理论教育 窄间隙焊在工业应用中的应用技术

窄间隙焊在工业应用中的应用技术

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:具有明显经济优越性的最小板厚,可称为窄间隙焊的下限板厚。表4-1 NGW应用领域分布表4-2 NGW利用率分布由于许多大型钢结构、压力容器、锅炉、重型机械、桥梁以及核反应堆上都要求采用大厚度钢板连接,由表4-1可知,窄间隙焊在这些领域获得广泛应用。窄间隙技术已进入鼎盛时期,无论是窄间隙埋弧焊还是窄间隙T1G焊、MIG焊,都已在各自的领域得以应用,它正在改变焊接中采用常规的大坡口、大填充量、大能耗的局面。

窄间隙焊在工业应用中的应用技术

由于窄间隙焊焊缝具有较好的力学性能、较低的残余应力与残余变形,以及窄间隙焊高的焊接生产率与低的生产成本,决定着该技术在钢结构焊接领域有着广阔的应用范围。窄间隙焊焊接的板厚越大,其经济效益也越显著。具有明显经济优越性的最小板厚,可称为窄间隙焊的下限板厚。该下限板厚随着结构钢种、结构可靠性要求、结构尺寸及空间位置而变化,但一般为20~30mm。上限板厚只取决于所开发的窄间隙焊技术的焊枪可达深度,理论上不存在上限板厚限制。已有的窄间隙焊,可焊接板厚已达500~600mm。窄间隙焊已成功地应用到了工业生产中的许多方面,其具体应用领域和利用率分布见表4-1和表4-2。

4-1 NGW应用领域分布

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4-2 NGW利用率分布

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由于许多大型钢结构、压力容器、锅炉、重型机械、桥梁以及核反应堆上都要求采用大厚度钢板连接,由表4-1可知,窄间隙焊在这些领域获得广泛应用。(www.daowen.com)

(1)压力容器、锅炉 窄间隙焊接技术在压力容器和锅炉行业应用最广,约占半数。其中70%为熔化极气体保护焊,其余30%为埋弧焊。从经济角度考虑,该方法适用的最小板厚以50mm为限;最大板厚多数在150mm左右,现在工厂已用于250mm以上板厚的焊接。可见,该方法在焊接厚板上具有很大的潜力。多用于压力容器的主要接头,如筒体纵缝和环缝,封头的对接接头,接管与人孔圈的嵌入焊接接头。在锅炉上,可用于焊接大直径支管接头。对要求严格的原子能反应堆锅炉压力容器,其主要接头几乎全部采用窄间隙焊接方法。在材质方面,碳钢及低合金结构钢制作的压力容器几乎都采用这种方法,对高合金钢也已采用窄间隙焊。从各种焊接方法的利弊来比较,熔化极气体保护焊时,维持良好的气体保护状态是一个值得注意的问题,必要时要有防风措施。但该方法不使用焊剂,焊缝中氢含量少,因此可以降低预热温度及后热温度。埋弧焊中不存在弧光、烟尘和通风的问题,可以利用原有的装置,加上脱渣性很好的焊剂,在平焊中得到广泛应用。

(2)重型机械 随着焊接结构的大型化,采用的板材越来越厚,要求高效率的、节省能源的焊接方法。采用一般的埋弧焊、气电焊焊接时,这些焊接方法焊接热输入大,焊接接头特别是热影响区显著脆化,对冲击韧度要求高的产品必须进行焊后热处理,而这又带来了产品变形等弊端。采用窄间隙焊,不仅经济,而且具有获得优良接头韧性的特点。在重型机械制造中,几乎都采用400~500MPa级碳钢,使用的板厚为100~200mm,也有更厚的,如压力机机身厚度达325mm。所采用的焊接方法几乎都是埋弧焊和熔化极气体保护焊。值得注意的是,当采用窄间隙焊时,必须认真地比较它们的经济效果,其内容包括:坡口断面积、坡口加工、坡口组装、夹具的装卸、引弧板和引出板的装卸、焊机准备等。

(3)海洋结构 近几年,世界各国在近海的石油、天然气开采中广泛地使用大型海洋结构。在大型海洋结构制造中(采油平台),使用超过100mm的厚钢板越来越多,而且焊接质量要求很高。因此,高质量、高效率的窄间隙焊,已成为这一领域很有前途的施工方法。

(4)压力管道 随着压力水管的大型化,大量大直径、大厚度高强度钢管过去采用药皮焊条的焊条电弧焊焊接,焊接压力水管倾斜部分或垂直部分的环焊缝(全位置焊或平焊),现在已采用自动焊接方法。主要采用U形坡口的气体保护窄间隙焊接。

窄间隙技术已进入鼎盛时期,无论是窄间隙埋弧焊还是窄间隙T1G焊、MIG焊,都已在各自的领域得以应用,它正在改变焊接中采用常规的大坡口、大填充量、大能耗的局面。窄间隙焊已逐渐成为中厚板焊接的主流技术,成为当今低碳、节能的高效焊接方法。

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