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1、1999年第21卷第1期 栗卓新:高效低成本焊接技術(shù)在化工、石化行業(yè)中的應(yīng)用·13··綜述·高效低成本焊接技術(shù)在化工、石化行業(yè)中的應(yīng)用栗卓新(天津大學(xué)焊接材料研究所,天津,300072)摘 要本文介紹了國內(nèi)外焊接的新材料、新工藝,指出本世紀(jì)末到下世紀(jì)初,我國化工、石化行業(yè)應(yīng)大力推廣應(yīng)用高效低成本的焊接技術(shù)。關(guān)鍵詞高效焊接 藥芯焊絲 不銹鋼1 前言價(jià),得分較高的依次為熔劑下埋自動(dòng)焊、電阻自19世紀(jì)俄國工程師發(fā)明了電弧以來,焊、藥芯焊絲自保護(hù)焊和熔化極氣體保護(hù)焊。焊接技術(shù)經(jīng)過百年發(fā)展,已成為機(jī)械制造技因此我們認(rèn)為在我國本世紀(jì)末和
2、21世紀(jì)應(yīng)術(shù)中重要的加工工藝。據(jù)預(yù)測,到21世紀(jì)全大力推廣應(yīng)用這些焊接方法。根據(jù)以上介紹世界鋼產(chǎn)量的50%要通過焊接加工制成產(chǎn)得出21世紀(jì)焊接技術(shù)發(fā)展的總趨勢:高效、品。目前我國焊接結(jié)構(gòu)用鋼量占鋼產(chǎn)量的低成本、自動(dòng)化、靈活性、低耗。也有人給2125%,焊接機(jī)械化自動(dòng)化水平約20%。因此,世紀(jì)焊接描繪了一幅藍(lán)圖即:逆變焊機(jī)+鍍在下個(gè)世紀(jì)我國的焊接工作者任重而道遠(yuǎn)。銅藥芯焊絲+低成本焊接機(jī)器人。圖1是幾種常規(guī)焊接方法的發(fā)展史。2 焊接材料的發(fā)展211 焊接材料一般認(rèn)為經(jīng)歷了四個(gè)階段的發(fā)展;(1)光焊絲、薄藥皮焊條階段,無法實(shí)用;(2)厚藥
3、皮焊條階段,1904年OSCAR建立了第一個(gè)焊條車間(ESAB公司)可獲得優(yōu)質(zhì)焊縫用于工業(yè)生產(chǎn);(3)實(shí)芯焊絲,正在應(yīng)用;(4)藥芯焊絲即第四代焊材,渣氣保護(hù)+(半)自動(dòng)焊。212 從美、日等發(fā)達(dá)國家1985年以來焊材圖1 幾種常規(guī)弧焊方法應(yīng)用情況演變生產(chǎn)和使用情況看,焊接材料的發(fā)展具有以由圖可見進(jìn)入20世紀(jì)80年代主要的常下特點(diǎn):規(guī)焊接方法為藥芯焊絲自保護(hù)焊(SSFCE)、(1)焊材生產(chǎn)總量基本不變,一般僅有氣體保護(hù)金屬極電弧焊(GMAW)、手工電弧10%的振蕩;焊(MMAW)和埋弧焊(SMW)。衡量一種焊(2)手工焊條持續(xù)下降;接
4、方法的標(biāo)準(zhǔn)為(1)容易獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭,(3)大力推廣細(xì)徑藥芯焊絲,日本FCW焊接質(zhì)量可靠;(2)較大的母材適應(yīng)性;(3)較所占比例已大于20%;高的生產(chǎn)效率;(4)易機(jī)械化自動(dòng)化;(5)污染(4)埋弧焊絲所占比例日本為11%~小成本低節(jié)能。英國《金屬結(jié)構(gòu)》1983年第315%,美歐為3%~6%。圖2為日本歷年焊期根據(jù)上述原則對幾種焊接方法進(jìn)行了評材的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)。?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·14·化工施工技術(shù)1999年第21卷第1期(4)
5、藥芯焊絲:被稱為第四代焊材。特點(diǎn)為生產(chǎn)效率高,見表1,1t藥芯焊絲等于2t焊條;焊接質(zhì)量好;綜合成本低,見表2。值得一提的是自保護(hù)藥芯焊絲電弧焊。其優(yōu)點(diǎn)是可室外焊接、焊槍更輕、操作靈活。缺點(diǎn)為存在接頭質(zhì)量、成本、煙塵方面的問題。當(dāng)前這些問題正在解決。林肯公司NR232、NR207、NR203力學(xué)性能已達(dá)到AKV(—40)大于47J,工藝性能也有較大提高,煙塵問題可采用帶吸煙的焊槍,售價(jià)約3萬元。圖2 日本歷年焊接材料產(chǎn)量示意圖3 焊接工藝的發(fā)展213 我國焊接材料的發(fā)展方向311CO2氣保護(hù)藥芯焊絲全位置半自動(dòng)焊預(yù)計(jì)2000年我國焊材
6、產(chǎn)量達(dá)80萬t,該方法是選擇能夠進(jìn)行全位置焊接用的2005年達(dá)100萬t,其中焊條占70%,自動(dòng)焊藥芯焊絲,配合半自動(dòng)氣保護(hù)焊機(jī)。由于設(shè)備材30%。對大多數(shù)用戶來說應(yīng)大力提倡使簡單、操作靈活、適應(yīng)面廣,因而在藥芯焊絲用:的工程實(shí)用中應(yīng)用最多,估計(jì)占國內(nèi)外藥芯焊絲使用量的70%~80%。(1)鐵粉焊條:熔敷效率在130%~31111 焊接材料180%,可大大提高生產(chǎn)效率;該工藝方法的關(guān)鍵是選擇能夠全位置焊(2)重力焊:將重力焊條的引弧端對準(zhǔn)接接的氣保護(hù)藥芯焊絲。它大多具有鈦型渣系,縫,另一端夾持于重力焊導(dǎo)軌上的焊鉗口內(nèi)熔渣中含有大量Ti
7、O2和SiO2成分。熔渣的引弧。這是一種高效焊接方法,只用于平角凝固溫度范圍窄,具有短渣特性,可適應(yīng)全位焊。1993年中船系統(tǒng)重力焊比例已達(dá)4%;置焊接需要。日本神鋼的DW—100,日鐵的(3)實(shí)芯焊絲+活性氣體保護(hù)焊:提高SF—1,韓國高麗溶接株式會社的K71—T,CO2氣電焊質(zhì)量的方法有三條,即:活性氣現(xiàn)代公司的SF—71均屬此類型產(chǎn)品。體、藥芯焊絲、STT表面張力過渡電源。該工SQJ501是天津三英焊業(yè)有限公司開發(fā)的全藝的優(yōu)點(diǎn)為,接頭質(zhì)量高、多元混合焊絲工藝位置型CO2氣保護(hù)藥芯焊絲,它的工藝性能性好,在國外,成本與藥芯焊絲相當(dāng)
8、;缺點(diǎn)是和力學(xué)性能均已達(dá)到國際先進(jìn)水平。這類焊無瓶裝氣體、氬氣成本高、焊絲適應(yīng)性及質(zhì)量絲具有以下特點(diǎn):(1)全位置焊接性好:不如藥芯焊絲;由于該焊絲選擇熔點(diǎn)較高的金紅石、鋯表1 各種焊接材料熔敷效率的比較英砂作為主要造渣