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发表于 2007-7-25 17:11:40
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来自: 中国江西九江
目前的不锈钢压力容器生产企业,普遍采用的主要焊接方法均为成熟的焊接工艺,如钨极氩弧焊(GTAW)、焊条电弧焊(SMAW)、药芯焊丝电弧焊(FCAW)、埋弧自动焊(SAW)等。对于4~10mm的1Cr18Ni9Ti薄板不锈钢,主要采用钨极氩弧焊(GTAW)、焊条电弧焊(SMAW)和药芯焊丝电弧焊(FCAW);而对于4~10mm的304薄板不锈钢(相当于我国的0Cr18Ni9),则主要采用钨极氩弧焊(GTAW)、焊条电弧焊(SMAW),由于药芯焊丝电弧焊(FCAW)采用的保护气体为Ar+CO2,易使焊接接头产生增碳问题,导致其耐腐蚀性能下降,故对于低碳、超低碳不锈钢的焊接,一般情况下不采用药芯焊丝电弧焊。 - y! A' i. y- I, x
6 O( s% Z8 A2 y- Z2 y2 \" C4 C 本文以板厚8mm的低碳、304不锈钢为例,对其常用焊接方法及焊接成本进行分析和对比。 7 d. e, Q9 R4 J
! R4 V- M4 B* W: s4 S0 }8 { O 焊接方法分析
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钨极氩弧焊采用的保护气体为纯Ar,焊接时它既不与金属起化学反应,也不溶解与液态金属中,故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷,同时因其密度较大,在保护时不易漂浮散失,保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的,热量调节方便,使输入焊缝的焊接线能量更容易控制,故适合于各种位置的焊接,也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低,因而其焊接变形也就较大。
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1 l# f) k) U" g: L( o% d8 o$ R 焊条电弧焊由于操作灵活、方便,焊接设备简单、易于移动,设备费用比其它电弧焊方法低,因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊(GMAW)、埋弧自动焊(SAW)等焊接方法相比,其熔敷速度慢及熔敷系数低,并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣,而坡口内的清渣是比较繁琐的。
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u7 V- v, @" X 熔化极惰性气体保护焊(MIG焊),由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气体,因而其电弧稳定,熔滴细小且过渡稳定,飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深,因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高,焊接生产效率高,尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂,设备成本较高。 ' Z4 k' d: m+ S A9 r+ ]. |( ~; B8 _
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对于薄板不锈钢压力容器,由于其特殊性及相关标准的要求,因而对打底焊的焊缝背面的质量要求比较高。
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: H, h2 {# B3 L0 I& Y+ L 对于打底焊而言,钨极氩弧焊(GTAW)均优于焊条电弧焊(SMAW)、熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)等焊接方法,这主要是由于热源和填充焊丝是分别控制的,热量调节方便;同时,该种焊接方法对焊工的操作技能、接头的组对质量要求不高。因此,对于单面焊双面成型的焊接接头,其打底焊均采用钨极氩弧焊(GTAW)。对于不锈钢的焊接,焊接时必须充背面保护气(通常为纯Ar),以防止焊缝背面的氧化。
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各种焊接数据的计算公式为:
: L: v. W1 D/ A( u% c* T" i5 S" {5 o* V
焊材消耗量=需要金属量÷综合熔敷效率
4 ], z$ I) z# } 焊材费用=焊材消耗量×焊材单价
2 u9 ~ U# f4 r- r 燃弧时间=需要金属量÷熔敷速度 9 C8 q. C" Q- B; o7 R4 b
气体费用=气体流量×燃弧时间×气体单价 H8 O E1 q8 }
总作业时间=燃弧时间+其它时间
, u: z' l+ ^4 z0 `" } 工资费用=总作业时间×工资单价 , h& U2 Y5 }7 }% r9 ?- o
电力费用=(焊接电流×电弧电压×燃弧时间×单价)÷60000 # _% J+ ?, Q; s7 {: I o
焊接成本=焊材费用+气体费用+工资费用+电力费用
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2 焊接成本分析 : {5 V' l" U; v: c
3 O9 D: z. g7 o4 Q7 X" y! u8 \ 以往的资料所进行的焊接成本对比,均是九十年代初的相关数据,它是在不同坡口尺寸条件下进行的,且主要是对碳钢、中厚板常用的药芯焊丝电弧焊、实芯焊丝CO2电弧焊、焊条电弧焊等焊接方法进行成本对比与分析。5 E- W0 I% c0 Z# T; m! M
" {$ y7 u) Y; }& i& q 焊接成本是对于相同的坡口尺寸、薄板不锈钢进行对比的。市场经济条件下的产品随客户要求的不同而不同,且对于生产制造企业而言,产品也会随不同板厚而采取更加经济的焊接工艺。因此,相同类别的焊接接头,如果采用不同的坡口尺寸,会给生产带来许多弊端和不便。
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k' j! O% Y5 A, Q/ P7 ] 可以看出,对于70°的V型坡口、304材质、8mm板厚的对接次之,GTAW+MIG最低。GTAW+MIG的焊接成本约为GTAW的67%左右,其焊接生产效率为GTAW的3.1倍左右。不仅如此,由于MIG焊的焊接热输入少,因而GTAW+MIG的焊接变形比GTAW要小的多,它更有力于产品的质量保证。 4 V7 X8 k" j) A" x+ [: H1 X! r
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结论
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7 I2 K, M, v+ @% M) {7 w* L* {+ n0 } 焊接成本对比,可以得到如下结论: ; h$ ~$ W3 Y1 R, K8 w% n
: g. B6 D. {7 t- v7 L8 _4 M (1) GTAW+MIG焊的焊接成本低,生产效率高,应加以推广应用。
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(2) 对于薄板不锈钢的焊接,提供了焊接方法的选择依据。 |
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