1. Tóm tắt nền
Các yêu cầu về chế tạo sẵn đường ống trong ngành công nghiệp kỹ thuật và hóa dầu ngoài khơi tương đối cao và khối lượng công việc tương đối lớn. Sử dụng đế thủ công hàn TIG truyền thống và hàn và phủ MIG nhưng chất lượng và hiệu quả không lý tưởng. Bài viết này áp dụng một quy trình hàn mới - hàn TIG dây nóng hiệu quả cao, để đạt được hàn nền TIG, hàn trám và hàn phủ, đồng thời đạt được phương pháp hàn hiệu suất cao hàn MIG để thay thế phương pháp truyền thống. Thông qua thí nghiệm này, các tính chất cơ học của nghiên cứu đã được chứng minh là có hiệu quả và được ứng dụng thành công trong công nghiệp.
Mục đích nghiên cứu
Hiện nay, quy trình hàn truyền thống sử dụng hàn TIG thủ công để hàn cơ bản, hàn thủ công hoặc hàn MIG, hàn hồ quang chìm và các phương pháp đa quy trình khác để lấp đầy và che phủ nhằm nâng cao hiệu quả hàn. Tuy nhiên, các phương pháp làm đầy và che phủ này không dễ dàng đạt được hàn tự động, không phù hợp với các đường kính ống khác nhau, tương đối dễ tạo ra các khuyết tật hàn và tốc độ đạt chất lượng hàn bị giới hạn bởi trình độ vận hành của công nhân.
So với hàn TIG thông thường, hàn TIG dây nóng có thêm nguồn điện dây nóng riêng để làm nóng trước dây hàn trên cơ sở dây nguội truyền thống, đồng thời tăng tốc độ nóng chảy của dây hàn mà không làm thay đổi năng lượng dây hàn. Bằng cách này, hồ quang hàn được cung cấp chỉ cần tiêu tốn một lượng năng lượng nhỏ để làm nóng chảy dây hàn, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất hàn.
Dây nóng hiệu suất cao TIG hiệu quả hơn 5 lần so với TIG thông thường, tương đương với tốc độ hàn MIG và tốc độ lắng tăng từ 0,3 ~ 0,5kg/h lên 2 ~ 4kg/h. Công nghệ TIG dây nóng trong nước đang ở giai đoạn trì trệ và còn lâu mới đạt được hiệu quả hàn và chất lượng cao. Hiệu suất của quá trình hàn TIG dây nóng nước ngoài chưa được cải thiện đáng kể và không thể đạt được hiệu quả của hàn MIG. Vì vậy, việc phát triển quy trình hàn TIG dây nóng hiệu quả là đặc biệt cấp bách và quan trọng.
3.1 Vật liệu thí nghiệm
Vật liệu mẹ của ống thí nghiệm là thép Q235-A, có độ dày 12 mm và đường kính ngoài 108mm. Thành phần hóa học được thể hiện trong Bảng 1. Độ bền kéo của thép Q235-A là σb=482MPa, giới hạn chảy là σs=235MPa và độ giãn dài là δ=26%. Sử dụng dây hàn H08Mn2Si đường kính 1,2 mm. Thành phần hóa học được thể hiện trong Bảng 1. Độ bền kéo của dây hàn H08Mn2Si là σb ≥500 MPa, cường độ chảy σs ≥420MPa và độ giãn dài là δ ≥22%.
Thiết bị hàn Xinfa có đặc tính chất lượng cao và giá thành thấp. Để biết chi tiết, vui lòng truy cập:Các nhà sản xuất hàn & cắt - Nhà máy và nhà cung cấp hàn & cắt Trung Quốc (xinfatools.com)
3.2 Phương pháp thực nghiệm
Thử nghiệm đã sử dụng hệ thống hàn TIG dây nóng hiệu suất cao loại kẹp ống kiểu mở KB370 như trong Hình 1, nguồn điện hàn đa chức năng PHOENIX-521 và nguồn điện dây nóng arc-200 sắc nét. Quá trình hàn TIG dây nóng đã được sử dụng và sơ đồ nguyên lý chung được thể hiện trong Hình 2.
Hình 1 Hệ thống hàn dây nóng loại kẹp ống KB370 hiệu suất cao
Hình 2 Sơ đồ nguyên lý của mối nối
Trước khi hàn, mặt trong và mặt ngoài của rãnh của mẫu thử ống được mài và loại bỏ rỉ sét, phạm vi khoảng 25 mm. Trước khi hàn thử, mẫu thử ống được cố định bằng phương pháp hàn điểm. Hàn điểm ba điểm là đủ. Độ lệch được kiểm soát trong vòng 1,5mm và không có khoảng cách.
3.3 Kết quả thực nghiệm
Sau khi các mẫu ống được hàn, lần đầu tiên chúng được phát hiện lỗ hổng bằng tia X và tất cả đều đạt cấp độ I. Các thí nghiệm khác sử dụng các thử nghiệm tính chất cơ học, kim loại vĩ mô và cơ học, như thể hiện trong Hình 3, 4, 5, 6 và Bảng 3, tương ứng. Hình 3 và 4 thể hiện rõ hình thái mối hàn ba lớp, những thay đổi trong cơ cấu tổ chức, vùng chịu ảnh hưởng nhiệt nhỏ của mối hàn và không có lỗ rỗng hoặc vết nứt. Bảng 3 cho thấy các mối hàn đều bị đứt ở vùng vật liệu gốc, uốn dương và uốn ngược đều đạt yêu cầu của tiêu chuẩn GB/T14452-93. Như có thể thấy từ Bảng 4, chúng tôi rút ra các kết luận sau:
Hình 3 Cấu trúc tế vi của kim loại cơ bản, vùng ảnh hưởng nhiệt và mặt cắt ngang mối hàn
Hình 4 Cấu trúc kim loại vĩ mô của mặt cắt mối hàn
Hình 5 Thử kéo
(a) Uốn cong dương
(b) Uốn lưng
Dây nóng TIG hiệu suất cao có thể đạt được chất lượng hàn TIG và tốc độ hàn MAG, nhưng hàn MAG có nhược điểm như độ bắn tóe lớn, hồ quang mạnh, độ xốp lớn, năng lượng đường hàn lớn và lượng mài lớn. Mặc dù hiệu suất lắng đọng của nó cao nhưng rõ ràng là nó không ổn định và đáng tin cậy như hàn TIG với yêu cầu chất lượng cao. Hiệu suất toàn diện của hàn TIG dây nóng hiệu quả cao tương đương hoặc lớn hơn một chút so với hàn MAG;
Hàn TIG dây nóng hiệu suất cao và hàn TIG dây lạnh truyền thống có hiệu suất tổng thể được cải thiện từ 5 đến 10 lần.
4. Kết luận thực nghiệm
4.1 Hàn TIG dây nóng có thể thu được mối hàn có bề mặt không khuyết tật và hình thành tốt;
4.2 Tốc độ cấp dây của hàn TIG dây nóng đạt 5m/phút, lên tới 6,5m/phút và tốc độ nóng chảy có thể đạt 3,5kg/h, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất;
4.3 Vết nứt kéo của mối hàn TIG dây nóng xảy ra trong vật liệu gốc, giúp cải thiện hiệu suất của mối nối;
4.4 Hàn TIG dây nóng hiệu quả cao thực sự đạt được chất lượng hàn của hàn TIG và tốc độ hàn của hàn MIG.
5. Triển vọng và ứng dụng trưởng thành trên thị trường
Sau gần hai năm quảng bá và ứng dụng trên thị trường, chúng tôi hiện đang được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật hàng hải, khí đốt, thiết bị đo đạc, hóa dầu và container.
Quá trình hàn TIG dây nóng hiệu quả cao không chỉ phù hợp với thép cacbon mà còn phù hợp với thép hợp kim, thép không gỉ, thép song công, hợp kim gốc niken và các vật liệu khác (thí nghiệm trên nhiều vật liệu khác nhau đã cho thấy điều đó, đặc biệt là trong thép song công). quá trình hàn trong kỹ thuật hàng hải và các ngành công nghiệp khác, hàn TIG dây nóng hiệu suất cao có những ưu điểm không thể so sánh được). Nó đã phá vỡ thế độc quyền về hàn TIG dây nóng nước ngoài tại Trung Quốc, hiệu suất cao gấp 1,5 đến 2 lần so với dây nóng nước ngoài so với thương hiệu nước ngoài.
Công nghệ này lấp đầy khoảng trống trong hàn đúc sẵn đường ống, là một sản phẩm công nghệ xử lý tiên tiến phù hợp với điều kiện quốc gia của Trung Quốc và là một sự đổi mới mang tính đột phá trong ngành công nghiệp đúc sẵn đường ống. Nó có thể thay thế hoàn toàn quy trình truyền thống hiện có là sơn lót TIG + lấp đầy MAG và quy trình tổng hợp kép, giúp người dùng không phải mua thiết bị nhiều lần và là một hệ thống hàn đúc sẵn đường ống đa chức năng và đa mục đích thực sự. Hệ thống hàn lấy công nghệ này làm quy trình cốt lõi hiện cũng được áp dụng cho hệ thống đúc sẵn đường ống thông minh và triển vọng thị trường rất rộng.
Thời gian đăng: 27-08-2024
