窄间隙焊接.ppt

高效焊接方法一.什么是窄间隙焊接注意：窄间隙焊接不是一种常规意义上的焊接方法，而是一种焊接方式，是利用了现有的弧焊方法的一种特别技术多种焊接方法都可用窄间隙焊接(NG:NarrowGap)NG-SAW：考虑脱渣，已成熟，但不适于全位置焊NG-GMAW（MAG、CO2）：适于全位置焊，但要解决飞溅和侧壁熔合问题（特别是横焊时），工艺规范区间较窄这两种方法占窄间隙焊接总量的６０％以上NG-TIG：焊缝质量好，但效率低，主要用于不锈钢等特殊材料或进行打底焊，大约占10％NG-MAW和窄间隙电渣焊：应用较少NG-GMAW＋药芯焊丝：小规范下短路过渡，飞溅小，成形好，但清渣困难，研究热点值得关注特殊的窄间隙焊接：激光焊接、电子束焊接常见的窄间隙焊接图例NG-MIGNG-MIG板厚６０、１７０、４００mm窄间隙焊接的特征：(１)多数采用Ⅰ形坡口或坡口角度很小（０.５-７o）的Ｕ、Ｖ形坡口；窄间隙焊接的优点：坡口断面积小减少焊接时间，填充材料少，能耗低，降低成本，效率高焊接线能量小ＨＡＺ区小，组织细小，改善接头韧性，机械性能优良，焊接残余应力、变形小常用窄间隙焊接热输入量对比GFR=D/(A×G)GFR:坡口填充速度比较各种几何形状焊接接头生产率和效率的指标A:坡口横截面积，D:熔敷速度G:焊缝金属密度NG-GMAW焊材消耗量最少，比普通SAW减少50%以上，比NG-SAW减少了近14%。NG-SAW比普通SAW的焊丝消耗量减少45%，焊剂消耗量减少63%。不足：在狭窄坡口内的气、丝、水、电的导入困难，焊枪复杂，加工精度高、难度大，通用性不强由于电弧轴向与侧壁夹角很小，电弧对侧壁加热不充分，导致侧壁熔合不良，这是窄间隙焊接关键问题焊丝对中要求高，对中不好，侧壁打弧，焊丝回烧，几乎不能进行焊接窄间隙焊缝往往由几十层焊道形成，一层有缺陷，返修很困难焊接规范区间较窄，焊接过程抗干扰性差，飞溅对焊接过程影响严重；在侧壁的拘束下容易产生热裂纹，尤其是第一道焊缝产生的几率最大广泛应用于各种大型重要结构，如造船、锅炉、核电、桥梁等厚大件的生产。目前国际上发达国家如欧美、日本、俄罗斯等应用比较多，特别是日本远远走在前列，NG-GMAW应用非常广泛。由于NG-GMAW问题比较典型，其应用程度可以视作窄间隙焊接是否发达的一个标志。国外的研究现状前苏联于1967年开始，主要针对低合金高强钢和钛合金，系统的研究了焊接规范对接头的影响，以巴顿研究所为主。欧美在新型焊接电源、焊机的开发和焊缝跟踪控制系统方面做了大量工作：英国的窄间隙焊接起步较晚，始于上世纪80年代，因为英国更重视焊接的质量和可靠性，所以窄间隙焊接技术在英国的研究和应用较少。美国Lincoln公司开发出超低飞溅率（<3%）表面张力过渡焊机，且已商品化，很好的解决了窄间隙焊接飞溅问题。美国Jetlin公司开发出计算机辅助控制的激光自动跟踪系统，解决了焊丝对中的问题。法国Polysoude(窄间隙热丝TIG焊机为主)，瑞典ESAB（窄间隙埋弧焊机为主）是为数不多的生产窄间隙焊机的代表。另外前苏联的巴顿焊接研究所也开发了窄间隙埋弧焊设备。日本窄间隙焊接的应用比例国内的研究现状国内的应用主要以窄间隙埋弧焊为主，并且我国的窄间隙焊接研究多开展在高校，因此实际应用的较少。实际应用多集中在锅炉厂和造船厂，如哈尔滨锅炉厂，渤船重、武汉造船厂等。我国目前主要是应用粗丝大电流NG-SAW，NG-GMAW等其它方法应用很少。Why？1）埋弧焊对焊丝在坡口内作用位置的不敏感，工艺规范区间宽，粗丝大电流，侧壁熔合好，工艺可靠性高，无飞溅。2）NG-SAW焊接设备的可靠性和产品化程度较高，国内也可自主开发3)NG-GMAW侧壁熔合问题一直未得到有效解决四.NG-GMAW侧壁熔合问题解决措施高速旋转电弧窄间隙焊各种焊丝折曲机构电弧旋转方式项目4.2其他窄间隙焊接方式：双（多）丝焊接直流正接窄间隙焊接交流窄间隙焊接磁控摆动（NG-TIG）哈工大开发的双丝窄间隙GMAW焊双丝窄间隙焊枪的设计焊缝成型双丝间距对焊缝成形的影响直流正接窄间隙GMAW焊接简介直流正极性窄间隙焊接，可以进行常规焊接，也可以利用焊丝刚度较大的特点，仅将焊丝深入到窄间隙中去，而导电嘴并不深入到窄间隙中去，但近适用于40mm以下低合金钢，且仅适用于平焊。焊接时为保持稳定，导电嘴应随焊道升高而升高（干伸长不变），而气体喷嘴必须保持高度，保证保护效果。正极性窄间隙焊接最佳规范参数很窄，也不适用盖面焊道。直流反接在侧壁产生电弧时焊接将无法进行：电弧自身调节作用丧失。这也是窄间隙焊接对焊丝对中要求高的原因。各种NG-GMAW焊接方式的优缺点坡口间隙5mm以下，当间隙小于4mm时侧壁熔合问题不突出优点：坡口面积更小，单道焊接，效率更高，线能量更低，热影响区小（1mm）存在问题：