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CO2氣保焊在承壓設(shè)備制造中的應(yīng)用

2019-09-10 20:55王建才
關(guān)鍵詞:焊接缺陷裂紋

王建才

摘要:在進行承壓設(shè)備制造過程中,需要采用先進的保護焊技術(shù),才能避免承壓設(shè)備出現(xiàn)裂紋,而一旦承壓設(shè)備出現(xiàn)裂紋,致使承壓設(shè)備的密封性以及塑性等性能降低,影響到承壓設(shè)備正常使用。為提升承壓設(shè)備的綜合性能,本文圍繞CO氣體保護焊在承壓設(shè)備制造中的應(yīng)用效果展開討論,同時借助RT+UT檢測技術(shù)對焊接位置出現(xiàn)的裂紋進行檢測,以此為承壓設(shè)備應(yīng)用CO氣體保護焊技術(shù)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞:氣保焊;彎曲試驗;裂紋;焊接缺陷

前言

根據(jù)《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》NB/T47018-2011標準,在承壓設(shè)備焊接過程中,盡管經(jīng)常采用實心氣保護焊絲技術(shù),但是該技術(shù)由于力學(xué)性能以及彎曲性能,致使承壓設(shè)備焊接時容易出現(xiàn)裂紋等質(zhì)量問題。目前,CO氣體保護焊技術(shù)成為承壓設(shè)備焊接操作廣泛應(yīng)用的技術(shù),可有效避免焊接時出現(xiàn)的裂紋的等缺陷問題。

1焊接試驗方案

1.1試驗設(shè)備、母材及焊材

進入到焊接試驗的準備階段,使用某公司型號為NBC-500的焊機,焊絲型號為ER50-6,該型號焊絲直徑為1.2mm。此外,選用的母材為低合金鋼,型號為Q345R,按照試驗要求使用三種厚度材料,分為6mm、14mm以及28mm,在焊接過程中選用CO保護氣體,其中CO含量占20%,Ar含量占80%。

1.2焊接試件編排方案

進入到焊接試件的編排方案環(huán)節(jié),根據(jù)編排方案要求,挑選焊接操作熟練的工人進行焊接。使用V型底層焊道技術(shù),需要將主要焊道的焊接速度控制在每分鐘30公分,同時電壓為24V、電流為180A。其它焊道焊接速度相同,但是電壓為30V、電流為250A。

2焊接試驗結(jié)果和分析

2.1焊縫外觀

使用CO氣體保護焊技術(shù)對承壓設(shè)備進行焊接操作,在CO氣體與Ar氣體混合過程中,將CO氣體原有的物理性質(zhì)進行轉(zhuǎn)變,此時在焊接過程中會出現(xiàn)較小的飛濺情況,同時還能有效控制焊接形狀。采用RT檢測技術(shù)對焊接外觀進行檢測,得出焊接效果和質(zhì)量符合RT-Ⅲ級標準。

2.2拉伸及沖擊試驗

對承壓設(shè)備焊接位置進行拉伸和沖擊試驗時,根據(jù)抗拉強度標準,在檢測時發(fā)現(xiàn)焊縫存在的斷裂問題,通常是由少數(shù)的母材引發(fā)的。在焊接過程中將CO氣體與Ar氣體混合,形成的新的焊接環(huán)境,可有效提升焊接位置的抗拉強度,并符合抗拉強度數(shù)值,同時型號為Q345R母材的抗拉強度,均符合抗拉標準。在混合氣體內(nèi),Ar氣體的物理性質(zhì),可有效將焊接時產(chǎn)生的沖擊能量進行吸附,以此提升CO氣體的保護焊效果。根據(jù)試驗得到的數(shù)據(jù)可知,產(chǎn)生的沖擊能量最小值為85J,低于標準中34J。

2.3彎曲試驗

對承壓設(shè)備的焊接位置進行彎曲試驗時,由于焊接過程產(chǎn)生的高溫,導(dǎo)致焊接位置出現(xiàn)彎曲裂紋情況。在對彎曲位置出現(xiàn)的裂紋進行分析發(fā)現(xiàn),主要集中在V型坡口單面以及熔合線兩處位置。在對V型坡口單面裂紋進行彎曲試驗時,使用5倍放大鏡,對裂紋的起始位置以及受彎部位出現(xiàn)的缺陷進行分析,通常在彎曲位置的表面出現(xiàn)較多小型剪切唇,在中部會出現(xiàn)粗糙的裂紋擴展區(qū),直至最內(nèi)側(cè)出現(xiàn)斷裂情況。

對焊接位置出現(xiàn)的彎曲情況,通過RT技術(shù)進行檢測時,由于檢測符合RT-Ⅲ級標準,但是焊接位置仍存在較為明顯的圓形缺陷情況,而對熔合線位置焊接情況進行檢測時,借助RT技術(shù)無法檢測到缺陷,隨后對檢測過程進行分析可知,由于RT技術(shù)使用的投照角度以及林敏度等因素影響,未能在RT底片上檢測出缺陷。在對兩組彎曲試驗進行對比可知,V型斷口出現(xiàn)典型的韌性開裂情況,證明該焊接位置存在大量的氣孔,但是表面較為光滑。而在熔合線位置,由于雜質(zhì)較多,受到焊接位置不同物質(zhì)組成密度發(fā)生變化的影響,導(dǎo)致焊接位置出現(xiàn)氣孔。

2.4避免氣保焊產(chǎn)生缺陷的措施

在進行承壓設(shè)備焊接時,使用CO氣體保護焊技術(shù),不僅需要對焊接位置出現(xiàn)的彎曲情況進行檢測,以便避免在焊接時出現(xiàn)缺陷,還應(yīng)要求焊接人員嚴格的操作,保證焊接任務(wù)順利完成。工作人員在焊接過程中,應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)操作要求,防止由于操作失誤導(dǎo)致焊接位置存在缺陷。工作人員應(yīng)對以下兩方面操作進行嚴格的控制:一,應(yīng)保證焊接時焊縫的熔深、焊道等性質(zhì),根據(jù)焊接質(zhì)量要求,以及焊縫工藝參數(shù),將焊接電流、電壓以及焊接速度等,控制在有效的范圍內(nèi)。此外,工作人員應(yīng)根據(jù)承壓設(shè)備性能,將焊接工藝參數(shù)確定在最佳狀態(tài),并在焊接時保證焊接質(zhì)量和強度符合檢測標準;二,在CO氣體保護焊技術(shù)中,使用規(guī)格較細的焊絲,此時會產(chǎn)生較大的電流密度,同時焊接時焊條和設(shè)備材料較快的進入到融化狀態(tài),導(dǎo)致焊接位置極易出現(xiàn)未熔合等情況,并且在地層焊道位置,還會出現(xiàn)燒穿等問題。為保證獲得良好的焊接效果,工作人員應(yīng)采用左、右焊接操作方法,將焊接過程中擺動幅度控制在合理的范圍內(nèi),通常情況下將擺動幅度與噴嘴內(nèi)徑保持在1.5倍的關(guān)系。在完成焊接操作后,工作人員應(yīng)對焊接位置進行彎曲試驗,待符合試驗標準后,才能承壓設(shè)備投入使用。

結(jié)論

綜上所述,在承壓設(shè)備制造過程中,采用CO氣體保護焊技術(shù),可有效提升焊接強度等質(zhì)量性能的同時,避免焊接位置存質(zhì)量缺陷。此外,根據(jù)CO氣體保護焊技術(shù)操作要求,工作人員應(yīng)做好焊接準備工作,選用合適的母材、焊絲等材料,并根據(jù)檢測要求,使用RT檢測技術(shù),對焊接位置可能存在的缺陷進行有效的檢測,以此提升承壓設(shè)備焊接位置的抗壓性能。

參考文獻:

[1] 劉興梅.CO2氣體保護焊在框架結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].冶金設(shè)備管理與維修(2):16-17.

[2] 李隆駿,古朋贊,洪君華.CO2氣保焊在承壓設(shè)備制造中的應(yīng)用[J].電焊機(7).

(作者單位:中油管道機械制造有限責(zé)任公司焊接技術(shù)研究所)

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