1. Tausta abstrakti
Putkilinjojen esivalmistuksen vaatimukset offshore-tekniikan ja petrokemian teollisuudessa ovat suhteellisen korkeat ja työn määrä suhteellisen suuri. Käytetään perinteistä TIG-hitsauksen käsipohjaa ja MIG-hitsauksen täyttöä ja päällystystä, mutta laatu ja tehokkuus eivät ole ihanteellisia. Tämä paperi ottaa käyttöön uuden hitsausprosessin - tehokkaan kuumalanka-TIG-hitsauksen TIG-perushitsauksen, täyttöhitsauksen ja peitehitsauksen saavuttamiseksi, ja saavuttaa MIG-hitsauksen tehokkaan hitsausmenetelmän, joka korvaa perinteisen menetelmän. Tällä kokeella tutkimuksen mekaaniset ominaisuudet on osoittautunut tehokkaiksi ja niitä on käytetty menestyksekkäästi teollisuudessa.
Tutkimuksen tarkoitus
Tällä hetkellä perinteisessä hitsausprosessissa käytetään manuaalista TIG-hitsausta pohja-, käsi- tai MIG-hitsaukseen, upokaarihitsausta ja muita moniprosessimenetelmiä täyttöön ja peittämiseen hitsauksen tehokkuuden parantamiseksi. Näillä täyttö- ja päällystysmenetelmillä ei kuitenkaan ole helppo saavuttaa automaattista hitsausta, ne eivät sovellu eri putkien halkaisijoille, niillä on suhteellisen helppo tuottaa hitsausvirheitä ja hitsauslaadun läpäisynopeutta rajoittaa työntekijöiden toimintataso.
Tavalliseen TIG-hitsaukseen verrattuna kuumalanka-TIG-hitsaus lisää erillisen kuumalankavirtalähteen hitsauslangan esilämmittämiseksi perinteisen kylmälangan pohjalta ja lisää hitsauslangan sulamisnopeutta muuttamatta hitsauslinjan energiaa. Tällä tavalla hitsauskaari tarvitsee vain pienen määrän energiaa sulattaakseen hitsauslangan, mikä parantaa hitsauksen tuotannon tehokkuutta.
Tehokas kuumalanka-TIG on yli 5 kertaa tehokkaampi kuin tavallinen TIG, joka on verrattavissa MIG-hitsausnopeuteen, ja saostusnopeus kasvaa 0,3–0,5 kg/h arvosta 2–4 kg/h. Kotitalouksien kuumalanka-TIG-tekniikka on pysähtynyt, eikä se ole kaukana tehokkaasta ja laadukkaasta hitsauksesta. Ulkomaisen kuumalangan TIG-hitsausprosessin tehokkuus ei ole merkittävästi parantunut, eikä se voi saavuttaa MIG-hitsauksen tehokkuutta. Siksi on erityisen kiireellistä ja tärkeää kehittää tehokas kuumalanka-TIG-hitsausprosessi.
3.1 Kokeellinen materiaali
Koeputken emomateriaali on Q235-A-teräs, jonka paksuus on 12 mm ja ulkohalkaisija 108 mm. Kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 1. Q235-A-teräksen vetolujuus on σb=482MPa, myötöraja on σs=235MPa ja venymä δ=26%. Käytetään H08Mn2Si-hitsauslankaa, jonka halkaisija on 1,2 mm. Kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 1. H08Mn2Si-hitsauslangan vetolujuus on σb≥500 MPa, myötöraja on σs≥420MPa ja venymä δ≥22 %.
Xinfa-hitsauslaitteilla on korkea laatu ja alhainen hinta. Lisätietoja on osoitteessa:Hitsaus- ja leikkausvalmistajat – Kiinan hitsaus- ja leikkaustehdas ja toimittajat (xinfatools.com)
3.2 Kokeellinen menetelmä
Testissä käytettiin KB370 avoimen tyypin putkipuristintyyppistä putkilinjan esivalmistettua korkeatehoista kuumalanka-TIG-hitsausjärjestelmää kuvan 1 mukaisesti, PHOENIX-521-monitoimihitsauksen virtalähdettä ja terävää kaari-200 kuumalankavirtalähdettä. Käytettiin kuumalanka-TIG-hitsausprosessia, ja liitoskaavio on esitetty kuvassa 2.
Kuva 1 KB370-putkipuristintyyppinen tehokas kuumalankahitsausjärjestelmä
Kuva 2 Liitoksen kaavio
Ennen hitsausta putkikoekappaleen uran sisä- ja ulkopuoli hiotaan ja ruoste poistetaan noin 25 mm:n etäisyydellä. Ennen koehitsausta putken testikappale kiinnitetään pistehitsauksella. Kolmen pisteen pistehitsaus riittää. Virhe hallitaan 1,5 mm:n sisällä, eikä siinä ole rakoa.
3.3 Kokeilutulokset
Sen jälkeen kun putkinäytteet oli hitsattu, niille tehtiin ensin röntgensäteisten virheiden havaitseminen, ja kaikki ylittivät I-tason. Muissa kokeissa käytettiin makroskooppisia metallografisia, mikroskooppisia metallografisia ja mekaanisia ominaisuustestejä, kuten on esitetty kuvioissa 3, 4, 5, 6 ja taulukossa 3, vastaavasti. Kuvissa 3 ja 4 näkyy selkeästi kolmikerroksinen hitsin morfologia, organisaatiorakenteen muutokset, hitsin pieni lämpövaikuttama vyöhyke, ei huokosia tai halkeamia. Taulukosta 3 näkyy, että kaikki hitsit olivat katkenneet perusmateriaalin alueella ja positiivinen taivutus ja takamutka täyttivät GB/T14452-93 standardin vaatimukset. Kuten taulukosta 4 voidaan nähdä, tehdään seuraavat johtopäätökset:
Kuva 3 Epäjalometallin mikrorakenne, lämmön vaikutusalue ja hitsin poikkileikkaus
Kuva 4 Hitsin poikkileikkauksen makroskooppinen metallografinen rakenne
Kuva 5 Vetokoe
(a) Positiivinen mutka
(b) Takakulma
Tehokas kuumalanka TIG voi saavuttaa TIG-hitsauksen laadun ja MAG-hitsausnopeuden, mutta MAG-hitsauksella on haittoja, kuten suuri roiske, voimakas kaari, suuri huokoisuus, suuri linjaenergia ja suuri jauhatusmäärä. Vaikka sen pinnoitusteho on korkea, se ei tietenkään ole yhtä vakaa ja luotettava kuin TIG-hitsaus korkeissa laatuvaatimuksissa. Tehokkaan kuumalanka-TIG-hitsauksen kokonaistehokkuus on yhtä suuri tai hieman suurempi kuin MAG-hitsaus;
Tehokas kuumalanka-TIG-hitsaus ja perinteinen kylmälanka-TIG-hitsaus parantavat kokonaistehokkuutta 5-10-kertaisesti.
4. Kokeellinen johtopäätös
4.1 Kuumalanka-TIG-hitsauksella saadaan virheetön pinta ja hyvä muodostus.
4.2 Kuumalangan TIG-hitsauksen langansyöttönopeus saavuttaa 5 m/min, jopa 6,5 m/min, ja sulamisnopeus voi olla 3,5 kg/h, mikä parantaa huomattavasti tuotannon tehokkuutta;
4.3 Kuumalangan TIG-hitsien vetomurtuma tapahtuu perusmateriaalissa, mikä parantaa liitoksen suorituskykyä;
4.4 Tehokas kuumalanka-TIG-hitsaus todella saavuttaa TIG-hitsauksen hitsauslaadun ja MIG-hitsauksen hitsausnopeuden.
5. Markkinoiden kypsät sovellukset ja näkymät
Lähes kahden vuoden markkinoinnin edistämisen ja soveltamisen jälkeen meitä käytetään tällä hetkellä laajalti laivanrakennus-, kaasu-, instrumentointi-, petrokemian- ja konteissa.
Tehokas kuumalanka-TIG-hitsausprosessi ei sovellu vain hiiliteräkselle, vaan myös seosteräkselle, ruostumattomalle teräkselle, duplex-teräkselle, nikkelipohjaisille seoksille ja muille materiaaleille (eri materiaaleilla tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että erityisesti duplex-teräksissä hitsausprosessissa meritekniikassa ja muilla teollisuudenaloilla, tehokkaalla kuumalangalla TIG-hitsauksella on vertaansa vailla olevia etuja). Se on murtanut ulkomaisen kuumalangan TIG-hitsauksen monopolin Kiinassa, ja sen tehokkuus on 1,5–2 kertaa korkeampi kuin ulkomaisten kuumalankojen tehokkuus ulkomaisiin tuotemerkkeihin verrattuna.
Tämä tekniikka täyttää aukon putkien esivalmistushitsauksessa, on Kiinan kansallisiin olosuhteisiin sopiva innovatiivinen prosessiteknologiatuote ja häiritsevä innovaatio putkien esivalmistusteollisuudessa. Se voi täysin korvata olemassa olevan perinteisen TIG primer + MAG täyttö- ja peittoprosessin kaksoiskomposiittiprosessin, jolloin käyttäjät eivät osta toistuvasti laitteita, ja se on todella monitoiminen ja monikäyttöinen putkistojen esivalmistushitsausjärjestelmä. Tätä teknologiaa ydinprosessina käyttävää hitsausjärjestelmää sovelletaan tällä hetkellä myös älykkäässä putkien esivalmistusjärjestelmässä, ja markkinanäkymät ovat laajat.
Postitusaika: 27.8.2024
