2005年10月 湘南学院学报 第26卷第5期 JournalofXiangnanUniversity Oct.,2005
Vol.26No.5
压力容器的富氩混合气体保护焊工艺
刘蔚倩
(湖南理工学院机电系,湖南长沙 414000)
摘 要:通过工艺试验得出了富氩混合气体保护焊的最佳配比和工艺,在压力容器生产中得到应用,不仅外观成形美观,飞溅小,力学性能符合要求,而且生产率比手弧焊等提高了4-5倍.关键词:压力容器;富氩混合气体保护焊;工艺
中图分类号:TG444+.74 文献标识码:A:--0053-03
在压力容器生产中,、CO2电弧焊、手弧焊焊后清渣困难,成本较高;飞溅人,氧化皮厚,,,发现富氩混合气体保护焊不仅可以克服CO2电弧焊飞溅大,焊缝的氧化皮厚等缺点,同时也可以消除纯氩保护焊具有的熔深浅及指状熔深的缺陷.与理弧焊相比,富氩混合气体保护焊具有明弧的优点,容易控制。根据氟气与二氧化碳的不同混合比,经过大量的对比实验,找出了富近氩混合气体保护焊的最佳工艺规范,在压力容器生产中取得成功.其混合气体的气路系统见图1.
图1 混和气体的气路系统
1.Ar气瓶 2.CO2气瓶 3.气体流量计 4.气体混合器 5.焊枪
1 富氩混合气体保护焊工艺试验
试验根据压力容器生产主要是中厚板特点,试验试板采用d=12mn的16Mnk,板长500mm,板宽150mm,试验用焊机为天津电焊机厂生产的S500焊机,焊丝为 1.2,H08MnSiA,焊接采用单面焊双面成型工艺,
焊接规范为:打底焊I=90A-120A,V=18V-22V,气体流量为15L/min-22L/min,盖面焊I=220A-260A,V=30V-34V,气体流量为20L/min-24L/min,焊丝伸出长度为15-20.其试验用试板接
头形式如图2所示.
1.1 不同比例试验焊缝表面质量
试验时氩气分别以100%、90%、75%、50%、30%等含量加入,混合气体比例和焊缝质量的关系试验结果见表1.1.2 力学性能
图2 试验用试板接头形式
收稿日期:2005-07-22
作者简介:刘蔚倩:(1965-),女,黑龙江人,湖南理工学院副教授.
・53・
试验采用单面焊双面成形.不同焊接方法力学性能情况对照见表2:不同Ar含量的力学性能情况对比见表3.
表1 气体混合比和焊缝外观质量关系
混合比例(%)
Ar
030507590CO[1**********]0焊缝表面成形情况
焊缝表面波纹粗糙,氧化皮较多焊缝较光滑,近似CO2焊焊缝较均匀,氧化皮较少焊缝美观,平滑均匀
焊缝表面光滑,成形均匀极少
飞溅多较多较少极少表2 项 目抗拉强度MPa
C2焊550.2母材富Ar保护焊
567.2母材表3 不同Ar含量的力学性能况对比
项 目
Ar%
CO2%组 号
Ⅰ
1000Ⅱ9010Ⅲ7525Ⅳ5050Ⅴ3070Ⅵ01002 富氩混合气体保护焊与手弧焊成本比较
2.1 手工电弧焊2.1.1 焊条的消耗量
由于焊条的药皮重约占焊条重量的40%,焊接时丢弃的焊条约占焊条重量的14%,所以焊条的有效金属利用率只有50%左右,因此,要获得1t熔敷金属需2t焊条,碱性焊条的价格每吨为3800元,所以总价为7600元.
2.1.2 耗电量及成本
使用碱性焊条需用直流电焊机.根据天津电焊机厂的计算资料:使用直流焊机焊接,要获及1t熔敷金属需耗电6430kw.h,如电费以0.10元/kw.h计,则需643元.
如采用手厂电弧焊,欲获1t熔敷金属的成本为8243元.2.2 富氩混合气体保护焊2.2.1 焊接规范
I=220A-240A;V=30V-34V;焊丝直径为 1.2:混合气体流量为20L/min(其中
Ar为15L/min,CO2为5L/min)η;=0.8.2.2.2 熔化速度
G===103.7g/min
η1.64×1.64×60×60×0.8
lt焊丝焊完耗时为9643min.
・54・
耗Aro24瓶(6026.875L为1瓶),每瓶价为40元共960元;耗CO2为4瓶,每瓶价为19.2元,则为76.8元;因飞溅为1%-2%,取1.5%焊丝利用率为98.5%,所以lt焊缝金属焊丝为1015kg,价值为5176.5元(式中:5100为每t金属焊丝价,单位为元).所以总价为:6379.8元.2.2.3 成本之比
手弧焊与富氩混合气体保护焊的成本之比为1.3,即手工电弧焊的成本是富氩混合气体保护焊成本的1.3倍左右,富氩混合气体保护焊的熔化速度(104g/min),比手工电弧焊的熔化速度(15g/min左右)高很多,即富氩混合气体保护焊的效率很高,而手弧焊焊后去渣,耗时人约为每米10s,因此,富氩混合气体保护焊具有广阔发展前景.
3 焊接压力容器的富氩混合气体保护焊工艺:
①采用单面焊双面成型的方法,坡口型式见图2;
②焊接规范为:打底焊I=90A-120A,U=18V-22V,-,盖面焊I=220A-260A,U=30V-34V,气体流量为20L/min-24L/min,-③富氩混合气体的比例:氩气为75%-80%,-根据实验室对比实验,、氯气冷凝器中,它既有Ar弧的特点,电弧稳定,,又克服了单—氩气焊接时产生的阴极飘移、气孔、咬边,平滑美观、飞溅小,焊缝100%x射线检测均为I级,力学性能符合要求,并且生产率提高了-5倍.
4 结论
①富氟混合气体保护焊主要用于焊接碳钢及低合金钢制压力容器;②富氩混合气体保护焊气体配比的最佳范围为Ar:CO2(75-80):(25-20);③采采用富氩混合气体保护焊成本比手弧焊低,比CO2电弧焊略高;④用富氩混合气体保护焊可降低对氢气孔的敏感性,改善焊缝截面形状,焊缝表面成形美观,生产率高,高氩混合气体保护焊必将在压力容器生产领域有着广泛的应用前景.
参考文献:
[1]姜焕中.电弧焊及电渣焊[M].
北京:机械工业出版社,1988.
[2]殷树言,张九海.气体保护焊工艺[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1989.
[3]LyttleKA.熔化极气体保护电弧焊是一种发展中多用途焊接方法[J].国外焊接,1987,(1):3-5.
TheProtectingWeldingCraftoftheRich2argonMixingGas
inPressureContainer
LIUWei2qian
(HunanInstituteofScienceandTechnology,Yueyang414000,China)
Abstract:Drawingthebestmatchingandcraftofrich-argonmixinggasprotectingwelding,gettingapplicationintheproductionofpressurecontainer.Theappearancenetmerelytakesshapebeautifulyandhassmasplashing,mechanicsperformancefulfilsrequirements,anditsproductivityimprovesby42timesthanhandarc-welding,etc..
Keywords:pressurecontainer;rich-argonmixinggasprotectingwelding;craft
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2005年10月 湘南学院学报 第26卷第5期 JournalofXiangnanUniversity Oct.,2005
Vol.26No.5
压力容器的富氩混合气体保护焊工艺
刘蔚倩
(湖南理工学院机电系,湖南长沙 414000)
摘 要:通过工艺试验得出了富氩混合气体保护焊的最佳配比和工艺,在压力容器生产中得到应用,不仅外观成形美观,飞溅小,力学性能符合要求,而且生产率比手弧焊等提高了4-5倍.关键词:压力容器;富氩混合气体保护焊;工艺
中图分类号:TG444+.74 文献标识码:A:--0053-03
在压力容器生产中,、CO2电弧焊、手弧焊焊后清渣困难,成本较高;飞溅人,氧化皮厚,,,发现富氩混合气体保护焊不仅可以克服CO2电弧焊飞溅大,焊缝的氧化皮厚等缺点,同时也可以消除纯氩保护焊具有的熔深浅及指状熔深的缺陷.与理弧焊相比,富氩混合气体保护焊具有明弧的优点,容易控制。根据氟气与二氧化碳的不同混合比,经过大量的对比实验,找出了富近氩混合气体保护焊的最佳工艺规范,在压力容器生产中取得成功.其混合气体的气路系统见图1.
图1 混和气体的气路系统
1.Ar气瓶 2.CO2气瓶 3.气体流量计 4.气体混合器 5.焊枪
1 富氩混合气体保护焊工艺试验
试验根据压力容器生产主要是中厚板特点,试验试板采用d=12mn的16Mnk,板长500mm,板宽150mm,试验用焊机为天津电焊机厂生产的S500焊机,焊丝为 1.2,H08MnSiA,焊接采用单面焊双面成型工艺,
焊接规范为:打底焊I=90A-120A,V=18V-22V,气体流量为15L/min-22L/min,盖面焊I=220A-260A,V=30V-34V,气体流量为20L/min-24L/min,焊丝伸出长度为15-20.其试验用试板接
头形式如图2所示.
1.1 不同比例试验焊缝表面质量
试验时氩气分别以100%、90%、75%、50%、30%等含量加入,混合气体比例和焊缝质量的关系试验结果见表1.1.2 力学性能
图2 试验用试板接头形式
收稿日期:2005-07-22
作者简介:刘蔚倩:(1965-),女,黑龙江人,湖南理工学院副教授.
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试验采用单面焊双面成形.不同焊接方法力学性能情况对照见表2:不同Ar含量的力学性能情况对比见表3.
表1 气体混合比和焊缝外观质量关系
混合比例(%)
Ar
030507590CO[1**********]0焊缝表面成形情况
焊缝表面波纹粗糙,氧化皮较多焊缝较光滑,近似CO2焊焊缝较均匀,氧化皮较少焊缝美观,平滑均匀
焊缝表面光滑,成形均匀极少
飞溅多较多较少极少表2 项 目抗拉强度MPa
C2焊550.2母材富Ar保护焊
567.2母材表3 不同Ar含量的力学性能况对比
项 目
Ar%
CO2%组 号
Ⅰ
1000Ⅱ9010Ⅲ7525Ⅳ5050Ⅴ3070Ⅵ01002 富氩混合气体保护焊与手弧焊成本比较
2.1 手工电弧焊2.1.1 焊条的消耗量
由于焊条的药皮重约占焊条重量的40%,焊接时丢弃的焊条约占焊条重量的14%,所以焊条的有效金属利用率只有50%左右,因此,要获得1t熔敷金属需2t焊条,碱性焊条的价格每吨为3800元,所以总价为7600元.
2.1.2 耗电量及成本
使用碱性焊条需用直流电焊机.根据天津电焊机厂的计算资料:使用直流焊机焊接,要获及1t熔敷金属需耗电6430kw.h,如电费以0.10元/kw.h计,则需643元.
如采用手厂电弧焊,欲获1t熔敷金属的成本为8243元.2.2 富氩混合气体保护焊2.2.1 焊接规范
I=220A-240A;V=30V-34V;焊丝直径为 1.2:混合气体流量为20L/min(其中
Ar为15L/min,CO2为5L/min)η;=0.8.2.2.2 熔化速度
G===103.7g/min
η1.64×1.64×60×60×0.8
lt焊丝焊完耗时为9643min.
・54・
耗Aro24瓶(6026.875L为1瓶),每瓶价为40元共960元;耗CO2为4瓶,每瓶价为19.2元,则为76.8元;因飞溅为1%-2%,取1.5%焊丝利用率为98.5%,所以lt焊缝金属焊丝为1015kg,价值为5176.5元(式中:5100为每t金属焊丝价,单位为元).所以总价为:6379.8元.2.2.3 成本之比
手弧焊与富氩混合气体保护焊的成本之比为1.3,即手工电弧焊的成本是富氩混合气体保护焊成本的1.3倍左右,富氩混合气体保护焊的熔化速度(104g/min),比手工电弧焊的熔化速度(15g/min左右)高很多,即富氩混合气体保护焊的效率很高,而手弧焊焊后去渣,耗时人约为每米10s,因此,富氩混合气体保护焊具有广阔发展前景.
3 焊接压力容器的富氩混合气体保护焊工艺:
①采用单面焊双面成型的方法,坡口型式见图2;
②焊接规范为:打底焊I=90A-120A,U=18V-22V,-,盖面焊I=220A-260A,U=30V-34V,气体流量为20L/min-24L/min,-③富氩混合气体的比例:氩气为75%-80%,-根据实验室对比实验,、氯气冷凝器中,它既有Ar弧的特点,电弧稳定,,又克服了单—氩气焊接时产生的阴极飘移、气孔、咬边,平滑美观、飞溅小,焊缝100%x射线检测均为I级,力学性能符合要求,并且生产率提高了-5倍.
4 结论
①富氟混合气体保护焊主要用于焊接碳钢及低合金钢制压力容器;②富氩混合气体保护焊气体配比的最佳范围为Ar:CO2(75-80):(25-20);③采采用富氩混合气体保护焊成本比手弧焊低,比CO2电弧焊略高;④用富氩混合气体保护焊可降低对氢气孔的敏感性,改善焊缝截面形状,焊缝表面成形美观,生产率高,高氩混合气体保护焊必将在压力容器生产领域有着广泛的应用前景.
参考文献:
[1]姜焕中.电弧焊及电渣焊[M].
北京:机械工业出版社,1988.
[2]殷树言,张九海.气体保护焊工艺[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1989.
[3]LyttleKA.熔化极气体保护电弧焊是一种发展中多用途焊接方法[J].国外焊接,1987,(1):3-5.
TheProtectingWeldingCraftoftheRich2argonMixingGas
inPressureContainer
LIUWei2qian
(HunanInstituteofScienceandTechnology,Yueyang414000,China)
Abstract:Drawingthebestmatchingandcraftofrich-argonmixinggasprotectingwelding,gettingapplicationintheproductionofpressurecontainer.Theappearancenetmerelytakesshapebeautifulyandhassmasplashing,mechanicsperformancefulfilsrequirements,anditsproductivityimprovesby42timesthanhandarc-welding,etc..
Keywords:pressurecontainer;rich-argonmixinggasprotectingwelding;craft
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