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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。 9 Q( O) l1 s9 ] n6 f5 L
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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。 ( S; c" l. d; X3 i5 b
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焊接方法分析
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" Q! _' C5 ?1 L5 u6 M 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。 & x5 ~/ k2 c: T5 v% c
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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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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。 4 P2 h D* I, U* z5 P9 D$ b* I
$ H5 i8 u- A, E* h) ]0 B7 s7 \+ L 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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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。 . o3 T: R4 q/ n! G4 V
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各种焊接数据的计算公式为: 5 [ B8 Z2 I- Q( X7 U/ N
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焊材消耗量=需要金属量÷综合熔敷效率
: k) S5 _/ p, d1 `: z; ~5 B 焊材费用=焊材消耗量×焊材单价
b5 X* s- i* i) u: Z 燃弧时间=需要金属量÷熔敷速度 ( s- R- l; O( \% }0 @
气体费用=气体流量×燃弧时间×气体单价 ( S4 M2 z1 B- g
总作业时间=燃弧时间+其它时间 % z* {1 f& s( Z) D1 V
工资费用=总作业时间×工资单价 - M* }. l3 q% @/ M! l' J" S
电力费用=(焊接电流×电弧电压×燃弧时间×单价)÷60000 - j5 C) s1 q" I) J/ F3 K1 c; F
焊接成本=焊材费用+气体费用+工资费用+电力费用 - F3 {5 i" p3 J4 o" }4 `# J" V
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2 焊接成本分析 " K) k+ @2 h: X% b2 h9 @* E
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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。4 N% l' P) i3 ]8 [
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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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5 L6 i- a) q+ y! Q( \! f 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。
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" a5 `! p, b5 i- F5 q% z3 t 结论
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焊接成本对比,可以得到如下结论: ; w/ h$ f7 H; I+ e% v* x
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(1) GTAW+MIG焊的焊接成本低,生产效率高,应加以推广应用。 7 `( S# N# G# X
6 p* t# L1 i% \+ ~ [9 {( e$ A' H (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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