Q345R球罐GMAW仰焊自动焊焊接工艺技术研究文献综述

 2021-11-02 20:44:43

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毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:文 献 综 述Q345R球罐GMAW仰焊自动焊焊接工艺技术研究1、课题研究的意义及背景随着我国能源工业的发展和能源结构的调整,球罐与储罐工程建设的又一次高峰期已经到来,球罐自动焊接技术的应用可大幅提高球罐的焊接质量和焊接效率缩短工期、降低劳动强度和施工成本以及解决球罐焊工培养困难,流失严重等问题,国内外球罐焊接设备经历了机械化操作向全位置自动焊接机器人的发展历程,目前国内外球罐焊接机器人将朝着操作自动化、功能智能化发展,因此本文对Q345R球罐GMAW仰焊自动焊焊接工艺技术的研究具有深刻地意义。

2、球罐自动焊的研究现状1997年7月,中国石油化工总公司第三建设公司成功地采用药芯焊丝CO2气体保护自动焊组焊了我国首批五台1000m3球罐,开启了球罐自动焊的新篇章,20世纪80年代,我国开始进行大型球罐自动焊接试验研究,到20 世纪 90 年代逐渐应用。

1999年某公司建造的抚顺石化公司16MnR钢制2000m3LPG球罐,采用药芯焊丝自动化焊接,焊缝表面成形极差,X 射线检测发现焊缝内部未熔合、夹渣类焊接缺陷非常严重,甚至产生了空洞,最终横焊、仰焊位置的焊缝全部刨除,重新采用焊条电弧焊焊接,返修量很大。

而药芯焊丝焊缝金属力学性能不稳定,中石化三公司1996 年采用自动化焊接的球罐焊缝金属-10 ℃KV2 平均值最低仅28 J,如表1 所示[1],可以发现冲击韧性波动性很大,因此,球罐自动焊接技术仍然还不成熟,仍有很大发展空间,由于球罐自动焊设备和药芯焊丝价格昂贵,焊接所需成本高,所以球罐自动焊的研究一直处于停滞状态。

表1 产品试件的焊缝金属-10 ℃ 冲击功(平均值)3、球罐脉冲MAG仰焊自动焊特点主要优点(1)劳动生产率大幅度提高,节约能源,自动焊焊前准备时间比焊条电弧焊时间长,但是电流密度也远比焊条电弧焊的大,如表2所示[1],电流密度大,焊丝熔化速度提高,增加了焊缝填充速率,焊接过程中不需要更换焊丝,速率得以提高,金属粉芯焊丝焊接时,焊缝表面焊渣极少,不需要清渣,所以自动焊的焊接速率是球罐自动焊焊接效率是焊条电弧焊的3~3.5倍[2],等人[3]得出,自动焊接时所采用的药芯焊丝多为φ1.2mm的,坡口根部电弧可达性很好,焊缝X型坡口角度可由焊条电弧焊的55/60优化为40并且具有很好的熔透性,不易产生夹渣等缺陷。

以2 000 m3球罐为例,由于自动焊焊接具有连续性,焊接材料损耗小,焊接材料消耗量与焊条电弧相比可节约3/5,焊接生产率大幅度提高,如表3 所示,节能效果明显[4]。

表2 焊接电流参数 表3 自动焊与焊条电弧焊比较(以2 000 m3球罐为例) (2)绿色环保,自动焊产生的烟尘和有毒气体相比焊条电弧焊明显减少,施焊环境得到极大改善,降低了对焊工身体伤害程度,并且焊渣少、无焊条头,有利于环保。

自动焊过程中工人只需要在焊接过程中操控机器进行辅助作业,而无需施焊,工人劳动强度显著降低。

(3)焊接工艺参数可控,球罐自动化焊接工艺参数(焊接电流、电弧电压、焊接速度)均由机器控制,调节方便而且精确,与焊条电弧焊相比,焊接线能量始终处于可控状态,避免了焊条电弧焊时由于线能量的变化所带来的电弧的不稳定而导致焊缝成型质量差[5]。

(4)焊接变形量小,由于球罐焊缝X型坡口角度由55/60优化为40,焊缝金属填充量可减少约1/3,并且焊缝总热输入量减少,焊接速度快,线能量低,焊接热影响区也很窄,因而焊接接头的变形量仅为焊条电弧焊的1/2。

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