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石bx程
2012年12月
A-TG焊在碳钢焊接中的应用
靳海,周組,俊,李广民
(中国石油天然气管道科学研突院,河北郎坊065000
摘要:活性剂焊接(A-TG)技术的特点是焊前在母材表面涂敷一层活性剂,在相同的焊接规范下,
同常规TIC焊相比,可以大幅度地提高焊缝熔深(最大可达300%)。文章对该高效的A-TG焊方法在
碳钢中应用进行初步试验研究,结果表明:碳钢米用TC焊,可使钝边厚度为4m的焊材在无间隙
或有间隙的条件下,一次性焊透;2“钢管采用A-mG焊,在不降低焊接效率和焊接质量的前提下,
能够减少焊接层数一层和焊接材料的使用。
关键词:A-TG焊;活性剂;焊缝熔深
doi:10.3969/issn.1001-2206.2012.06.017
0引言
范下,同常规TG焊相比,可以大幅度地提高焊
活性剂焊接( Activating flux-TG,简称A-TG鏠熔深(最大可达300%)。同常规TG焊相比,
焊)是由马克兰巴顿焊接研究所在上世纪60年代A-TG焊能够大幅度提高生产率,降低生产成本,
研发的,但此后直到90年代末期,欧美国家的研同时还可以减小焊接变形.具有广泛的应用前
究机构才对该技术开展了广泛的研究。这种技术是景。本项目研究了在钝边为4mm时,无活性剂
焊前在母材表面涂敷一层活性剂,在相同的焊接规TIG焊和涂敷活性剂TC焊的熔透情况,同时也对
经与标准板比对,除锈效果可达Sa2.5级以参考文献
上,满足海底管道铺设喷砂除锈指标的要求。
朱熀秋,张腾超.可编程序控制器在钢管壁面喷砂除锈作业线屮
5结论
的应用[J.新技术新T艺,2005,(12):15-17.
龙斌,昌喜军,唐德渝,等.环保型全自动管道喷砂除锈机的研制
(1)采用三闭环伺服控制系统,能够在获得较
及应用.石油工程建设,2011,37(6):36-38.
高控制精度的同时有效控制启动力矩,并能充分抑
Pathak P M, Mukherjee A, Dasgupta A Impedance control of spacerobot
制非线性因素对系统的影响。
J ]. International Journal of Modelling and Simulation, 2006,26(4
2)在外部电磁干扰强烈的工况下,软件
滤波是对采集信号处理的必要手段,并且软件熊有伦,机器人技术基础ML武汉:华中科技大学出版社,208
滤波器设计的优劣直接影响信号的准确性及系
业自动化,2008,30(4):84-86.
统的性能。
[?张立勋,董玉红.机电系统仿真与设计DM].哈尔滨:哈尔滨工程大
(3)采用PIC作为控制系统核心的自动喷砂
学出版社,2006.
?黄晓玲.PIC控制系统的抗干扰分析及措施J.机电技术,2010,
除锈机运行稳定、性能可靠,具有良好的除锈效
(3):47-48.
果,目前,该技术已在中海油、胜利油田及中石油[8 I Robert N Bateson. Introduction to Conrol System Technology [M
海上项目中得到了广泛的应用。结果表明,采用全
New Jersey: Pearson Education Ine.. 2002
自动喷砂除锈技术,可有效提高管道喷砂除锈的工
作者简介:王克宽(1983-),男,辽宁丹东人,2009年毕
作效率,减轻工人的劳动强度,减少对周围环境的
业于哈尔滨工程大学机械电子工程专业,硕士,主要从事
污染,从而节约了海底管道铺设成本,缩短了管道石油装各自动控制等方面的研究工作
铺设周期。
收稿日期:2012-07-02
第38卷第6期
新海成等:A-TG焊在碳焊接中的应用
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2钢管全位置焊接工艺进行了研究
2.220°钢管的A-TG焊接工艺试验分析
1试验方案
在钢板焊接的基础上,进行了20°钢的168mmx
本试验采用的施焊材料为碳钢Q235-B板材4mm钢管的A-TG焊接试验,管段不开坡口,不
(试样尺寸为250mx159mmx12mm)和20°钢留间隙,焊接电流180A,电压16~17V,焊接效
管(规格为D168mmx4mm);表面活性剂材料果如图3所示。由于不用填充材料,需要母材熔化
主要为SiO2、TO2、CaO、MgO、卤化物、CrO2等。来熔合焊缝,因而焊后平焊位低于母材;立焊位母
钢板焊接分为无活性剂G焊和涂敷活性剂材熔化向下流,使得焊缝与母材齐平或略低于母
mG焊,坡口角度60°,钝边4mm,焊接电流200A,材;仰焊位由于母材下坠,因而高于母材。在完成
焊接电压14~16V,焊接速度6.5~7.0 cm/min。A-TG焊后,采用GB8110ER49-1弧焊丝进行
在板材试验的基础上,开展了20°钢管的A-TIG盖面,图4为盖面焊后的焊接接头效果,对接头进
焊工艺研究。
行了力学性能试验。
2试验结果分析
2.1钝边4mm板材的焊缝成型状况
图1为钝边4mm、无间隙、焊接电流200A
的焊接试件,可以看出,在焊接试件正面,无活性
剂焊缝和涂敷活性剂焊缝都熔合较好;背面无活性
剂焊缝区未焊透,涂敷活性剂焊鏠区焊透,并且成
型良好。对于钝边4mm、间隙2mm、焊接电流
200A的焊接试件,在焊接试件正面,无活性剂焊
缝和涂敷活性剂焊鏠都熔合较好;背面无活性剂焊
(b)立焊位
缝区未焊透,涂敷活性剂焊缝区焊透,但成型较
差,背面成型情况如图2所示。
未涂活性剂区
涂活性剂区
2MA
(c)仰焊位
(a)正面
图3不同位置A-TIG焊的效果
未涂活性剂区
涂活性剂区
(b)背面
图1钝边4mm、无间隙的试件成型情况
图4盖面焊后焊接接头效果
未涂活性剂区
2.2.1拉伸试验
涂活性剂区
表1为A-TG焊接的拉伸试验结果,可以看
出,其抗拉强度大于20°钢母材的最小抗拉强度,
图2钝边4mm、间隙2mm的试件背面成型情况
图5为焊接接头断裂照片。