窄间隙焊接 http://weldlab.cn/html/ng/ zh-cn Rss Generator By sdcms3.3 免费版 双丝NG-GMAW http://weldlab.cn/html/ng/78.html 哈尔滨工业大学在旋转电弧窄间隙GMAW的基础上,开发了双丝窄间隙GMAW焊接技术,两根焊丝通过弯曲或通过斜孔导电嘴,两根焊丝分别由独立的电源供电,除焊接速度外,其它参数可以独立调节。双丝各自指向一侧侧壁,为避免电弧间的干扰,两根丝间距大约50~100 mm,形成两个熔池,相当于一次行程熔敷两道互相搭接的角焊缝。由于热输入较小,主要用于焊接高强钢和热敏感性较高的材料。

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窄间隙熔化极气体保护焊 http://weldlab.cn/html/ng/77.html 窄间隙熔化极气体保护焊(NG-GMAW)是1975年后研制成功的,这一工艺是在采用特殊的焊丝弯曲结构以使焊丝保持弯曲,从而解决坡口侧壁的熔合问题。如前所述,在各种窄间隙焊接方法中,NG-GMAW的气体保护、焊丝对中和缺陷形成等各种问题最具有代表性,其质量控制是窄间隙焊接研究的重点和难点。但由于这种方法适焊板厚大(可达400~600mm)、焊接质量好、效率高、不需要层间清渣,同时也是应用最广泛的一类窄间隙焊接方法。

当板厚大于35mm时,需要使用特制的NG-GMA焊枪,这类焊枪与NG-TIG焊枪类似,前端都呈现扁平状,以便能够深入到窄间隙坡口中(坡口间隙<12mm),水、电、气、丝等都需要通过这个扁平焊枪前端导入到坡口内部,焊枪结构复杂,加工精度要求高,成本大。

NG-GMAW最早起始于上个世纪70年代,该技术的主要制造商之一是Babcock Hitachi KK,所开发的设备在1977年由Babcock 和Wilcox大量的应用在电站和核电的压力容器焊接中。Babcock Hitachi克服了侧壁未熔合的困难。GMAW在窄间隙中应用的最大挑战是熔滴位置必须精确控制,这需要短弧长和短路过渡,但会在侧壁和焊枪上形成飞溅,而且容易导致电弧在侧壁放电,使得电弧攀爬到侧壁上,并回烧到导电嘴。Babcock Hitachi通过采用脉冲焊接参数以维持短弧长,同时利用滑块将焊丝在送入导电嘴之前折曲成波浪形,电弧在折曲的焊丝端头燃烧,周期性的变换方向,指向不同侧壁,从而增大对侧壁的热输入,消除了侧壁未熔合缺陷。工艺实验结果表明,对于100mm厚的SA516 Gr70材料,焊缝的抗拉强度为584MPa,在材料经过加热625℃、保温4小时的焊后热处理后强度为475MPa。Matsuda比较了NG-GMAW和NG-SAW焊缝中的含氢量,结果显示NG-SAW中含氢量是NG-GMAW的5倍。

日本神户制钢(Kobel Steel)采用麻花焊丝方法开发的NG-GMAW技术进行了焊接试验,结果表明经过620℃加热,保温12小时的焊后热处理后,焊缝强度达到579MPa。

NG-GMAW在一些关键的应用中广泛使用,例如法国DCAN船厂的潜艇外壳(厚度100mm)制造中使用了NG-GMA焊接技术,日本的压水反应堆(PWR)制造业采用此技术。应用大部分应用集中在1980年代的日本,近些年国外对NG-GMAW研究较少,国内主要是一些高校在2003年开始进行了相关装备和工艺研究,其中包括哈尔滨工业大学、江苏科技大学和武汉大学等,但未见在工厂的应用报道。国外NG-GMAW的应用主要集中在三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)、巴比库克-日立(Babcock Hitachi)、新日铁(Nippon Steel)、阿海珐核电(Areva NP)和川崎重工(Kawasaki Heavy Industries)。

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窄间隙焊接概述 http://weldlab.cn/html/ng/76.html 窄间隙焊接(Narrow Gap Welding, NG-welding)的概念是美国巴特尔研究所于1963年在“铁时代”杂志上首先提出的,顾名思义就是焊接坡口要比常规焊接坡口窄。但坡口间隙多大才算是窄间隙焊接,这受具体结构形式、焊接方式方法甚至从业人员的观念所限制,长时间以来并没有一个统一的标准,例如以往对坡口较深、间隙侧壁角度相对较小的厚板埋弧焊、电渣焊也列为窄间隙焊接的范畴,造成了概念混乱和误解。

针对这个问题,20世纪80年代日本压力容器研究委员会施工分会第八专门委员会审议了窄间隙焊接的定义,并作出了如下规定:

窄间隙焊接是将板厚30mm以上的钢板,按小于板厚的间隙相对放置开坡口,再进行机械化或自动化弧焊的方法(板厚小于200mm时,间隙小于20mm;板厚超过200mm时,间隙小于30mm)。

窄间隙焊接广泛应用于各种大型重要结构,如造船、锅炉、核电、桥梁等厚大件的生产。目前国际上发达国家如欧美、日本、俄罗斯等窄间隙应用比较多,特别是日本无论是窄间隙焊接的研究还是应用都远远走在世界前列。日本1966年开始窄间隙焊接的研究,之后其技术一直领先于其他各国,研究成果占世界60%以上。根据Lucas在1984年的文献报道,日本的NG-GMAW应用占窄间隙焊接的78%,NG-SAW占18%,NG-TIG占4%。而在欧洲主要是NG-SAW和NG-TIG焊,NG-GMAW应用较少。

我国目前应用最多的是粗丝大电流窄间隙埋弧焊,近几年在电站和核电领域陆续引进了窄间隙热丝TIG焊。而NG-GMAW在国内的应用则是2005年之后才开始。

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引言 http://weldlab.cn/html/ng/75.html 随着现代工业的日趋大型化,厚板、超厚板结构的应用愈来愈广泛。在舰艇、压力容器、锅炉、铁轨等金属结构产品的制造和大型工程建造现场作业中,传统普遍采用大坡口多层多道MAG/MIG焊或埋弧焊。随着焊接结构厚度的不断增加,消耗焊材多,焊接接头存在较大的变形。对于厚板焊接最大的问题就是接头力学性能、焊缝质量和焊接效率之间的矛盾。

在国家自然科学基金(51275109)的资助下,课题组自2013开始开展窄间隙气保焊相关研究工作,取得了丰富的研究成果。

本栏目是介绍窄间隙气保焊的科普性网站。

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