长输管道自动焊接工艺研究

摘要

本文以国产PAW-2000焊机为对象，分析研究了熔化极混合气体(Ar+CO2)的比例对焊接工艺的影响，其中随着CO2比例的增加，熔深在平焊位、立焊位、仰焊位也在相应增加，并且保护气体比例相同时，熔深H立焊＞H平焊＞H仰焊。 研究了PAW-2000主要参数的匹配规律，形成一套用于指导焊接工艺参数的调节、提高焊接一次合格率的理论计算公式；送丝速度Vs=KVh，K为速度比系数(K=4S/πD2)。并且速度比系数K与焊丝直径D2成反比、与每层熔敷金属的横截面积S成正比。并确定了送丝速度与焊接速度参数的调节原则。 通过对管道自动焊产生主要缺陷的分析，提出防止的有效措施。对射线检测(RT)和全自动超声波检测(AUT)结果进行对比分析，提出了针对管道自动焊焊缝的最佳检测方法。 通过对常温和低温环境下管道自动焊三种焊接工艺的接头力学性能、冲击韧性、硬度、金相对比，以及在哈萨克斯坦扎那若耳-K13管道的现场实际焊接情况证实，环境温度-30℃，预热温度120℃，层问温度大于100℃，预热范围300mm条件下的管道自动焊焊接接头的性能完全可以满足规范所要求的指标。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章长输管道焊接工艺

1.1概述

1.2焊接在长输管道建设中的特点

1.3自动焊的国内外的发展状况

1.4管道焊接工艺

1.4.1手工焊焊接工艺

1.4.2自动焊工艺

1.5长输管道焊接的发展趋势

1.6本文的目的、意义及主要研究内容

1.6.1研究的目的和意义

1.6.2研究内容

第二章气保护管道自动焊工艺研究

2.1混合气体(Ar+CO2)保护焊的特点

2.2混合气体(Ar+CO2)保护焊的熔滴过渡

2.2.1短路过渡

2.2.2射滴过渡

2.2.3射流过渡

2.2.4(Ar+CO2)保护管道自动焊的熔滴过渡形式

2.3混合气体(Ar+CO2)比例对自动焊的影响

2.3.1混合气体(Ar+CO2)

2.3.2混合气体(Ar+CO2)比例对焊接飞溅、熔敷效率的影响

2.3.3混合气体(Ar+CO2)比例对熔深的影响

2.3.4混合气体（Ar+CO2）比例对焊接工艺参数范围的影响

2.3.5混合气体(Ar+CO2)比例对焊缝成形的影响

2.3.6混合气体(Ar+CO2)比例对冶金反应的影响

2.3.7混合气体(Ar+CO2)比例对强度的影响

2.3.8混合气体(Ar+CO2)比例对低温冲击的影响

2.3.9气体成分对焊丝熔化速度的影响

2.3.10管道自动焊对气体纯度的要求

2.3.11管道自动焊对混合气体(Ar+CO2)比例的确定

2.3.12 Ar气与CO2气的混合均匀程度对焊接质量的影响

2.3.13氩气体保护管道自动焊的喷嘴孔径与气体流量

2.4管道自动焊焊丝的选用

2.4.1焊丝直径

2.4.2对焊丝成分要求及主要合金元素

2.5焊接电流与送丝速度的关系

2.6送丝速度与熔深的关系

2.7本章小结

第三章管道自动焊焊接工艺参数的研究

3.1国产PAW-2000型自动焊机介绍

3.1.1概述

3.1.2技术性能

3.1.3系统组成

3.1.4系统安装

3.2国产PAW-2000型外自动焊机参数调节的理论计算式

3.2.1丝速与焊速关系的理论计算式

3.2.2焊枪摆动宽度B的理论计算式

3.2.3单摆时问与边缘停顿时间计算

3.2.4电弧电压理论计算式

3.2.5焊丝干伸长

3.3本章小结

第四章管道自动焊缝的无损检测方法选择与缺欠分析

4.1演示实验要求

4.2埋藏缺陷试件的制作

4.2.1试件尺寸规格

4.2.2埋藏缺陷数量

4.2.3缺陷试件的焊接工艺

4.3无损检测方法与检测报告

4.3.1全自动超声波(AUT)检测方法

4.3.2全自动超声波(AUT)对试件的检测报告（见附录1）

4.3.3 X射线(RT)检测方法

4.3.4 X射线(RT)检测对试件的检测报告（见附录2）

4.4埋藏缺陷试件解剖图片

4.5无损检测结果和方法的对比分析

4.5.1试件测试结果汇总表

4.5.2全自动超声波检测(AUT)与X射线检测(RT)的对比与分析

4.6自动焊缺欠产生原因分析

4.6.1气孔

4.6.2未熔合

4.7本章小结

第五章X65钢低温环境管道自动焊环焊缝性能研究

5.1扎那若耳-K13管道工程简介

5.2 X65钢的CCT曲线图

5.3冷却时间计算

5.3.1 t8/5的计算

5.3.2 t100的计算

5.4焊接工艺方案

5.5环焊接头性能检验试验

5.5.1无损检测

5.5.2 X65级钢管环焊接头常规力学性能实验

5.5.3 X65级钢管环焊接头低温冲击韧性试验

5.5.4 X65级钢管环焊接头的硬度试验

5.5.5 X65级钢管试件宏观金相研究

5.5.6 X65级钢管环焊缝显微金相研究

5.6结果分析

5.7本章小结

第六章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢