水下濕法焊接工藝論文

時(shí)間:2022-05-11 10:38:57

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水下濕法焊接工藝論文

1試驗(yàn)方法

本次焊接工藝試驗(yàn)按照美國(guó)水下焊接規(guī)范AWSD3.6:2010的規(guī)定進(jìn)行試件準(zhǔn)備、焊接及焊后性能測(cè)試等工作,并按照標(biāo)準(zhǔn)中的要求進(jìn)行評(píng)定。

1.1焊材及母材

本次焊接工藝試驗(yàn)采用的母材為舞陽(yáng)鋼鐵廠生產(chǎn)的EH36海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼,焊接材料選用BrocoSofTouch專用水下焊條。Broco焊條分為SofTouch和EasyTouch兩個(gè)系列。其中SofTouch焊條可以滿足或者超過(guò)AWSD3.6對(duì)于B型焊縫的規(guī)范要求,以及美國(guó)焊接協(xié)會(huì)用于檢驗(yàn)水下焊縫的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)海軍指揮機(jī)構(gòu)和海軍船塢一直使用SofTouch對(duì)其艦艇進(jìn)行修理和維護(hù)。

1.2焊接設(shè)備

本次工藝試驗(yàn)在水槽內(nèi)進(jìn)行,選用肯比公司生產(chǎn)的KemppiMaster2850型專用水下焊接電源,見(jiàn)圖1a。與MMA弧焊機(jī)相比,KemppiMaster2850電焊機(jī)具有較大的電壓儲(chǔ)備和優(yōu)異的焊接性能,多電壓電源能降低開(kāi)路電壓,屏蔽焊接電流,防止電壓和熱量過(guò)剩,該焊機(jī)廣泛用于如船舶、石油鉆井平臺(tái)和其他鋼結(jié)構(gòu)的水下缺陷的修理和維護(hù)。1.3焊接準(zhǔn)備本次焊接工藝試驗(yàn)為平焊(1G)位置的平板對(duì)接。試件尺寸為250mm×200mm×13mm,坡口角度60°,預(yù)制反變形3°,試件兩端加引弧板。每次焊接前先調(diào)節(jié)設(shè)備,使焊條和焊縫位置對(duì)中,然后注水、施焊,焊后將水抽出,進(jìn)行下道焊縫的焊接。試驗(yàn)水深為0.5m,試驗(yàn)溫度為12℃。

2評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

由于水下濕法焊接的特點(diǎn),其接頭質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)及性能測(cè)試不能采用陸地建造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)判。美國(guó)水下焊接規(guī)范AWSD3.6:2010標(biāo)準(zhǔn)將接頭的質(zhì)量分為A、B和O級(jí),每個(gè)級(jí)別對(duì)無(wú)損檢測(cè)及接頭性能有不同要求。其中A級(jí)焊縫質(zhì)量最好,幾乎能達(dá)到陸地焊接的水平,可以用于結(jié)構(gòu)件焊接。B級(jí)焊縫一般適用于延展性要求比較低、氣孔及其他缺陷要求不是很嚴(yán)格的非主要構(gòu)件。根據(jù)國(guó)際慣例,對(duì)水下濕法焊接的要求一般為B級(jí)。。

3試驗(yàn)結(jié)果

按照美國(guó)水下焊接規(guī)范AWSD3.6:2010標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,試驗(yàn)后對(duì)試件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)及相關(guān)性能測(cè)試。

3.1彎曲試驗(yàn)

彎曲試驗(yàn)按照ISO6947標(biāo)準(zhǔn)制備試驗(yàn)件并進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)在20t電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上完成。彎輥直徑為120mm,彎曲角度為180°。

3.2拉伸試驗(yàn)

拉伸試驗(yàn)按照ISO6892標(biāo)準(zhǔn)制備試驗(yàn)件并進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)在200tYDL-萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。

3.3金相試驗(yàn)

材料的性能與組織密切相關(guān),分別在母材、焊縫和HAZ區(qū)域取樣,經(jīng)粗磨、精磨、拋光、腐蝕后,觀察其微觀組織。金相顯微鏡型號(hào)為OLYMPUS-GX51,試驗(yàn)腐蝕劑為4%的硝酸酒精溶液。

4結(jié)論

機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果表明,0.5m水深時(shí)Broco焊條&EH36鋼的焊接接頭性能能夠滿足AWSD3.6標(biāo)準(zhǔn)B級(jí)焊縫的質(zhì)量要求。由于焊接過(guò)程中電弧直接在水中燃燒,目前水下濕法焊接的接頭強(qiáng)度還不能達(dá)到陸地焊接的質(zhì)量水平,只能用于非主要受力構(gòu)件的焊接。

作者:趙翠華陳英許威單位:海洋石油工程股份有限公司