水下局部干法焊接技术的发展

水下焊接技术是海洋管线、海洋平台、船舶、核电设备维护及抢修等领域的关键技术.水下局部干法焊接具有焊接效果好、成本低的优点,在水下焊接技术中具备非常广阔的发展前景.目前主要有水帘式及钢丝刷式水下局部干法焊接、排水罩式水下局部干法焊接和气室式局部干法焊接,作者提出了一种旋转叶片式水下局部干法焊接方法,该方法同主流的排水罩式或者气室式水下局部干法焊接技术相比最大的优点是省去了排水罩或气室等附加装置,简化了焊炬结构,同时省去了对排水罩或气室密封的要求.     

水下局部干法焊接中排水罩内的流体状态分析

利用FLUENT计算流体力学软件对水下局部干法焊接中排水罩内的排水气体与焊接保护气体的流动状态进行仿真,以分析2种流体的压力和速度分布,以及排水气体对保护气体的影响.结果表明:随着排水气体与保护气体的不断导入,排水罩内2种流体的扩散逐渐均匀;焊枪喷嘴下方保护气体外围的相对压力最大,其值约为3kPa,而且保护气层外侧的气流流速最大,从而起到了防止排水气体侵入,使焊接电弧基本不受排水气流影响的作用.同时,将基于排水罩模型研制的排水罩集成到水下焊接机器人上,利用水下局部干法焊接实验平台模拟水深分别为20、40及60m条件下的水下焊接环境,进行了水下局部干法堆焊实验,所获得的焊缝表面成形良好,能够满足水下焊接质量的要求.     

水下焊接计算机辅助质量保证系统

在核电厂维修水下焊接实验装置的研发基础上,集成弧焊质量分析仪,建立了水下局部干式熔化极气体保护焊接计算机辅助焊接质量保证系统.对该系统5 m水深304不锈钢脉冲MIG焊接进行了电流、电弧电压波形采集和统计分析,获得了外观良好的焊缝.实验结果表明,该水下焊接实验装置,可以用来模拟30 m以内水深核电厂的远程控制维修,质量保证系统可以成功地用于水下焊接过程监控之中.     

水下局部干法TIC焊接的研究

本文着重阐述局部干法TIG焊接的电弧屏蔽(保护)原理,以及水下焊接奥氏体不锈钢的试验结果.     

气室式局部干法水下焊接

摘要： 利用研制的气室式局部干法水下焊接试验系统,在300 mm水深环境的试验水槽中,进行了水下平板堆焊和坡口对接焊验证性工艺试验,并对水下坡口对接焊焊缝进行了显微组织和硬度的测试分析,结果表明：在气室排水密封良好的前提下,送丝速度、焊接速度、摆动速度和摆动周期等参数对焊缝成形和焊接质量的影响较大,通过不同焊接参数的优化组合,可以获得优良的气室式局部干法水下焊接焊缝成形;水下焊接环境对焊缝的显微组织和硬度产生一定影响,由于焊缝周围及背面水的快速冷却作用,焊缝中心区域出现了部分魏氏体组织,同时焊缝中心区域的硬度较热影响区高,出现了一定淬火硬化现象.     

不锈钢水下激光焊接焊缝成形与力学性能

摘要： 采用水下局部干法激光焊接技术对1 mm厚SUS304不锈钢进行了焊接试验,重点分析了水深及保护气体流量对焊缝成形与力学性能的影响.实验结果表明：通过适当的水深与保护气体流量匹配,可以获得成形良好、剪切拉伸强度与母材相当的焊缝.在水深一定时,随着气体流量的增加,焊缝熔宽变宽,熔深变浅,深宽比减小.在气体流量一定时,随着水深的增加,焊缝熔深和熔宽也表现出类似的变化规律.与普通激光焊接相比,水下激光焊接改变了焊缝的散热方向以及散热速度,因此同一焊接工艺参数下,水下激光焊接的熔深变浅,熔宽变宽.
关键词： 水下焊接; 激光焊; 奥氏体不锈钢; 焊缝成形; 力学性能
中图分类号： TG 456.7文献标志码： A     

水下局部干法药皮焊条焊接的研究

本文介绍要用压缩空气排水，水下局部干法药皮焊条手弧焊的方法。应用流体力学理论对排水罩进行计算和试验，确定了合理的排水罩结构和尺寸，且进行了局部干法焊接试验。结果表明：该法的焊接冷却速度、焊接接头中的扩散氢含量和焊接ＨＡＺ最高硬度值均比湿法的要低，得到的焊缝无气孔、裂纹和夹渣等缺陷；Ｖ型坡口焊接接头的机械性能能满足ＡＰＩ１１０４和ＡＳＭＥＩＸ等标准规定的要求。本研究为水下焊接施工提供了一种操作容易、     

高压干法水下熔化极惰性气体保护焊电弧声数据采集与分析

摘要： 设计了高压干法水下熔化极惰性气体保护焊（MIG）电弧声采集硬件系统,研究分析了不同环境压力对声音信号的影响规律,并进行了不同压力环境下的传声器校准;采用LabVIEW软件编程,同步采集焊接过程中的电弧声和电流、电压信号,在时域和频域两方面分析高压干法水下MIG焊接过程中不同环境压力下的电弧声信号特征,为电弧声在高压干法水下MIG焊接质量监控中的应用奠定基础.     

水下TIG焊接的研究

本文提出了一种采用小型气罩屏蔽的局部干法水下TIG焊接方法,并对该法的焊接工艺过程、焊缝冷却特性及焊缝的性能进行了研究。结果表明,该法具有电弧过程稳定,焊接参数易于控制并能在较宽的范围内调节等特点,因此容易获得高质量的焊缝。这对水下高合金钢的焊接及结构钢底层焊有着特殊的意义。     

水下焊接电弧温度的光谱诊断

本文利用等离子体光谱诊断法对水下焊接电弧温度进行了比较系统的研究。文中对水下湿法焊接与干法焊接的电弧温度进行了对比分析，讨论了水的冷却作用及水压力对水下电弧温度的影响，此外还对焊接规范、焊条药皮中铁粉的含量等因素对水下焊接电弧温度的影响作了较详细的探讨。本研究工作对水下焊接电弧物理及焊接冶金的研究有参考价值。     

核电站主管道自动焊焊缝缺陷的返修研究

核电站主管道自动焊是一种先进技术,是三代核电站主管道焊接的首选技术。中广核工程有限公司在压水堆核电站主管道自动焊技术中开发了窄间隙、单层单道焊接工艺,该工艺较手工焊相比能显著提高焊接质量和效率、降低工人劳动强度。在该工艺开发及现场实施过程中,由于其自身焊接特点,也会产生一系列缺陷。为确保焊缝质量,中广核工程有限公司根据主管道特点、坡口形式以及缺陷特点等,研究和开发了压水堆主管道焊缝返修技术。     

CPR1000核电站主管道自动焊技术的工程实施

自动焊是一项先进的焊接技术,其应用在核电站主管道焊接上,可大大提高主管道焊接质量,降低劳动强度,最大限度地降低人因对焊接质量的影响。主管道自动焊技术在CPR1000核电站的应用,其工程实施方法与传统手工焊的实施方法有较大区别。本文根据宁德核电站、阳江核电站、红沿河核电站主管道自动焊现场实际情况,详细论述自动焊技术在CPR1000核电站主管道上的实施。     

CPR1000核岛主管道自动焊效益分析

该文通过介绍核电站主管道窄间隙自动焊工艺的开发和主设备及主管道安装焊接逻辑优化,并成功在CPR1000项目上实施成果,系统的分析CPR1000核岛主管道自动焊实施对核电站主管道焊接质量的进一步提高,焊接工期的进一步优化,以及核电站建造成本的进一步降低起到积极的贡献:采用自动焊工艺,单道焊缝焊接工期将相对手工焊缩短15～20 d,核岛安装关健路径工期将由此缩短30～45 d,由此带来商运提前直接经济效益近2亿元.中国改进型百万千瓦级核电站主管道自动焊的成熟应用,也将为我国后续自主完成三代AP1000及EPR堆型自动焊技术提供强有力技术准备.     

压水堆核电站主管道窄间隙自动焊用焊丝研究

焊接填充材料不仅影响焊接过程的稳定性、焊接接头的性能和质量,同时也影响焊接效率。压水堆核电站建设中主管道传统手工焊接用的填充材料是ER316L,该材料焊接性能稳定,易于操作。主管道窄间隙自动焊采用窄间隙坡口和单层单道焊接技术,该工艺需要焊丝具有更好的熔池流动性和更高的纯净度以保证焊缝成形质量,该文就上述要求对自动焊专用焊丝进行研究。     

大功率埋弧焊交流方波逆变电源研究

应用逆变并联技术、双闭环控制技术、嵌入式控制等有机地结合,研制了大功率埋弧焊交流方波逆变电源。通过对所研制电源进行了测试与试验,实验结果表明,该电源具有引弧容易、动态性能好,电流过零速度快,焊接过程稳定,焊缝成型光滑,美观等优点,可用于粗丝或多丝高效埋弧自动焊。     

数字化控制的埋弧自动焊装备研究

应用数字化控制技术、模糊控制方法、功率调节技术等有机地结合,进行了数字化控制的埋弧自动焊装备研究。在深入分析埋弧焊工艺要求的基础上,引入电流双闭环控制以及限制最小脉宽的方法,研究了一种恒流带外拖的埋弧焊电源外特性。设计了基于80C320和80C552单片机双核控制的埋弧自动焊控制器;采用模糊控制算法,将80C320用于电源外特性控制,80C552完成埋弧焊焊接过程的控制;控制器之间通过RS485串行接口交换数据。实验表明,该埋弧自动焊装备具有操作控制简单、运行可靠;焊接过程稳定,起弧成功率高,焊缝熔深大、成形好等优点。     

适合PLC控制的管道自动焊接设备运动机构设计与分析

管道惰性气体保护自动焊的运动机构主要分为两个部分:送丝运动机构和焊炬运动结构.文章阐述了一种新型的、适合PLC控制的管道自动焊接设备焊炬运动机构的组成原理,并进行了相关的结构分析、运动分析以及动力学分析.     

换热器管板全位置自动化精密焊接工艺的研究

电力电站发电机组换热器中管板与换热管之间的角接接头环形焊缝质量是整台换热器制造质量的关键,须采用全位置自动化精密焊接工艺。本文在详细分析换热器管板自动焊接工艺特点的基础上,利用自行研发的全数字管板焊接系统进行了换热器管板全位置自动焊接工艺试验研究,探讨了换热器管板焊接主要工艺参数对焊接质量的影响规律,获得了换热器管板精密焊接的工艺规范,并在100万KW超临界发电机组换热器管板的焊接生产中进行了验证。     

换热器管板的全位置自动化焊接工艺

在详细分析换热器钛合金管板自动焊接工艺特点的基础上,利用自行研发的全数字管板焊接系统进行了换热器管板的全位置自动焊接工艺试验,探讨了换热器管板焊接中影响焊接质量的相关因素,获得了合理的工艺,即峰值电流80~100A、基值电流20~30A、电流脉冲频率5~10Hz、脉冲占空比50%、机头转速3~4 r/min、采用脉冲方式进行电流上升和下降,并在1GW超临界火电机组换热器管板的焊接生产中证明了所确定的焊接工艺能满足实际施工的需要.