高压TIG焊接技术及其应用研究.pdf
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1、焊接技术第!卷第期#$%年&$月按照环境压力的不同! 焊接可分为!种! 即常压焊接 高压焊接和负压焊接# 其中! 高压焊接通常应用于水下施工!水深每增加&$ ! 环境压力增加&($&)&$*+$ 负压焊接则通常是指低于大气压的太空焊接# 优先发展海洋石油是中国能源政策的基本策略之一! 平台的水下部分% 海底管道等水下结构物的修复需要广泛地使用水下焊接技术& 水下焊接技术从工艺的角度分为!种! 即直接与水接触的湿式焊接! 在焊接舱本体内外压力基本平衡的高压焊接舱中进行的高压焊接! 以及在焊接舱本体承受海水压力的常压舱中进行的常压焊接&湿式焊接因为焊接质量难以保证! 通常只应用于非重要结构物! 比
2、如牺牲阳极的焊接& 常压焊接则因为常压舱设备费用过于昂贵! 工程上很少应用& 高压焊接则是焊接质量与焊接成本的妥协! 广泛应用于海底管道等重要结构物的修复& 陆上使用的各种焊接方法均可以应用于高压焊接! 但是不同的焊接方法适应的压力范围不同& 在水深!$ 处!,-.焊接质量可以得到很好地保证! 而且因为,-.焊接易于实现自动化! 已成为应用最为广泛的高压焊接方法&随着我国海洋石油的飞速发展! 目前! 我国海域已铺设的海底管道达到# $ /!十五( 期间至少会有约& 0$ /新的海底管道投入运营# 其中大多数管道! 比如渤海海域管道都已经达到或者接近设计寿命! 管道维护的潜在需求量很大# 以前!
3、 我国海底管道修复基本上依赖国外设备和技术!成本非常昂贵! 而且容易延误生产# 所以! 完全有必要开发适合我国国情的% 具有自主知识产权的海底管道维修系统!这也是#$#年&$月国家科技部启动 十五(12!重大项目的水下干式管道维修系统(3&4的主要原因# 水下干式高压焊接是该项目中一个重要的子课题#!高压环境下的#$焊接行为英国56+789:;:6?9A的BCD7 E9FC7对高压环境下的,-.焊接行为进行了比较全面的介绍3#G# 在高压焊接舱封闭的高压环境中! 采用高频放电引弧是不安全的! 更多地采用在工件碳衬上击打电极的方法引弧# 这避免了如果电源的短路电流过大! 钨污染焊接接头的可能性#
4、 现代电源改进了电流控制!通过钨极和工件的直接接触实现引弧是可能的#&(&压力对,-.焊接弧压的影响压力对,-.焊的重要影响是增加弧压# 弧压分成 下降沿( 和 柱状( 两个部分! 压力对 下降沿( 部分影响很小!对 柱状( 部分有显著影响! 其遵循的规律是电场强度与绝对压力的平方根成正比# 这就要求焊接电源必须能够提供有一定的弧压裕量! 才能维持一定的工作电弧长度#用方程表达为)!HI5JKL!&1(!#$!*&+其中!HI5是弧压!M$%是&($&)&$*+时的电场强度!MN$&是绝对压力!*+$#是电弧长度!& 当,-.焊的电流位于正高 压 %$ 焊 接 技 术 及 其 应 用 研 究周
5、灿丰&! 焦向东&! 房晓明#*&(北京石油化工学院 机械工程系! 北京&$#2&0$#(海洋石油工程股份有限公司! 天津!$%#+摘要) 在分析高压焊接特殊物理行为的基础上! 借鉴国外类似系统的特点进行了整体方案设计& 设计了一套水下干式高压焊接系统!并对其进行具体分析! 该系统可以满足2$ 水深海底管道的高压,-.自动焊接&关键词) 水下焊接$ 高压,-.焊接$ 焊接系统设计$ 脐带中图分类号),.%2(文献标识码)O收稿日期)#$%P$%P$K$ 修回日期)#$%P$P&基金项目) 国家高技术研究发展计划 *#$#HH2$#$+机械工业出版社!&KK#( #$!P#2(Q#G,机械工
6、程标准手册-编委会(机械工程标准手册 焊接与切割卷3RG(北京S中国计量出版社T#$&( #0P#0%(Q!G刘云龙!杜则裕!刘余然(焊工技师手册QRG(北京S机械工业出版社!#$#( P&!2(Q%G美国金属学会(金属手册*第八版+ 第六卷QRG(北京S机械工业出版社!&K1%(作者简介) 杨国辉 *&K2%.+! 男! 高级工程师! 长年从事锅炉和压力容器技术管理! 现从事机械设计和焊接教研工作(#文章编号)&$#P$#UV#$%+$P$!%P$#/工艺与新技术/!#$%& ()*&+#+,-+#./01+.23)4. 5667常范围内时! 弧压仅仅受到工作电流或多或少的影响895压
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- 高压 TIG 焊接 技术 及其 应用 研究