitivni zavoj
(b) Savijanje unatrag
Visokoučinkoviti TIG s vrućom žicom može postići kvalitetu TIG zavarivanja i brzinu MAG zavarivanja, ali MAG zavarivanje ima nedostatke kao što su veliko prskanje, jak luk, velika poroznost, velika energija linije i velika količina mljevenja. Iako je njegova učinkovitost taloženja visoka, očito nije tako stabilno i pouzdano kao TIG zavarivanje pod visokim zahtjevima kvalitete. Sveobuhvatna učinkovitost visokoučinkovitog TIG zavarivanja vrućom žicom jednaka je ili malo veća od MAG zavarivanja;
Visokoučinkovito TIG zavarivanje vrućom žicom i tradicionalno TIG zavarivanje hladnom žicom imaju ukupno poboljšanje učinkovitosti od 5 do 10 puta.
4. Eksperimentalni zaključak
4.1 TIG zavarivanjem vrućom žicom može se dobiti zavar s površinom bez grešaka i dobrim oblikovanjem;
4.2 Brzina dodavanja žice kod TIG zavarivanja vrućom žicom doseže 5 m/min, do 6,5 m/min, a brzina taljenja može doseći 3,5 kg/h, što uvelike poboljšava učinkovitost proizvodnje;
4.3 Vlačni lom TIG zavara vrućom žicom događa se u osnovnom materijalu, što poboljšava učinkovitost spoja;
4.4 Visokoučinkovito TIG zavarivanje vrućom žicom uistinu postiže kvalitetu zavarivanja TIG zavarivanja i brzinu zavarivanja MIG zavarivanja.
5. Tržišno zrele aplikacije i izgledi
Nakon gotovo dvije godine tržišne promocije i primjene, trenutno se široko koristimo u brodogradnji, plinu, instrumentaciji, petrokemiji i kontejnerima.
Visokoučinkoviti TIG postupak zavarivanja vrućom žicom nije prikladan samo za ugljični čelik, već i za legirani čelik, nehrđajući čelik, dupleks čelik, legure na bazi nikla i druge materijale (eksperimenti na različitim materijalima pokazali su da, posebno u dupleks čeliku postupak zavarivanja u brodogradnji i drugim industrijama, visokoučinkovito TIG zavarivanje vrućom žicom ima neusporedive prednosti). Razbio je monopol stranog TIG zavarivanja vrućom žicom u Kini, a njegova je učinkovitost 1,5 do 2 puta veća od učinkovitosti stranih vruće žice u usporedbi sa stranim markama.
Ova tehnologija popunjava prazninu u montažnom zavarivanju cjevovoda, proizvod je inovativne procesne tehnologije prikladan za kineske nacionalne uvjete i predstavlja remetilačku inovaciju u industriji montažnih cjevovoda. Može u potpunosti zamijeniti postojeći tradicionalni postupak TIG temeljnog premaza + MAG punjenja i pokrivanja dvostrukim kompozitnim postupkom, izbjegavajući korisnike da opetovano kupuju opremu, te je uistinu višenamjenski i višenamjenski sustav za zavarivanje montažnih cjevovoda. Sustav zavarivanja s ovom tehnologijom kao osnovnim postupkom trenutno se također primjenjuje na inteligentni sustav prefabrikacije cjevovoda, a tržišni izgledi su široki.
Vrijeme objave: 27. kolovoza 2024
