CO2气保焊对接管内壁防腐层的堆焊4Word格式.docx
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第三阶段：
调试堆焊面层TFW—347LD的焊接工艺。
四、实验过程：
（一）、CO2气保焊对接管内壁防腐层堆焊工艺评定的制作和评定结果：
制作工艺如下：
焊接工艺评定试板（CO2气保焊堆焊）材料：
Q345R+堆焊347L
规格：
500×
200×
14
焊材：
过渡层：
TFW—309L规格：
Ф1.2CO2气体保护
面层：
TFW—347L规格：
1、将试板表面加工出金属光泽，清除油污。
2、对试板进行堆焊，堆焊采用CO2气保焊，规范如下：
a）过渡层堆焊
堆焊层面积500×
200（mm2），堆焊厚度3.5mm
电流（A）
电压（V）
气流量（L／min）
速度（mm／min）
层温（℃）
180—200
30—32
15
440
5—100
过渡层堆焊完毕后对堆焊层进行测厚同时对过渡层表面进行100%PT检测，按JB/T4730—2005Ⅰ级合格。
b）面层堆焊
190—210
32—34
5—60
3、堆焊完毕后对整个堆焊层进行测厚同时对堆焊层的表面进行100%PT检测和堆焊层100%UT检测按JB/T4730—2005Ⅰ级合格。
4、堆焊层检测合格后按模拟退火620+15／-10℃×
8h工艺进行焊后热处理。
5、热处理完毕后进行机械性能测定，其评定结果如下：
a）堆焊层的化学元素的测量如下表检测标准（GB／T11170—2008）
化学元素
C
S
P
Si
Mn
Cr
Ni
Nb
保证值（%）
≤0.08
≤0.03
≤0.04
≤1.0
0.5—2.5
18—21
9—11
8﹡C—1.0
实测值（%）
0.050
0.004
0.020
0.41
1.44
18.01
9.54
0.30
由上表的堆焊层的化学成分可以看出此CO2气保焊堆焊层的熔敷金属化分符合堆焊347L的标准金属化学成分。
b）堆焊层铁素体的测量：
检测标准（GB／T1954—2008）
状态
焊态
堆焊层（FN）
6.1
4.6
4.5
5.2
7.3
由上表分析可看出CO2堆焊层铁素体的含量符合技术要求中3—8的技术要求标准。
c）力学性能的测定（弯曲实验）：
检测标准（GB／T232—1999）
弯曲实验
焊态+模拟退火620+15／-10℃X8h
d=4aα=180°
a=10.00大侧弯4件合格
a=3.00小侧弯4件合格
可见用CO2气保焊堆焊后，其弯曲塑性符合要求合格。
d）硬度检测（HV10）：
（焊态+620℃/8h模拟退火）
部位硬度检测（HV10）
表层：
193194191
181183186
热影响区：
155156157
母材：
150156154
可见硬度都符合硬度技术条件≤220HB要求。
e）堆焊层最小厚度测量（焊态+620℃/8h模拟退火）7.0mm
堆焊厚度符合≥7.0mm的技术要求。
f）晶间腐蚀试验结果：
硫酸-硫酸铜法按GB/T4334-2008标准通过。
由此可知CO2气保焊堆焊层具有良好的抗腐蚀性能。
g）金相显微组织：
（附照片如下）
铁素体+珠光体（图一）
（图一）100×
堆焊层：
奥氏体+铁素体（图二）
（图二）100×
其评定结果按JB4708-2000标准评定合格。
（二）、CO2焊枪工装夹具的制作和改进：
由于CO2气保焊能够进行连续的焊接，只要采取一定的工装夹具将其枪头固定，将接管安装在变位机上，在变位机的转动下带动接管转动，并手动调节枪头的水平移动位置来实现完成接管内壁防腐层的堆焊。
前期的调节旋钮需要在接管内进行操作，给操作带来了不便，在本次实验中我们对其进行了改装和稳固，改为在接管外操作，其具体如图三所示：
图三
接管的安装具体见图四所示：
图四
（三）、调试CO2气保焊堆焊大接管内壁过渡层和面层的可行性焊接工艺
1、调试堆焊过渡层TFW—309L的焊接工艺
第一步
对两节接管进行过渡层的堆焊（CO2气保焊）
待堆材料：
16MnⅢ规格：
Ф652×
465×
100Ф528×
290×
68
焊接材料的选择：
焊丝:
Ф1.2CO2气体保护
焊接参数的选择如下表：
气体流量（L／min）
160—200
25—28
730—580
实验结果：
发现堆焊面成形不良，大部分出现凹痕和沟槽，堆焊面不平整。
结果分析：
导致的原因可能是变位机转速过快，焊接规范不合理，药皮没能够及时清理导致溶入溶池形成夹杂缺陷。
第二步
在堆焊5道后重新调节焊接速度和焊接规范，将焊接速度调为580mm／min电流由原来的160A调为200A，电压由原来的25V调为28V。
焊后发现其成形比以前稍好，没有出现大量的凹痕和沟槽。
焊接时药皮及时清理但堆焊面成形并不是很理想。
第三步
在前期的实验基础上，对焊接规范重新调节，将导电嘴距工作面距离调至15—20mm，以防熔池熔合不好，采用滑坡10—15mm，对接管内壁的过渡层进行重新试堆（CO2气保焊）。
200
30—32
360—440
由于对前期实验的改进，本次堆焊的过渡层除少部分因操作失误外表面有小沟槽，其余大部分成形都比较良好，通过对过渡层100%UT和100%PT检测按JB/T4730—2005Ⅰ级合格。
堆焊厚度有3—3.5mm.达到工艺要求。
由上述实验可分析得出在堆焊过渡层时，导电嘴离工作面得距离不能过高，过高导致熔合不好容易出现未熔合的缺陷，而且采用滑坡10—15mm时焊道能够摊开在工作面上，不易形成棱痕，焊接电流控制在200A左右，电压在30V—32V为宜。
2、调试堆焊面层TFW—347L的焊接工艺。
对两节接管进行面层的堆焊（CO2气保焊）
TFW—347L规格：
220—240
580—460
试验结果：
在堆焊过渡层的基础上将其焊接规范重新调节，电流增大为240A，电压增大为34V，速度减慢至460mm／min，但堆焊的面层和过渡层相比成形差，仍出现大量的凹痕和沟槽，堆焊面不光滑，飞溅过多。
分析其原因可能是焊接速度还是过快，焊接规范还是不合理，导电嘴距离堆焊面过高使其熔合不好。
在重新选用焊接参数以后对两节接管内壁的防腐层的面层进行堆焊（CO2气保焊）
200—220
30—34
230—280
堆焊面层的成形并没有像过渡层那么良好。
通过反复的调节焊接参数。
用大电流大电压使其能够和过渡层相溶，但成形还是很差，焊道边缘不整齐，有凹痕存在，飞溅较多,有些地方有明显的脱层。
有可能是堆焊的过渡层没有进行局部加工见光，有堆焊痕和表面不干净所致。
由于出现上述情况，只好将接管堆焊后的过渡层进行机械加工局部见光，加工完重新堆焊面层
220
34
280
堆焊的面层效果要比前期好。
堆完后对面层100%UT和100%PT检测按JB/T4730—2005Ⅰ级合格，堆焊厚度有3—3.5mm，达到工艺要求，但需要对表面进行机械见光延耗工时、降低效率并没有达到高效率面层堆焊的理想状态。
采用TFW—347L堆焊面层并不能达到表面光滑，堆焊后不需加工的工艺要求，重新考虑选用面层堆焊焊丝。
3、阶段三调试堆焊面层TFW—347LD的焊接工艺。
改用面层的焊接材料为TFW—347LD对接管内壁防腐层的面层进行堆焊。
100
TFW—347LD规格：
通过改用焊丝后，发现在过渡层堆焊后不用机械见光的基础上可以堆焊面层，成型光滑平整。
没有前期实验时出现的夹杂、沟槽、凹痕、脱层缺陷，为整个堆焊实验攻克了一个难点。
并堆焊后对面层通过进行100%UT和100%PT检测按JB/T4730—2005Ⅰ级合格。
五、实验结论：
通过前期大量的实验总结出以下关于用CO2气保焊对接管内壁防腐层的堆焊的几点结论：
1、要选用最适合堆焊的焊接材料和焊接工艺参数具体如下表所示：
过渡层
焊接材料
TFW—309L
焊材规格
Ф1.2mm
焊接电流（A）
15—20
层间温度（℃）
5—150
面层
TFW—347LD
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