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  • 实验分析交流双丝理弧焊应用于直缝焊管内
  • 本站编辑:xghl发布日期:2015-01-07 16:49 浏览次数:
    在早期的双丝焊接技术的实际应用中,对于前丝,采用的是直流反接,当电弧中消离元素较多时,电弧的阴极会大量发热,高于阳极的发热,熔池此时处于阴极,焊丝直接在母材上产生作用,使母材比较容易熔化,而且熔深会加大,在采用高速进行焊接时,能够得到稳定的电弧。而后丝采用的是交流电源,电弧发生作用的部位在前丝所形成的金属熔池上,能够减少与前丝电弧间的相互影响与磁偏吹。对于JCOE生产线,由于薄壁厚度小于10毫米,小管径钢管铣边时的尺寸一般为4毫米,这样的情况使得内焊坡口深度较小,采用这样的双丝焊接技术在对成型后的管坯进行预焊时,存在合缝质量不仕的状况,内焊时出现较多的烧穿,对于生产效率有严重的影响。为此,采用交流双丝方案,利用SCOTT接法控制电孤之间的相互干扰,检验其在JCOE生产线中对于薄壁直缝焊管的内焊情况进行应用探究。

    一、实验过程

    实验用钢管为10.1毫米的预焊后的管段,钢材的屈服强度为465兆帕、抗拉强度为600兆帕,伸长率为30.3%。采用的焊丝为H83B型,焊接剂使用的是氟碱性烧结焊剂SJ302G。焊接的坡口为X型,钝边为4毫米,外焊坡口角度为100度,焊接电流为800A和400A、电压为36V和40V,速度为180厘米每分钟的相同的直流反接加交流的双丝焊接工艺;内焊坡口角度为75度,采用交流+交流的双丝焊接工艺(具体工艺参数为电流为720A和680A,电压分别为34V和38V,焊接速度为150厘米每分钟,线能量为22.96kJ/cm)和直流反接+交流的双丝焊接工艺(具体工艺参数为电流为700A和650A,电压分别为33V和36V,焊接速度为150厘米每分钟,线能量为18.92kJ/cm),两种焊接工艺均做10次试验。

    二、实验结果与分析

    从焊接的结果来看,采用的两种焊接方案,焊接过程均较稳定,焊缝的外观比较完好。在焊接结束后,对焊接实验部位进行手动超声波探伤检测,对于焊接的缺陷情况,没有发现。在20个焊接部位上进行焊缝的力学性能测试,测试过程均按照标准的力学性能检测方案进行,检测结果如下:

    1、焊缝处拉伸性能。对10组20个焊接样品取3组6个实验部位进行拉伸性能测试,测试时处于焊接接头横向全壁厚板状拉伸,实验中第一种工艺的比较小拉伸强度为509兆帕,比较大拉升强度为548兆帕,平均拉升强度为527兆帕;第二种工艺的比较小拉伸强度为497兆帕,比较大拉升强度为521兆帕,平均拉升强度为511兆帕。从实验结果来看,两种方案的焊接工艺,拉伸强度均达到技术要求,两者的平均焊接抗拉强度比较接近。

    2、焊缝的弯曲性能。同样,对10组20个焊接样品取3组6个实验部位进行弯曲性能测试。测试时在垂直焊缝的方向上截取焊接接头弯曲试样进行焊缝导向的正反弯曲实验,弯曲时采用60毫米直径的弯头,进行180度弯曲。在两种工艺方案下,弯曲后的试样表而都没有发现任何焊接缺陷,表明两种工艺方案的焊接接头都具有较好的抗变形能力。

    3、焊缝的硬度性能。对焊缝的硬度进行检测,在两种方案中,焊缝和电焊热影响区的硬度均比比较大允许硬度265HV10的硬度要求要低,不过工艺方案一的比较高硬度为204HV10,方案二的为230HV10,方案一的硬度方面的力学性能明显优于方案二。

    4、金相组织检测。对焊缝及焊接的热影响区进行金相检测,两种工艺条件各取2组1个焊接件进行检测,8个焊接件均无缺陷,焊接缝组织的化学成分和各类组织与母材相差不大。

    由以上结果分析,虽然交流双丝方案在一定程度上增加了热输入,但是焊缝、热影响区的微观组织和直流加交流的方案没有明显的区别。

    从以上的对比试验分析,采用交流双丝埋弧焊在薄壁直缝焊管内焊中进行应用,除了在硬度上占据比较明显的优势外,在其他方面均与直流加交流的双丝埋弧焊相当。对于其在实际中的大规模应用效果还需时间检验。