小管径薄壁圆管钨极氩弧焊的自动化焊接工艺

论文摘要

在利用钨极氩弧焊（TIG）方法对小管径薄壁圆管进行对接方面，大多机械制造类企业均通过手工焊接的方式来完成的，但是手工操作具有不稳定性、效率低、产品合格率低等缺点。本文利用【TQK00600】TIG管道自动焊接机，将小管径薄壁圆管的焊接过程实现自动化，将其应用于实际生产，不仅能降低成本，而且焊接产品质量良好。本课题运用该系统实现小圆管状碳钢16Mn的对接，对工艺参数进行优化，并研究分析了焊接接头金相组织、接头拉伸试验和弯曲试验。使用生产经验得到的工艺参数进行焊接，结果表明：在打底焊的操作中，如果焊接电流小于90A，则很难形成熔池，使填充焊与盖面焊也很难完成。在重要的打底焊层次上，焊接电流和组对间隙的选择很关键。采用金相显微镜进行金相组织分析，结果表明：焊接碳钢16Mn时，组对间隙为1.0mm的情况下，金相组织中铁素体分布比较均匀，其组织相对更好。在组对间隙为1.0mm得到的焊接接头，其过热区的宽度比组对间隙1.5mm的要窄，可以降低在过热区发生结构失效的可能性。焊接接头力学性能试验结果表明：焊接电流为110A并且组对间隙为1.0mm的焊接接头拉伸强度高于组对间隙1.5mm的，并且拉伸试件的延伸率也是组对间隙1.0mm的好，说明组对间隙为1.0mm的焊接产品更加合格。在弯曲角度达到180°时，均未出现断裂现象，并且试样表面没有裂纹，这说明在此规范下接头处的韧性很好。对母材为碳钢16Mn的薄壁圆管进行焊接，用110A的焊接电流并且组对间隙为1.0mm时，焊接的效果最好。在主要焊接参数为110A并且组对间隙1.0mm的焊接规范下，【TQK00600】TIG管道自动焊接机焊接的管件合格率在95%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 气体保护焊
• 1.2.1 气体保护焊的介绍
• 1.2.2 气体保护焊的发展和历史
• 1.2.3 气体保护焊的现状
• 1.3 非熔化极惰性气体保护焊
• 1.3.1 非熔化极惰性气体保护焊（TIG）的发展
• 1.3.2 钨极惰性气体保护焊应用现状
• 1.4 钨极氩弧焊相关研究与应用
• 1.5 单面焊双面成形
• 1.6 小管径薄壁圆管焊接
• 1.6.1 薄壁圆管焊接的特点
• 1.6.2 薄壁圆管焊接设备的选择
• 1.7 课题的创新性
• 第二章 实验内容及检验方法
• 2.1 焊接方法及设备的选择
• 2.2 主要工艺参数的确定
• 2.3 焊接质量检验方法
• 2.3.1 焊接外部缺陷的检验
• 2.3.2 焊接内部缺陷的检验
• 2.3.3 组织和性能检验
• 2.4 焊接接头性能评定
• 2.4.1 拉伸试验及试样的制备
• 2.4.2 弯曲试验及试样的制备
• 2.4.3 金相试验及试样的制备
• 第三章 焊接电流对 16MN 钢焊接接头组织的影响
• 3.1 焊接电流变化对接头组织的影响
• 3.1.1 实验材料及参数
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.3 焊接工艺参数优化小结
• 第四章 组对间隙对 16MN 钢焊接接头组织的影响
• 4.1 组对间隙变化对接头组织的影响
• 4.2 碳钢 16MN 圆管焊接接头的组织分析
• 4.3 焊接工艺参数优化小结
• 第五章 16MN 钢接头的力学性能试验
• 5.1 拉伸试验
• 5.1.1 拉伸试验数据
• 5.1.2 试验结果分析与讨论
• 5.2 弯曲试验
• 5.2.1 弯曲试验数据
• 5.2.2 实验结果及分析
• 5.3 碳钢 16MN 接头的力学性能试验小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢