窄間隙鎢極氬弧焊(N-TIG)推廣應(yīng)注意的問題
【中鎢在線新聞網(wǎng)-鎢新聞】
1、窄間隙鎢極氬弧焊機(jī)設(shè)備選擇
目前,世界上設(shè)計(jì)制造熱絲TIG焊接設(shè)備技術(shù)最先進(jìn)的首推美國Jetline公司和AMET公司、奧地利Fronius公司、加拿大Liburdi集團(tuán)公司等。自2011窄間隙自動(dòng)焊工藝在福建寧德核電站1號(hào)機(jī)組主管道焊接中應(yīng)用,自動(dòng)焊技術(shù)正式在我國核電站建設(shè)中投入使用,有鑒于取得的良好效果,福清核電、方家山核電、海陽核電等項(xiàng)目也陸續(xù)在核島主管道中采用窄間隙鎢極氬弧焊(N-TIG)工藝。依據(jù)成功的經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過與多個(gè)焊接設(shè)備廠家接觸,對(duì)設(shè)備及工藝可行性分析比較,各家均采用加拿大公司提供的Gold Track V型窄間隙自動(dòng)焊機(jī)(焊機(jī)焊接穩(wěn)定性好,具有多功能特性,綜合性價(jià)比高等特點(diǎn))。
依據(jù)焊機(jī)技術(shù)資料可知,Gold Track V型焊機(jī)機(jī)頭的徑向最小需求空間約為240mm,軸向最小需求空間約為375mm,初步估測(cè),常規(guī)島現(xiàn)場(chǎng)安裝空間可以滿足施焊要求。并且有在多家核電項(xiàng)目核島主管道焊接施工中成功運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn),核電常規(guī)島推廣窄間隙鎢極氬弧焊(N-TIG)工藝,可以選擇Gold track V型窄間隙自動(dòng)焊機(jī)(配焊接電源、彎頭焊頭、通用焊頭以及相應(yīng)的軌道)。
2、焊接坡口設(shè)計(jì)
合理選擇接頭坡口型式,是保證質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的重要環(huán)節(jié)。窄間隙焊,顧名思義,就是采用小角度,小間隙的坡口。依據(jù)中國核工業(yè)第二三建設(shè)公司發(fā)明專利(公開號(hào)CN101077547A),進(jìn)行窄間隙自動(dòng)焊坡口設(shè)計(jì)。
管道母材的端面形成組合焊口,形成組合坡口包括上坡口和下坡口,上坡口由上坡口角度β限定,下坡口包括由下坡口角度α限定的下鈍邊和從下鈍邊的底部突出的根部鈍邊,其中下坡口角度α大于上坡口角度β。
3、焊前預(yù)熱及層間溫度控制
重要構(gòu)件的焊接、合金鋼的焊接及厚部件的焊接,都要求在焊前必須預(yù)熱。焊前預(yù)熱的主要作用如下:
1)預(yù)熱能減緩焊后的冷卻速度,有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出,避免產(chǎn)生氫致裂紋。同時(shí)也減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度,提高了焊接接頭的抗裂性。
2)預(yù)熱可降低焊接應(yīng)力。均勻地局部預(yù)熱或整體預(yù)熱,可以減少焊接區(qū)域被焊工件之間的溫度差(也稱為溫度梯度)。這樣,一方面降低了焊接應(yīng)力,另一方面,降低了焊接應(yīng)變速率,有利于避免產(chǎn)生焊接裂紋。
3)預(yù)熱可以降低焊接結(jié)構(gòu)的拘束度,對(duì)降低角接接頭的拘束度尤為明顯,隨著預(yù)熱溫度的提高,裂紋發(fā)生率下降。
預(yù)熱溫度和層間溫度的選擇不僅與鋼材和焊條的化學(xué)成分有關(guān),還與焊接方法等因素有關(guān)。推廣窄間隙鎢極氬弧焊(N-TIG)工藝,大口徑厚壁管道焊前需對(duì)整個(gè)構(gòu)件厚度及待焊區(qū)域均勻預(yù)熱,預(yù)熱寬度從坡口中心開始,每側(cè)不小于母材金屬厚度的3倍,且≥100mm。通過大厚板、高拘束窄間隙焊接試驗(yàn),窄間隙焊接時(shí)合適的預(yù)熱溫度、層間溫度為100~150℃。具體預(yù)熱溫度和層間溫度依據(jù)工藝評(píng)定來確定。
此外,根據(jù)核電常規(guī)島焊接規(guī)范要求,當(dāng)管徑、壁厚比較大時(shí),焊前預(yù)熱須采用電加熱方式。但Gold Track V型焊機(jī)規(guī)定,使用時(shí)用戶需要確保“電磁方面可以兼容性”,而電加熱的供應(yīng)電纜、加熱熱電偶等無疑是巨大的隱患。在核電常規(guī)島采用窄間隙鎢極氬弧焊(N-TIG)工藝時(shí),必須對(duì)電加熱設(shè)備及其他可能出現(xiàn)的電磁問題進(jìn)行評(píng)估。
對(duì)于電加熱方式進(jìn)行預(yù)熱可能產(chǎn)生的電磁問題,可以通過將自動(dòng)焊機(jī)改裝成帶有預(yù)熱功能的自動(dòng)焊機(jī)來解決。利用電弧加熱原理,焊槍鎢極與管子之間產(chǎn)生電弧,并左右擺動(dòng),管子繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)使管子整圈得到均勻的加熱,通過改變加熱時(shí)間,電弧的大小,管子旋轉(zhuǎn)的速度來控制預(yù)熱溫度,完成預(yù)熱工序后自動(dòng)切換到焊接程序,具有預(yù)熱溫度均勻、輔助時(shí)間少、生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)。
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