STT与RMD根焊焊接技术

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第 3 9卷第 5期 2o 0 9年 5月

雹晖梭Elcr 龇 e ti W c n cl e gMa In i

Vo. 9 N . 13 o 5 M a 0 9 v2 0

STT与 M根焊焊接技术 O朱洪亮旧川油气田建设工程有限责任公司,川成都 6 O l)四 1 2 3

摘要为更好地区分 sT根焊与 R T MD根焊各自的优点和适用范围从采用的设备 工作原理、参数调节方式、焊缝成形、焊接质量和现场应用情况等方面对比分析了两种根焊方法。从中可知' I sT与- f D的送丝机构不同一个是开放式一个是密封式, T在厚壁材料上易出现冷熔缺陷但能很好地控制薄壁 sI 11 材料的变形,1适合于在固定地点 s= _ r薄板和需控制焊接变形的结构上应用; D合于管道野外施工}适

关键词:; M;焊 R D根

-叠 j

中图分类号:( 1 -文献标识码 . _ j编号: 0_33 0) .o2。4 j T B文章 1 l20 o 9) D17o (— 5St udy o 0 twe d ng t c n r 0 l i e hnO og fS l y o TT n RM D a dZHU n—i n H0 g la g

i u n0 l n s i l 0 s l inC .Ld, h n d l2 3 C ia ( a i a d( e n t c o 0, t.C eg u6 0 1, hn ) h aF kC n tAbsm ct T eS T a d RMD p esa t0 p e s s0 (twed n .h I p r(su s ste a v na e a da piain nte t: h T n m s I w Ic se fr( ligT i ) e 1 se h d a tg n p l t)si ) ) a i ( h

f1 o l 1fh o 1 se h nl e ed no u m n, k0 w 1n okw y f aa ee a s e tq a t id rnme a t I ess y a sdtⅢ l tf qi et ni f e i w r,. rm tr ut n,u ly e i p n0 e= p w a y h e p I p dg d 0p m ia e a in i h i1 . r e ( h r rpr e s i pe syl d he wie e o h nd op r to n t e fe d

The wie d ) t e S o s s o n t e an t r f d ft e RM D o es st e s a e y e. f pr c s i h e 1d t p The S1r I1e sc lv t 0 t(’ l:s an eI 0 c n r) e (it ri ft e d i、_l n t ilb l prduc he no— n tai n t c l ae i 1 ( ( s l出{s0 L 0n 0 h 1n I aera utwil ( d I ) e t n pe er t on i hik wa lm tra. So t e STT 1r) s ss tfrt n wa 1se li h a tThe RM D ss i orte pi 1I 1 ng i h i1 . h )( s i ui 0 hi 1 t e n t e p1n . e i u tf h pei1 wedi n t e fe d e

Ke o d: 1rR v w r s S T; MD; o w l i m t edn g

U刖吾

目前在管道焊接施 T技术中,焊焊接方法常根有以下几种:是 T G焊,一 I适用于小管径、薄壁的管道施一,传统的根焊方法;是纤维素焊条电弧 r是:二

焊,是常用的根焊焊接方法,质量稳定,丁操作其焊熟练,是较为成熟的管道根焊方法;是 S T根焊, i T 近几年在大口径管线中较常采用,度快,作简速操单;四是 R D根焊,种引进的根焊方法, M一目前正在西气东输二线管线钢焊接施 l l r巾应用。几种根这

■一a Sll I ’’ J电源”一

b Sn 1 0送丝机 c LN一 4 _l 7 2送丝机

图 1 S TT设备

与一般的 C V焊接电源不同,电源没有电 S丌压控制旋钮,只有基值和峰值电流控制旋钮。r焊 ST I r接电源最大优点是能进行低热输入的焊接,不会产生过热和烧穿,即使采用大直径焊丝和 f0 )0% C’ 0 1保护气体进行焊接,飞溅量都较少,热影响区小,且 1件变形 t小,合于薄板焊接。= i适王在焊接厚壁二件时, r

焊技术中,,I和 R ST I1 MD根焊都属于半自动气体保护焊,但其熔滴过渡控制原理、数调节方式、接参焊效果和适用性均有不同,在此

主要介绍和比较两种根焊方法。

1设备 1 S T设备 . 1 TS T设备如图 l示。 T所收稿日期:O 9 o— 9 2 0一 4 2

如参数或操作不当,易产生冷熔(熔合)陷。极假缺S] I电源质量 5 g尺寸 5 2m 3 6m r I I— 3k, 9 m× 3 m×

6 ( n。与之相配的送丝机有 s1 1(为 s1电 2 m J r 1 0专 11源设计) I l 4, 1 l和 - 2s 1 0质量 2., J 7 N 1_ 9 尺寸 4 6n× 5 0 r rn 3 l m× 8 n; N 7 2质量 l.k,寸 2 7m 8 m 7 7 n1L一 4 I 0尺 9g 7 m× 2 9mm 2 4m两种送丝机的丝盘都是开放式结 4 × 4 m。

作者简介:朱洪亮( 7一 )男, 1 7 9,四川t寿人,{,:学:主要从事管道焊接技术的研究和应用工作。

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专讨题论

雹晖墩

第3卷 9这两种根焊技术都属于气体保护焊,都致力于

构,于固定]厂使用,外施 r对防沙、利 -野雨雾效果较差,野外安放不方便。且

解决普通 C 体保护焊短路过渡产生大量飞溅, O气 电弧不稳定,缝成形不好,焊质量差的问题;焊根都是通过控制熔敷金属过渡行为来达到减小飞溅、稳定电弧、制成形和达到较好的根焊质量的目的,控同时提高焊接生产效率。

12 RM D设备 .R MD设备如冈 2所示

21普通 C . o气体保护焊缺点普通 C 0气体保护焊最大的缺点是飞溅大、电弧不稳定,同时在根焊时易产生咬边、未熔合和成形不良等缺陷。飞溅形成的原因是南于 C 0气体保护焊在焊接时其熔滴过渡的方式是短路过渡,即当焊丝与熔池金属之问形成液态金属“桥”时,小较大的短路电流流过逐渐变细的“桥”产生较大的小a Pp P o 4 0RF RMD电源 ie r 5 C

电阻热,使液态“小桥”剧加热,急导致液态“桥”小

气化爆断,引起飞溅。南于 C 体保护焊的过渡又 0气频率为每秒几十次,这种积累的飞溅量很大,焊缝成形也受到破坏。

2 S T控制熔敷金属过渡的方法 . 2 TS r接方法是在形成短路“桥

”时焊接电 r焊 r小

流瞬间减小,表而张力、力和电磁力作用下,在重拉断金属“桥”,熔滴 F短路过渡转变为自由过小使 hb S iCa e l R【送丝利L ut s 2:

渡。种方法其实质就是利用电弧本身作为传感器这来检测电弧电压 .根据电压来判断熔滴过渡的瞬时形态,而根据检测到的电弧电压的变化,照 ST从按 1 r

图 2 RMD设备

PDP 4 0R C是一款先进的数字式多功能 i m 5 F e

R MD焊接电源,成了强大的焊接专家系统, MD集 R 根焊是使用软件控制短路过渡的技术,数设置简参单,接程序确定后,焊只需设置送丝速度即可自动匹配其他焊接参数,整个焊接过程参数变动很小,易于操作, T只需很少的培训时问即可操作,焊且能达到较好的焊接质量 . .

的要求控制瞬时电弧电流的变化,利用表面张力的作用达到熔滴平稳过渡的目的,1r S丫熔滴过渡如图3所示

1

)5 R质量 7, 40 4k尺 7 7 l 3 m g 8 x 4m× m兀 4

电流

5 2n j相配的送饥为 S i ae IR质 7 m 1之 ut s 2 C, C量 1.,寸 3 4Ⅱ 12 3× 0 m。送丝机 1尺 6 9 l× 0 n mm 5 8 m此

是箱式结构,能有效防沙尘、雨雾 .于野外施使利用,安放方便。且

2熔滴过渡控制原理S r r ( e s) Ta s 1“面张力过 uf: T n i rn r r ae ( n即表

图 3 S I熔滴过渡 T’’

()~阶段基值电流为 5~ 0 是形成熔滴 1。££ 0 l0 A,的阶段,电流恒定。 ()~段在基值电流下,丝端部熔滴在表 2z f阶 焊

渡”,一种控制熔敷金属过渡方式的技术,是由美国林肯公司开发、R ( euae tl e 0i0 )“敷金属 MD R g 1【 Mea D p s in即熔 d t控制技术”,一种控制熔敷金属过渡方式的技术,是南美同米勒公司开发。

面张力作用下形成近似球状,熔滴一旦接触熔池,电弧电压立刻提供反馈信号,基值电流很快降到 1 0A左有,面张力开始吸引熔滴从焊丝向熔池过渡,表形

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专题讨论

朱 _洪亮: r R S r与 MD根焊焊接技术 r

第 5期

成小桥。

f)r— h r阶段: 7Pe s0t熔滴在较低的电流下长大一定时间后,次减小电流,小电弧力对熔池的强再减烈搅拌作用,备进入下一个循环过程。准 由上述可知,r和 R S丌 MD技术都是通过监控熔滴过渡过程,并作出相应的电流电压变化来控制和减小产生飞溅,时不对熔池产生较大的搅拌,同 以获得较好的焊缝成形。实际使用的情况看,从Sr面张力过渡的电弧较 R 1r表 MD的电弧更柔, 电弧挺度较小。

f)~ 3为缩颈阶段,阶段电流上升到一个较 此

大值,由于电磁收缩力的作用,速了熔滴缩颈。加()~熔滴的过渡阶段,着缩颈的形成, 4 f为随 小桥电阻增大,小桥断裂前,流很快减小,桥在电小

在表面张力的作用下,现无飞溅过渡。实 ()~ 5f阶段为熔滴已通过表而张力作用过渡到 熔池,同时增加电流使焊丝熔化形成熔滴。

()~阶段是形成熔滴后, 6££ 电流降到基值电流,抑制熔池搅拌,备进行下一次的过渡循环。准

23 RMD控制熔敷金属过渡方法 .R MD是美国 Mie公司的专利技术, lr l主要是通过对焊丝短路过程的高速监控,态检测焊丝短路,动 控制并减少焊接电流上升速度,而控制熔滴过渡从和电弧吹力的大小,熔滴过渡迅速而有规律,成使形高质量的稳定熔池。它是一种对短路过渡作 l精确叶 I控制的一种技术,控制短路过程中各个阶段的电流波形,从而控制多余的电弧热量,高电弧推力,提在根部产生高质量的熔深,得好的焊接质量和焊缝获成形。 M R D软件通过集成的强大专家系统,每个程序各个阶段的电流波形根据电流大小自动优化到最佳的电弧特性,图 4所示。如

3参数调节方式在参数调节上, S r各个参数(值电流、 r峰基值电流、丝速度、前送气时间、后关气时间、送提滞电弧回烧时间、起弧、拖)单独设置; D集成热尾需 RM了强大的焊接专家系统,范大小只需设定送丝速规

度即可,他参数自动匹配,其参数调节更简单,而且软件升级容易,一旦有更好的参数控制程序,只需输入新程序即可获得更好的焊接效果,需更换新设备。无 焊丝干伸长对焊接效果的影响。 1 ST r干伸长一般控制在 6 1~ 0mm,太长,接不稳定; MD干伸如焊 R长适应性较好,伸长 6 1 电弧稳定。干~ 5n时 m

4焊缝成形和焊接质量I和 R] r MD的焊缝成形都较好,比之下, MD相 R的成形更好一些,缝成形对比如图 5所示。1r焊 S_根焊易出现背面焊缝两侧的咬边和立焊位置焊缝中

重要量要波彤/

间的内『、面焊缝仰焊部位中间凸起、侧夹沟 L正 r】两

Pc ih n/

Bc r n agu ko d

等现象。 I1 ST正面焊缝成形较凸, I背面成形较好,面焊正缝需进行适当打磨; MD正面成形较平坦,面成 R背形较好,面焊缝无需打磨即可正常焊接下一层。正 ST不错边或轻微错边的焊缝,缝成形良 1 r对焊好,缺陷,对于较大的错边量,作不好会出现无但操单侧的咬边或未熔合。 MD对错边的适应性较强, R 较大的错边量时也不会出现咬边或未熔合。 S _根焊时,数或操作不当会出现冷熔 (熔 1 r参假合 )象,线检测时发现不了该缺陷,有在进行现射只背弯机械试验时,能发现该缺陷; MD焊接方法,才 R 到目前为止,多次的随机机械试验都证明不存在冷熔的问题,量较好。质

。、 Ca B k a/ P r翮 l l B】}e。 e r i l n rht一圈 4 RM D熔滴过渡

\/

() t段:滴与熔池形成短路。 1 We阶熔

( In h阶段:加电流,熔滴开始产生颈 2)c )i增使缩。

()1a阶段:生颈缩的同时立即监控颈缩 3Ce r产过程,并适当增加电流使熔滴分离。 () I k阶段: 检测到颈缩过程结束,滴 4B i n一旦熔分离,迅速降低电流,滴过渡到熔池,时,持熔同维一

个较小的电流值。

() a1 5B 1阶段:增加电流,使焊丝迅速熔化,成形又一个熔滴。

5现场应用工艺两种根焊焊接技

术目前都在西气东输二线工地中应用,丁艺对比如表】其所示。

()ak mu d阶段: 6B cg n降低电流到一个适合的值,等待熔滴与熔池形成短路。

西施

’2’ 19

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专讨题论

雹珲梭

第3卷 9

aS TT根焊正面成形

bS TT根焊背面成形

c RMD根焊正面成形

d RMD根焊背面成形

图 5根焊焊缝成形表 1 S TT和 RM D工艺对比

选用实心焊丝, MD一般选用金属粉芯焊丝,属 R金R M

序号1

工艺项目坡口形式

S T双 V型、 V型

粉芯焊丝较实心焊丝熔深更深,敷率更高。T 熔 ST根焊采用 (0)0%成本较 R C 2 0 l MD采用 ( r 0 A )%+ 8 (O )%的混和气成本低。者在焊接过程中因都 C 20 2两需对熔滴过渡进行检测和反馈,因此焊接过程都受反馈信号的影响。

双 V型、 V

2

保护气体

(0 ) O C 0% 2 11 m . 2m

(r O (哟 2% A)%+ C 0 8l mm - 7

3适用焊丝直径

4适用焊丝类型实心、属粉:实心、属粉芯 金芷 金 56

参数设置各参数单独设置焊接专家系统控制干伸长 6l~ Omm 6l m一 5m

6结论 Sr r和 R T MD根焊都在熔滴控制上有独特的优

7受反馈信号影响

较大

较大

势,都是较好的根焊技术,通过以上分析认为:1r但 ST 从表 l可知,1 Sv焊和 R r根 MD根焊在坡口形式、用焊材等方面是一致的,采现场虚 S丁一般 T蒋} i 工、 、 嵋“、

更适合于在定地点、板和需控制焊接变形的结构薄 t应用; MD更适合于各种壁厚的管道野外施工。 R。’ _ 一

合金及合金组织的组成物的类型由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素熔合在一起所得到的具有金属特性的物质,为称

;合 . 金Z 合金组织的组成物有固溶体、金属化分物和机械混合物三种。() 1固溶体。组元在液态时能相互溶解,晶时以一组元为基体保持原有晶格类型,二结另一组元的原子分布

在基体

组元的晶格里,成一致的固体合金,为固溶体。形称(金属化合物。 2 )合金组元按照一定的原子数量比、相互化合而成的、种完全不同于原来组元晶格的新相且一具有金属特性的固体合金,为金属化合物。称

!

()混合物。 3机械组成合金的备组元在固惠下既不能互相溶解,又不能形成化合物,而以混台的形式组合在一起的组成物,为机械混合物称

-

1 0 3

锄,形 r

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