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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。
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3 U0 P$ L% _/ l/ G% D0 a6 H 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。
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焊接方法分析
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7 T0 m6 @. o1 F( n. 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。 8 U; V( x" y; m* S6 X1 m! m
, g7 D* L) n3 f% p; D3 `: j$ y/ l 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。 ) V g: `# h, A; k5 l3 {' }/ d* w
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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。 ! U! j0 N# W" ~/ ^
( p# l4 ^( U/ l+ U! Z; ~+ I 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。) J( W$ M- B* ^1 n, \
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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。 ' [( Z0 C) @5 ~8 a( u( p
% }- j6 h$ L; Y! J 各种焊接数据的计算公式为： 4 |7 A$ r1 X% Y
# x8 y( A$ s# g2 V7 s* N 焊材消耗量=需要金属量÷综合熔敷效率
$ k: D1 q4 h* v( B 焊材费用=焊材消耗量×焊材单价
3 b. ]# e: l1 l9 ]; l# u' N 燃弧时间=需要金属量÷熔敷速度 . M- W6 L- Q. i; z {0 d( X* I
气体费用=气体流量×燃弧时间×气体单价 $ b% A8 x# R+ {7 a/ _7 c! n/ M9 g
总作业时间=燃弧时间+其它时间 ' [" r9 ^3 R! q+ o v; D
工资费用=总作业时间×工资单价 # _' D2 A2 z" o/ ^# j$ W5 M/ m
电力费用=（焊接电流×电弧电压×燃弧时间×单价）÷60000
) m: [* u2 V- f5 j. C; l9 } 焊接成本=焊材费用+气体费用+工资费用+电力费用
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9 f: Z2 `+ u* }. G7 Q5 b, w 2 焊接成本分析 6 C+ d/ T* d" `' w2 K
7 s, x2 f( M; Y- | 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。
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( @2 n' g% p$ p. a 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 i3 z0 g9 d, H- \$ R! s! H$ T+ Z 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。 + s% q5 r2 F( A8 P6 _" z2 t0 @
5 T0 A1 w5 o1 I7 K 结论 8 v! M) p- e4 a' V" T* Q9 j6 E
- s Y1 ?3 b% r" d* N 焊接成本对比，可以得到如下结论： 9 v6 y2 p6 }9 ^- m7 K4 o. w
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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。
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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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发表于 2007-7-23 20:37:07