窄间隙焊接.ppt

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1、第一章窄间隙焊接NG-MIGNG-MIGNG-MIG板厚、mm坡口角度小，多为0.5-7，而常规焊接坡口多为45-60,与传统焊接方法比较，焊缝横截面积减少5080%，焊材消耗节省50%以上。常用窄间隙焊接热输入量对比 窄间隙大幅度节约了焊材和电能，生产率的大幅提高使人工费用也同步降低。随着板厚的增加，窄间隙焊的材料费和人工费节约比例越来越大，一般来说，比传统焊接方法的生产成本至少节约40以上，在厚板焊接领域具有极显著的经济优势。 n不足：n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n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

2、窄间隙焊接关键问题 n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n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n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 ；n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国外的研究现状 日本1966年开始窄间隙焊接的研究，之后其技术一直领先于其他各国，至今的研究成果日本占60%以上。几乎所有的窄间隙电弧摆动技术都是由日本开发的。日本在窄间隙焊接的所有领域都有研究，除了具体焊接方法的开发外，还包括焊接设备（焊机、焊炬），焊丝和焊剂的研究。 日本日立公司专业从事开发和生产熔化极窄间隙焊机。 川崎制钢（

3、NSA）、日本制钢（Subnap）、神户制钢（KNS）在20世纪80年代就先后成功的研制了高脱渣性的窄间隙埋弧焊剂，可进行单层单道焊。 1998年日本又最先开发了间隙5mm以下的超窄间隙MAG焊；和采用板状双钨极的高效窄间隙TIG焊。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

4、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 在日本、美国、德国窄间隙MIG/MAG焊的应用比例达到70% 以上 日本1979年就应用于核电厂和热电厂压力容器的焊接。 美国在1970年将窄间隙双丝熔焊用于海军潜艇的制造。1978年采用窄间隙TIG焊焊接了核反应堆压力容器 德国、韩国也有应用于潜艇、核反应堆制造的报道。国

5、内的研究现状 我国对窄间隙焊接的研究较早，开始于20世纪70年代初，但主要工作是仿制国外的设备和各种窄间隙方法进行实际应用： 哈尔滨焊接研究所在20世纪80年代初开发了双丝窄间隙埋弧焊机； 成都电机厂和东方锅炉厂1978年，洛阳船舶材料研究所1985年先后仿制了窄间隙熔化极双丝焊机； 武汉大学采用日本1998年开发的超窄间隙焊接系统，焊接了细晶粒钢 上海交大将T.I.M.E技术应用于窄间隙焊，开发了“窄间隙活性气体保护焊接方法”，通过大规范旋转射流使电弧摆动，增加侧壁熔深 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

6、，如哈尔滨锅炉厂，渤船重、武汉造船厂等。四.NG-GMAW侧壁熔合问题解决措施 各种电弧摆动方式4.1 焊丝（电弧）摆动方法高速旋转电弧窄间隙焊 这种方法于1982年由日本钢管公司（NKK）开发，技术关键是旋转焊炬(枪)的开发，因为现有焊枪的缺点很多，限制了在生产中的进一步应用： 齿轮磨损容易导致转动不稳定； 导电杆旋转，电极接入困难，通过电刷式石墨滑块接入，石墨磨损较大，容易造成接触不良，降低焊炬寿命； 导电嘴与焊丝之间存在高速的相对运动，导电嘴的磨损严重；不能进行长时间连续焊接 这种方法只在日本有少量应用。高速旋转窄间隙GMAW焊枪各种焊丝折曲机构电弧旋转方式哈工大开发的旋转电弧NGGMA

7、W焊接方法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 原先的双丝窄间隙焊接，两根串列的细焊丝通过预弯或斜孔导电嘴，各自对准侧壁的一侧，两根丝间距大约4050mm，热输入量低于5KJ/cm，磨损很大。 双丝窄间隙平焊双丝窄间隙横焊双丝窄间隙焊枪的设计哈工大开发的双丝共熔池窄间隙，采用指导电杆，克服了上述问题，是一种很好的大规范窄间隙焊接方法，可以有效的增加焊接熔敷率，提高焊接效率；双丝共熔池窄间隙焊仅适用于大规范焊接，对于直径1.2mm的焊丝，送丝速度应在10m/min以上才具有较好的焊缝成形和较宽的规范区间

8、。焊缝成型a) 5 mm b) 3.5mm c) 2.5mm d) 1.5mm 不同双丝与侧壁间距下的焊缝表面成形 （前后间距5mm）双丝间距对焊缝成形的影响5mm 10mm 15mm 上海交通大学周昀等人开发，采用Ar、CO2和O2的混合气体保护，在大规范电流下产生飞溅较小的旋转射流过渡，使电弧摆动。但这种方法的焊接规范区间窄，飞溅较大，对保护气的成分和比例要求严格。这种方法没有实际应用的报道。脉冲旋转喷射过渡窄间隙MAG焊简介 直流正接窄间隙GMAW焊接简介间隙3.5mm兰州理工大学那冬雪等人开发，在坡口的两侧壁上贴覆焊剂片，焊剂片的成分主要以大理石和萤石为主，焊剂片熔点高，导电性差，可以抑制电弧沿侧壁攀升。但这种方法由于焊剂片的制造和贴覆不方便，且容易产生夹渣，气孔，不适用于实际生产。中村照美于1998年发表的一种最新的窄间隙GMAW焊接方法，中村发现采用CO2保护，间隙在5mm以下焊接过程仍很稳定，为了增加侧壁的热量分配，采用等速送丝，脉冲电流和脉冲电压使电弧在坡口内上下摆动。超窄间隙焊接原理这种方法对焊接电源和装配精度很高，现在没有用于实际生产的报道。