水下湿法药芯焊丝焊接工艺研究
双相不锈钢水下湿法FCAW焊缝成形及组织的研究

第38卷第6期 2017年6月哈尔滨工程大学学报Journal of HarlDin Engineering University V o l.38>.6Jun. 2017双相不锈钢水下湿法FCAW焊缝成形及组织的研究易耀勇1,石永华2,林水强2,胡玉2,李志辉2(1.广东省焊接技术研究所(广东省中乌研究院),广东广州510650; 2.华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640)摘要:为研究水深对湿法焊接质量的影响,采用相同的焊接工艺参数在高压舱内模拟不同水深湿法F C A W焊接双相不锈钢S32101 %利用M a tla b提取焊缝横截面轮廓并计算主要成形尺寸(熔深、熔宽和余高);采用光学显微镜和Im age-Pro P lu s软件研究不同水深焊缝结合区、焊缝中心区和热影响区的显微组织及铁素体含量。
结果表明:不同水深焊缝横截面轮廓差异很大,尤其是80 m水深焊缝横截面轮廓曲线极其不光滑;随着水深的增加,熔宽几乎无变化,熔深先减小后增大,余高先增大后减小'焊缝结合区、焊缝中心区和热影响区组织随水深增加均有细化倾向;热影响区奥氏体相含量随水深增加而减小,但焊缝中心区奥氏体含量随水深增加反而增大。
关键词:湿法焊接;显微组织;焊缝成形;药芯焊丝;水深;双相不锈钢DOI: 10. 11990/jh e u. 201603061网络出版地址:h tt p://w w w. c n k i. n e t/k c m s/d e ta il/23. 1390. u.20170330. 1000. 014. htm l中图分类号:T G456. 5 文献标志码:A文章编号= 1006 -7043(2017)06 -0956-06Research on the weld forming and microstructure of underwaterwet flux-cored arc welding (FCAW) duplex stainless steelY I Yaoyong1,SH I Yonghua2,LI W J Shuiqiang2,HU Yu2,LI Zhihui2(1. Guangdong W e ld in g In s titu te( C h in a-U k ra in e E. 0. Paton In s titu te o f W e ld in g),Guangzhou 510650,G uangdong,C h in a;2. School o f M echanical and A utom otive E n g in e e rin g,South C hina U n ive rsity o f T e ch n o lo g y,Guangzhou 510640,C hina) Abstract;To study the influence of water depth on the quality of wet welding,we use the same welding parameters to simulate d ifferent water depths while weldingduplexstainless steel S32101 by wet flux-cored arc welding(FCAW)in a hyperbaric chamber.We extract tlie cross section of each the main shaping dimensions(penetration,weld width,and excess weld metal).We inspect tlie microstructures ofthe binding areas,cntral areas,and heat-affected zones using an optical microscope,and we apply the Image-Pro Plus software to determine the ferrite content of each weld.The results show considerably d features at different water depths.In particular,the weld cross-section at a water depth coarse.As the w ater depth is increased,the weld width remains roughly the same.The penetration decreases initially wit!i water and t hen increases,whereas the excess weld metal increases initially and then decreases.The microstructure morjDhologies of t!ie binding areas,center areas,and heat-affected zones become more creasing water depth;the austenite content decreases in the heat-affected zones,but becomes progressively higher in the center area of the weld.Keywords;wet welding;microstructure;weld forming;wet flux-cored arc welding(FCAW) ;water depth;duplex stainless steel随着深海资源开发和海洋工程建设的不断发展,海洋工程结构的水下连接和修复工作日益频繁,收稿日期:2015 -03 -14. 网络出版日期:2017 -03 -30.基金项目:国家自然科学基金项目(51374111,51175185);广东省科技计划项目(2015B050502005,2014B050503004);广东省科学院基金项目(2016GDASPT-0205).作者简介:易耀勇(1966 -),男,高级工程师,博士.通信作者:易耀勇,E-mail: yiyaoyong@.因而发展优质高效的水下焊接技术非常重要[1_2]。
水下湿法药芯焊丝焊接焊缝成形预测的敏感度模型

水下湿法药芯焊丝焊接焊缝成形预测的敏感度模型石永华;郑泽培;黄晋【期刊名称】《中国有色金属学报(英文版)》【年(卷),期】2013(000)007【摘要】设计了正交试验并在高压舱内进行了0.2~60 m的水下湿法药芯焊丝焊接,利用多元曲线回归方法从试验数据中建立了焊接工艺参数和焊缝成形尺寸之间的数学模型。
然后,进行敏感度分析来预测焊缝几何尺寸,并量化评估工艺参数如焊接电流、电压、焊接速度、导电嘴至工件距离(CTWD)和水深对焊缝几何尺寸的影响。
结果表明,当焊接水深较浅(小于10 m)时,水深对焊缝几何尺寸的影响比其他参数的大。
在较大的水深下(大于10 m),焊接速度的变化对焊缝尺寸的影响最大。
%To investigate influence of welding parameters on weld bead geometry in underwater wet flux cored arc welding (FCAW), orthogonal experiments of underwater wet FCAW were conducted in the hyperbaric chamber at water depth from 0.2 m to 60 m and mathematical models were developed by multiple curvilinear regression method from the experimental data. Sensitivity analysis was then performed to predict the bead geometry and evaluate the influence of welding parameters. The results reveal that water depth has a greater influence on bead geometry than other welding parameters when welding at a water depth less than 10 m. At a water depth deeper than 10 m, a change in travel speed affects the bead geometry more strongly than other welding parameters.【总页数】8页(P1977-1984)【作者】石永华;郑泽培;黄晋【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广州 510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州 510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640【正文语种】中文因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
水下焊接主要工艺及水下焊接技术施工方案

水下焊接主要工艺及水下焊接技术施工方案文章来源江苏锦峰水下技术工程有限公司编辑者:陶晓斌水下焊接一般从所处的特殊环境大体上分为三类:湿法水下焊接工程厂家、干法水下焊接施工单位和局部干法水下焊接施工公司.1、不采取特殊的排水措施,焊件的接缝在水湿状态下进行焊接的方法成为湿发水下焊接。
例如水下焊条电弧焊是典型的湿法水下焊接,江苏锦峰水下技术工程有限公司这种方法的基本原理是:当焊条与焊件接触时,电阻热将接触点处周围的水汽化,形成一个气相区。
当焊条稍一离开焊件,电弧便在气相区里引燃,继而由电弧热将周围的水大量汽化,加上焊条药皮产生的气体,在电弧周围形成一个一定大小的“气袋",称为电弧空腔,把电弧和在焊件上形成的溶池与水隔开。
由此可见,电弧在水中燃烧与在大气中燃烧大体相同,都是气体放电,只是电弧周围气体成分和压力不同而已.电弧热使水蒸气发出或电离出气体,使电弧空腔不断长大,但长大到一定程度开始破裂,一部分气体以气泡形式逸出,电弧空腔变小。
接着电弧热产生的气体又使空腔变大,就这样周而复始,电弧空腔处于亚稳定状态,电弧在亚稳定状态的电弧空腔中燃烧,完成焊接过程。
2、干法水下焊接,用气体将焊接部位周围的水排除,而潜水焊工处于完全干燥或者半干燥的条件下进行焊接的方法。
进行干法水下焊接时,需要设计和制造复杂的压力仓或工作室。
、局部干法水下焊接,潜水焊工和工件直接处在水中,采用特殊构造的排水罩罩在待焊部位,用空气或保护气体将罩内的水排除,形成一个局部气相空间而进行焊接的方法。
水下焊接的安全及防护安全电流,我国常用水下直接通过人体的安全电流阀值,工频交流时为9mA,直流时为36mA。
)2、安全电压,我国常用水下直接接触人体的安全电压,工频交流为12V,直流为36V、距带电体的安全距离,水下焊接时因电焊条等的泄漏电流造成的海水电位梯度及流入人体内的电流是非常微弱的,不存在安全问题,一般对距带电体的安全距离不作规定4、地线位置,潜水焊工应面向接地点,把工作点至于自己和接地点之间防触电措施水下焊接应使用直流电,禁止使用交流电与潜水焊工直接接触的控制电器必须使用隔离变压器,并有过载保护。
水下焊接技术探究

水下焊接技术探究史强【摘要】随着海洋工程的发展与深海资源的进一步开发,水下焊接技术的重要性愈显突出,本文探讨了常用水下焊接技术、水下焊接存在的问题以及水下焊接技术发展趋势.【期刊名称】《产业与科技论坛》【年(卷),期】2012(011)024【总页数】1页(P66)【关键词】水下焊接;焊接技术;发展趋势【作者】史强【作者单位】新疆工程学院机械工程系【正文语种】中文一、常用水下焊接技术(一)水下湿法焊接。
湿法焊接是指被焊部件和焊枪直接暴露在水下环境中,电弧的形成、燃烧是在水中完成的。
水下焊接时电弧周围能否形成一定大小、稳定的电弧气泡是水下焊接成功的首要条件。
电弧气泡中的气体主要是由水蒸气高温解离形成的氢和氧,以及焊条药皮中燃烧分解的一氧化碳和二氧化碳气体组成,还有少量的氮气和微量气态金属构成。
由于电弧气泡内氢的含量很大,所以氢脆敏感性成为特别关键的问题,极大地降低了焊缝强度。
但由于湿法焊接具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适用性强等优点,现已广泛用于海洋工程的建造安装及维修,目前采用的主要方法有水下焊条电弧焊和药芯焊丝半自动焊两种。
(二)水下干法焊接。
干法焊接是指将包括焊接部位在内的一个较大范围内的水人为地排开,使潜水焊工能在一个干的气相环境中进行焊接。
根据工程结构的具体形状、尺寸和位置的不同,通常需要设计相应的气室,气室中需备有一套生命维持、湿度调节、监控、照明、安全保障、通信联络的系统。
辅助工作时间长,水面支持队伍庞大,施工成本较高。
因此,这种方法多用于深水,且需要预热或焊后热处理的材料或质量要求很高的结构焊接。
按水下气室中气体压力的不同,干法焊接又分为高压干法焊接和常压干法焊接。
(三)局部干法水下焊接。
局部干法水下焊接是20世纪60年代末发展起来的,利用气体把被焊部件周围局部区域的水人为排开,形成一个较小的气相区,使电弧在其中稳定燃烧。
局部干法焊接综合了湿法和干法两者的优点,由于降低了水的有害影响,使得焊接接头质量与湿法焊接相比有了明显的改善;与干法焊接相比,又无需大型昂贵的排水气室,其适应性和灵活性大大提高。
水下湿法焊接药芯焊丝成分设计及焊接工艺研究进展

水下湿法焊接药芯焊丝成分设计及焊接工艺研究进展
李海新;殷子强;杨振林;韩焱飞
【期刊名称】《焊接》
【年(卷),期】2014(000)008
【摘要】对水下湿法药芯焊丝焊接的研究成果与发展现状进行了详尽的综述,介绍了水下湿法药芯焊丝焊接的优点、药芯成分的设计、工艺特点和接头性能,并提出了目前水下湿法药芯焊丝焊接存在的问题及今后的发展方向.水下湿法药芯焊丝焊接时,高氢含量、高压力和较快的冷却速度影响焊接接头的质量,而通过调整药芯焊丝的材料成分配比和在药芯中添加合金元素,可以实现渣气联合保护,达到优化焊缝组织性能的目的,也可以通过调整焊接工艺参数来优化焊缝.水下湿法药芯焊丝焊接技术的出现,使得水下焊接向高效、自动化的方向发展.
【总页数】5页(P39-43)
【作者】李海新;殷子强;杨振林;韩焱飞
【作者单位】山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东省海洋环境监测技术重点实验室,青岛市266001;山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东省海洋环境监测技术重点实验室,青岛市266001;山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东省海洋环境监测技术重点实验室,青岛市266001;山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东省海洋环境监测技术重点实验室,青岛市266001
【正文语种】中文
【中图分类】TG422
【相关文献】
1.水下湿法自保护药芯焊丝焊接成型气孔产生机理研究
2.水下湿法药芯焊丝焊接焊缝成形预测的敏感度模型
3.水下湿法药芯焊丝焊接焊缝成形预测的敏感度模型
4.药芯焊丝水下湿法焊接过程实时检测\r与控制技术的应用研究
5.水下湿法药芯焊丝焊接气泡动态演变与其声脉冲分析
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水下湿法焊接关键工艺问题及调控措施的研究进展

水下湿法焊接关键工艺问题及调控措施的研究进展
李超航;赵博;昝佳岐;王铭贺;刘浩男
【期刊名称】《电焊机》
【年(卷),期】2024(54)4
【摘要】水下湿法焊接技术由于其成本低、对工件形状和接头形式限制少、配套
设备少等优点已成为国内外水下工程技术研究的热点之一。
对比了湿法、局部干法、干法等水下电弧焊方法,分析水下湿法焊接用于大规模海洋设施结构的制造及维护
的优势。
总结了当前水下湿法焊接工艺中的突出问题:接头氢含量高带来裂纹等风险、水环境中冷却速度过快影响焊缝组织和性能、焊接过程(气泡、电弧、熔滴过渡)不稳定导致接头不可靠。
随后分别针对上述工艺问题,总结近十几年来学者提出的调控方法,如通过调整焊材成分、调整工艺参数以及加入隔离措施来降低焊缝中
的氢,通过辅助热源及保温措施避免接头过快冷却,通过脉冲焊接电流或附加超声的
方法改善气泡、电弧及熔滴过渡的不稳定等。
总结了近年来较热门的通过外加辅助能场调控水下湿法焊接的最新进展。
【总页数】11页(P159-169)
【作者】李超航;赵博;昝佳岐;王铭贺;刘浩男
【作者单位】山东建筑大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG456.5
【相关文献】
1.水下湿法焊接药芯焊丝成分设计及焊接工艺研究进展
2.304不锈钢水下湿法焊接工艺
3.不锈钢水下等离子湿法焊接工艺分析
4.超声辅助水下湿法焊接工艺
5.Discussion on Technical Innovation of Geological Prospecting and Exploration
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水下焊接主要工艺及水下焊接技术施工方案

水下焊接主要工艺及水下焊接技术施工方案水下焊接是一种在水下环境中进行的特殊焊接工艺,已被广泛应用于海洋工程、船舶修理、海底管道等领域。
随着海洋资源开发的不断深入,水下焊接技术的研究和应用也越发重要。
本文将介绍水下焊接的主要工艺及施工方案。
水下焊接主要工艺水下焊接主要包括湿式焊接和干式焊接两种工艺。
湿式焊接湿式焊接是指在水下直接进行的焊接工艺。
在湿式焊接中,焊工需潜水装备,并在水下进行电弧焊接。
湿式焊接适用于水深较浅、工作环境比较清晰的情况下。
干式焊接干式焊接是指在水下通过干燥密封的工作室进行的焊接工艺。
在干式焊接中,焊工可以在相对干燥的环境下进行电弧焊接,提高了焊接效率和质量。
干式焊接适用于水深较深、水质较浑浊的情况下。
水下焊接技术施工方案设备准备在进行水下焊接前,需准备好各种设备,包括潜水装备、焊接设备、焊条、氧气瓶等。
施工环境准备在水下进行焊接前,需要对工作环境进行准备,包括清除杂物、保证工作区域清晰,确保焊接过程中的安全。
水下焊接操作1.在水下进行焊接时,焊工需保持稳定的姿势,控制好焊接电流和电压,保证焊接质量。
2.焊接时需注意周围环境,防止电气事故和水下作业意外发生。
3.焊接结束后,需要对焊接部位进行质量检查,确保焊接质量符合要求。
结束语水下焊接是一项挑战性较大的工艺,需要焊工具备专业知识和技能。
通过采取合适的水下焊接工艺及施工方案,可以有效提高焊接效率和质量,保证海洋工程及船舶修理的顺利进行。
希望本文所述内容对水下焊接技术的研究和应用能提供一定的帮助。
水下湿法自保护药芯焊丝焊接成型气孔产生机理研究

d e t e r mi n e t h e o p t i ma l ma r g i n o f t h e p a r a me t e r s . Th e r e s u l t s s h o w t h a t wi t h i n t h e ma r g i n ,t h e ma c r o s c o p i c we l d i n g s u r f a c e i s s mo o t h a n d t h e we l d i n g p r o c e s s i s s t a b l e . Th e f a s t e r t h e wi r e f e e d i n g s p e e d( c u r r e n t ) ,t h e mo r e t h e b l o wh o l e s .W i t h t h e i n c r e a s e o f v o l t a g e ,t h e d r y e l o n g a t i o n p a r a me t e r v a l u e wi l l i n c r e a s e b u t l e s s b l o wh o l e s a r e p r o d u c e d . Th e s wi n g s p e e d o f t h e we l d i n g t o r c h ma y a l s o t a k e t h e e f f e c t s o n t h e n u mb e r o f t h e b l o wh o l e s . Ke y wo r d s :u n d e r wa t e r we l d i n g;s e l f — p r o t e c t i o n f l u x c o r e d wi r e ;p r o c e s s p a r a me t e r s ;b l o wh o l e .
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进度安排
时间安排
2013.12.152014. 1.8
实验内容
收集整理资料,了解水下湿法药芯焊丝焊接的特点、 完成开题报告。
2014.3.22014.4.10
制定实验方案,确定试验材料和工艺参数,准备试验。
2013.4.11- 焊接工艺试验。
2014.4.30
预期达到的目标
最终目标
通过对不同水深环境下的药芯焊丝湿法焊 进行分析研究,探索出能获得最优焊接接 头焊接工艺。
完成课题所需的条件
主要的焊接实验可以到山东省科学院海洋仪器仪表研究所做;
药芯焊丝的制作,金相照相、扫描电镜、综合力学性能测试, 均可以在相关实验室完成; 焊接工艺的关键是控制各种参数良好的配合,保证焊缝质量; 因此,方案中的主要问题,在实际条件下不难解决,从而此方案 是可行的。
哈尔滨工业大学(威海) 毕业设计开题答辩
模拟压力环境下水下湿法药芯焊丝焊 接工艺研究
主要内容
1、课题研究的目的和意义 2、国内外在该方向的研究现状及分析 3、主要研究内容 4、实验方案及进度安排 5、预期达到的目标 6、完成课题所需的条件 7、完成课题的主要困难
课题研究的目的及意义
一、在各种海洋工程的建造中 水下焊接技术是一项必要的技 术,目前水下焊接方法有20多 种,可分为三类
国内外在该方向的研究现状及分析
4、华南理工大学的刘世明等对焊缝金属残余氢和氧含量进行了测量, 他们发现水下焊接气孔主要分为氢气孔和一氧化碳气孔两类,其中以 氢气孔约占气孔总量的96%左右。 5、哈工大(威海)在水下药芯焊丝湿法焊接方面也做大量研究,刘 一搏、高宏宇等人研究了不同焊接速度、不同水深对焊缝成形的影 响。
二、湿法焊接常用的方法是药 芯焊丝电弧焊和焊条电弧焊
三、药芯焊丝电弧焊有许 多点特
设备简单、易于实 现自动化,操作灵
活,适用性强
受水下温度、压力 、水汽环境的影响
与陆上焊接 相比湿法药 芯焊丝焊接 的质量并不 好,因此探 究不同水深 下的焊接工 艺很有必要
国内外在该方向的研究现状及分析
1、水下药芯焊丝焊接与切割的技术和原 理最初都是由前苏联学者提出来的,巴 顿焊接研究所(乌克兰)是这方面的先 驱者,早在60年代就进行了药芯焊丝水 下焊接与切割的研究。
2014.4.302014.5.15
2014.5.152014.5.30
焊接性能分析,研究不同工艺参数对焊接过程和焊后焊 缝成型的影响,进而找出最优工艺参数之间的最佳匹配 关系。
修改工艺参数,探讨各种焊接参数对接头性能的影响, 并分析其影响机理。
2014.5.30- 整理实验数据,编写论文。
2014.6.20
3、通过分析,探究不同压力环境对焊缝成形及工艺参数的 影响机理,不同的水深环境对接头性能的影响机理。
实验方案
焊接方法 焊接设备
水下湿法药芯焊丝焊 模拟加压舱
ห้องสมุดไป่ตู้
焊接材料 接头形式
304不锈钢 对接
焊接方式 坡口形式 力学实验 组织分析 焊前处理
焊后热处理
平焊
V型坡口 拉伸实验、弯曲实验、冲击实验
金相实验、无损检测实验 去除板材表面的水、油污、氧化膜等杂
完成课题的主要困难
课题待研究参数较多,需进行大量的工艺试验; 由于是在水环境中直接施焊,而水环境对焊接过程
和工艺的影响极为复杂; 要模拟不同水深环境进行焊接; 水下湿法焊接时对焊接规范要进行严格控制。
2、Lebedev(列别杰夫)和Brandon(布 莱登)等人对电弧参数与水深的关系 进行了研究。发现在0~100 m水深范 围内,水深每增加10m,电弧电压平均 增加0.5~2V;在200~300 m水深范围 内,水深每增加100m,电弧电压平均 增加4.5~5V。
3、Jerzy Łabanowski(波兰)等人对合 金元素的情况进行了研究。 主要是Mn、Si、Ni
焊 接 速 度 变 大
主要研究内容
1、在理论分析的基础上,结合实际情况初步确定多组工艺 参数;在模拟的水压舱内进行焊接,模拟30米、100米、 150米、200米水深环境进行焊接;记录不同水深下能获得 表面成形良好接头的焊接电压、电流、焊接速度、焊接热 输入量等参数。
2、对不同水深条件下获得的焊接接头进行组织和性能的分 析,力学实验、组织分析、性能分析。