CO<sub>2</sub>气体保护焊在加氢产品制造中的应用（下）

2019-02-23 44

核心提示：[db:简介]

试样经严格的性能测试，其结果完全达到产品技术要求和相关法规的规定，详见表5～表8。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>表5 堆焊层大小侧弯试验

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>取样部位

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>试样类型

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>弯轴尺寸

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>弯曲角度

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>结果

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>试板

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>堆焊层+母材

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>大、小侧弯

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>D=4T

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>α=180°

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>堆焊层及热影

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>试环

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>堆焊层+母材

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>大、小侧弯

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>D=4T

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>α=180°

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>响区均不裂

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>表6 堆焊层大小侧弯试验

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>取样部位

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>检查结果

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>试板

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>堆焊层表面下3～3value="0.5" UnitName="mm">.5mm范围内

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>堆焊层组织为奥低体+少量铁素体，过热区

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>为贝氏体，未发现明显缺陷

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>试环

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>表7 堆焊层化学成分

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>C

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Si

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Mn

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>S

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>P

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Cr

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Ni

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Mo

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Cu

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Nb

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>要求

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>≤0.05

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>≤0.9

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.0～2.5

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>≤0.03

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>≤0.04

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>18～21

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>9～11

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>≤0.5

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>8×C～1.0

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>试板

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.03

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.49

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.47

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.006

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.023

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>18.61

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>10.61

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.08

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.02

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.44

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>试环

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.04

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.42

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.27

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.008

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.025

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>18.50

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>10.70

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.06

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.02

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.22

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>表8 堆焊层其它测试项目

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>测试试件

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>测试结果

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>试板

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">堆焊层与母材熔合面的剪切强度按ASMEⅡSA263图1方法:гb=393～442MPa

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">堆焊层表面下3～3.5处铁素体含量为4.1%

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">堆焊层表面硬度值:183,185,185

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>试环

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">堆焊层与母材熔合面的剪切强度按ASMEⅡSA263图1方法:гb=315～340MPa

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">堆焊层表面下3～3.5处铁素体含量为5%

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">堆焊层表面硬度值:177,185,196

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21.1pt; LINE-HEIGHT: 21pt">2 产品堆焊

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21.1pt; LINE-HEIGHT: 21pt">2.1 筒体内壁及凸台表面堆焊

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">加氢反应器制造在焊接生产中所使用的CO₂气体保护焊焊机由伊莎（ESAB）公司生产，型号为LAH—500。焊枪采用气冷却保护，焊接电缆长约value="3" UnitName="m">3m，可伸入筒体内壁value="3" UnitName="m">3m处进行堆焊。焊丝采用日本进口的不锈钢药芯焊丝，一盘焊丝可连续2.5h的焊接。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">由于CO₂气体保护焊的焊接电缆较粗（фvalue="30" UnitName="mm">30mm）又较长（value="3" UnitName="m">3m），焊枪又比手工焊钳重，焊工手持操作时间一长就发酸，易抖动。另外，产品堆焊过渡层时筒体要预热（100～120）℃，人站在筒体上面，受到热量的辐射，既使站在铺着的石棉布上施焊鞋底也会发烫。焊工的劳动强度大，势必会影响施焊的稳定性和质量。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">为此我们根据筒体内壁堆焊的特点，自制了一个简易焊接工装架子，电缆线可绑在架子上，焊枪固定在架子前面可任意转动，上下变换角度。堆焊前需调节好翻转架，注意筒体转动一圈后的位移尺寸，调整好焊枪的位置的角度以及导电嘴与工件的距离。堆焊时焊枪固定，筒体转动，这样使手工操作焊变为机械半自动焊，减少了焊工的劳动强度。同样一圈（一条）焊道，手工电弧堆焊需1h，而CO₂气体保护堆焊只需0.5h。施焊质量稳定，CO₂气体保护堆焊的产品不锈层经着色、超声波探伤以及产品不锈层取样作化学分析，全部符合加氢产品技术要求。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt 39pt; TEXT-INDENT: -18pt; LINE-HEIGHT: 21pt">2.2 接管内壁堆焊

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">接管内壁堆焊设备是由哈尔滨焊接研究所提供的，其型号为HZU—350。堆焊管内径ф50～value="300" UnitName="mm">300mm，管外径ф100～value="800" UnitName="mm">800mm，长度小于2 value="0" UnitName="mm">000mm，焊接电流可调范围50～value="500" UnitName="a">500A。堆焊机的控制装置主要由堆焊程度、机头摆动、弧长调节、保护气、冷却水循环、堆焊机床动作等控制系统组成。机械装置利用匈牙利加长630车床改装，实现工件的夹紧、旋转、支承等功能。同样施焊质量稳定，CO₂气体保护堆焊的产品不锈层经着色、超声波探伤以及产品不锈层取样化学分析，全部符合加氢产品技术要求。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21.1pt; LINE-HEIGHT: 21pt">3 结论

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">加氢产品制造中的不锈层堆焊，采用的CO₂气体保护堆焊工艺方法比手工电弧焊堆焊有如下明显优势：

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">⑴进一步稳定了堆焊质量，焊道整齐，一圈只有一个焊道接头。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">⑵焊接效率较之手工电弧堆焊提高了一倍，减少了换焊条的次数，可以筒体一边转，一边进行堆焊，缩短了焊接周期。以一条环缝补堆不锈层为例，可节约工时约150h。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">⑶减少了焊材的损耗。以一条环缝补堆不锈层为例，采用CO₂气体保护堆焊后，与手工焊条相比，初步估计可节约焊材约45㎏。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">⑷减轻了焊工的劳动强度，由于采用了自制架子进行堆焊，焊工可不用拿焊枪手把，只需在旁边注意观察筒体转动时位移尺寸进行适当的调整就可以了。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">⑸经工艺改进，对过渡层堆焊后采用立即（350～400）℃的去氢处理，代替中间热处理，提高了工艺水平和工作效率，加快了生产周期。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 21pt">⑹产品堆焊质量完全满足加氢产品技术要求，一次合格率为100%，以达到国外同类产品水平。

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