1. خلاصة الخلفية
متطلبات التصنيع المسبق لخطوط الأنابيب في الصناعات الهندسية والبتروكيماوية البحرية مرتفعة نسبيًا، وحجم العمل كبير نسبيًا. يتم استخدام القاعدة اليدوية التقليدية للحام TIG وملء وتغطية لحام MIG، لكن الجودة والكفاءة ليست مثالية. تعتمد هذه الورقة عملية لحام جديدة - لحام TIG بالسلك الساخن عالي الكفاءة ، لتحقيق لحام قاعدة TIG ، وملء اللحام وتغطية اللحام ، وتحقيق طريقة لحام عالية الكفاءة لحام MIG لتحل محل الطريقة التقليدية. ومن خلال هذه التجربة، أثبتت الخواص الميكانيكية للبحث فعاليتها وتم استخدامها بنجاح في الصناعة.
غرض البحث
في الوقت الحاضر، تستخدم عملية اللحام التقليدية لحام TIG اليدوي للقاعدة، واللحام اليدوي أو لحام MIG، واللحام بالقوس المغمور وطرق أخرى متعددة العمليات للملء والتغطية لتحسين كفاءة اللحام. ومع ذلك، فإن طرق التعبئة والتغطية هذه ليست سهلة لتحقيق اللحام الأوتوماتيكي، وليست مناسبة لأقطار الأنابيب المختلفة، ومن السهل نسبيًا إنتاج عيوب اللحام، ومعدل نجاح جودة اللحام محدود بمستوى تشغيل العمال.
بالمقارنة مع لحام TIG العادي، يضيف لحام TIG بالسلك الساخن مصدر طاقة منفصل للسلك الساخن لتسخين سلك اللحام على أساس السلك البارد التقليدي، ويزيد من سرعة ذوبان سلك اللحام دون تغيير طاقة خط اللحام. بهذه الطريقة، قوس اللحام المقدم يحتاج فقط إلى إنفاق كمية صغيرة من الطاقة لإذابة سلك اللحام، وبالتالي تحسين كفاءة إنتاج اللحام.
السلك الساخن عالي الكفاءة TIG أكثر كفاءة بأكثر من 5 مرات من TIG العادي، مقارنة بسرعة اللحام MIG، ويتم زيادة معدل الترسيب من 0.3 ~ 0.5 كجم / ساعة إلى 2 ~ 4 كجم / ساعة. إن تقنية TIG للأسلاك الساخنة المحلية في مرحلة راكدة وهي بعيدة كل البعد عن تحقيق لحام فعال وعالي الجودة. لم يتم تحسين كفاءة عملية لحام TIG بالأسلاك الساخنة الأجنبية بشكل ملحوظ ولا يمكن أن تصل إلى كفاءة لحام MIG. ولذلك، فمن الملح والمهم بشكل خاص تطوير عملية لحام TIG ذات الأسلاك الساخنة الفعالة.
3.1 المواد التجريبية
المادة الأم للأنبوب التجريبي هي فولاذ Q235-A، بسمك 12 مم وقطر خارجي 108 مم. يظهر التركيب الكيميائي في الجدول 1. قوة الشد للفولاذ Q235-A هي σb=482MPa، ومقاومة الخضوع هي σs=235MPa، والاستطالة هي δ=26%. يتم إستخدام سلك اللحام H08Mn2Si بقطر 1.2mm. يظهر التركيب الكيميائي في الجدول 1. قوة الشد لسلك اللحام H08Mn2Si هي σb≥500 MPa، قوة الخضوع هي σs≥420MPa، والاستطالة هي δ≥22%.
تتميز معدات اللحام Xinfa بخصائص الجودة العالية والسعر المنخفض. لمزيد من التفاصيل، يرجى زيارة:مصنعو اللحام والقطع - مصنع وموردو اللحام والقطع في الصين (xinfatools.com)
3.2 الطريقة التجريبية
استخدم الاختبار نظام لحام TIG ذو الأسلاك الساخنة عالي الكفاءة لخط الأنابيب من النوع المفتوح KB370 كما هو موضح في الشكل 1، ومصدر طاقة اللحام متعدد الوظائف PHOENIX-521، ومصدر طاقة السلك الساخن الحاد Arc-200. تم استخدام عملية لحام TIG بالسلك الساخن، ويظهر الرسم التخطيطي المشترك في الشكل 2.
الشكل 1: نظام لحام الأسلاك الساخنة عالي الكفاءة من نوع مشبك الأنابيب KB370
الشكل 2: رسم تخطيطي للمفصل
قبل اللحام، يتم طحن الجزء الداخلي والخارجي من أخدود قطعة اختبار الأنبوب وإزالة الصدأ، بمدى يبلغ حوالي 25 مم. قبل اختبار اللحام، يتم تثبيت قطعة اختبار الأنبوب عن طريق اللحام النقطي. اللحام البقعي ثلاثي النقاط كافٍ. يتم التحكم في المحاذاة الخاطئة خلال 1.5 مم ولا توجد فجوة.
3.3 النتائج التجريبية
بعد لحام عينات الأنابيب، تم إخضاعها لأول مرة للكشف عن الخلل بالأشعة السينية، واجتازت جميعها المستوى I. استخدمت التجارب الأخرى اختبارات الخصائص الميتالوغرافية المجهرية والميكروسكوبية والميكانيكية، كما هو موضح في الأشكال 3 و4 و5 و6 والجدول 3 على التوالي. يوضح الشكلان 3 و4 بوضوح شكل اللحام ثلاثي الطبقات، والتغيرات في الهيكل التنظيمي، ومنطقة اللحام الصغيرة المتأثرة بالحرارة، وعدم وجود مسام أو شقوق. يوضح الجدول 3 أن جميع اللحامات قد تم كسرها في منطقة المادة الأم، وأن الانحناء الإيجابي والانحناء الخلفي يلبي متطلبات معيار GB/T14452-93. وكما يتبين من الجدول رقم 4، يتم استخلاص الاستنتاجات التالية:
الشكل 3: البنية المجهرية للمعادن الأساسية والمنطقة المتأثرة بالحرارة والمقطع العرضي للحام
الشكل 4: الهيكل الميتالوغرافي العياني للمقطع العرضي للحام
الشكل 5: اختبار الشد
(أ) الانحناء الإيجابي
(ب)الانحناء الخلفي
يمكن للسلك الساخن TIG ذو الكفاءة العالية أن يحقق جودة لحام TIG وسرعة لحام MAG، لكن لحام MAG له عيوب مثل الترشيش الكبير، والقوس القوي، والمسامية الكبيرة، وطاقة الخط الكبيرة، وكمية الطحن الكبيرة. على الرغم من أن كفاءة الترسيب عالية، فمن الواضح أنها ليست مستقرة وموثوقة مثل لحام TIG في ظل متطلبات الجودة العالية. الكفاءة الشاملة للحام TIG بالسلك الساخن عالي الكفاءة تعادل أو تزيد قليلاً عن لحام MAG ؛
يتمتع لحام TIG بالسلك الساخن عالي الكفاءة واللحام TIG بالسلك البارد التقليدي بتحسين الكفاءة بشكل عام من 5 إلى 10 مرات.
4. الاستنتاج التجريبي
4.1 يمكن لحام TIG بالسلك الساخن الحصول على لحام بسطح خالٍ من العيوب وتكوين جيد ؛
4.2 تصل سرعة تغذية الأسلاك للحام TIG بالسلك الساخن إلى 5 م / دقيقة، وتصل إلى 6.5 م / دقيقة، ويمكن أن يصل معدل الذوبان إلى 3.5 كجم / ساعة، مما يحسن كفاءة الإنتاج بشكل كبير؛
4.3 يحدث كسر الشد في لحام TIG بالسلك الساخن في المادة الأم، مما يحسن أداء المفصل؛
4.4 لحام TIG بالسلك الساخن عالي الكفاءة يحقق حقًا جودة اللحام لحام TIG وسرعة اللحام لحام MIG.
5. تسويق التطبيقات والآفاق الناضجة
بعد ما يقرب من عامين من الترويج والتطبيق في السوق، نستخدم حاليًا على نطاق واسع في الهندسة البحرية والغاز والأجهزة والبتروكيماويات والحاويات.
إن عملية لحام TIG بالأسلاك الساخنة عالية الكفاءة ليست مناسبة فقط للفولاذ الكربوني، ولكن أيضًا لسبائك الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المزدوج والسبائك القائمة على النيكل وغيرها من المواد (أظهرت التجارب على مواد مختلفة ذلك، خاصة في الفولاذ المزدوج) عملية اللحام في الهندسة البحرية وغيرها من الصناعات، لحام TIG بالسلك الساخن عالي الكفاءة له مزايا لا تضاهى). لقد كسرت احتكار لحام TIG بالأسلاك الساخنة الأجنبية في الصين، وكفاءتها أعلى بمقدار 1.5 إلى 2 مرات من كفاءة الأسلاك الساخنة الأجنبية مقارنة بالعلامات التجارية الأجنبية.
تسد هذه التكنولوجيا الفجوة في اللحام المسبق لخطوط الأنابيب، وهي منتج تكنولوجيا معالجة مبتكر مناسب للظروف الوطنية في الصين، وهي ابتكار مدمر في صناعة التصنيع المسبق لخطوط الأنابيب. يمكن أن يحل محل العملية التقليدية الحالية لـ TIG primer + MAG لملء وتغطية العملية المركبة المزدوجة، مما يتجنب المستخدمين من شراء المعدات بشكل متكرر، وهو حقًا نظام لحام مسبق التجهيز لخطوط الأنابيب متعدد الوظائف ومتعدد الأغراض. يتم تطبيق نظام اللحام بهذه التكنولوجيا باعتباره العملية الأساسية حاليًا أيضًا على نظام التصنيع المسبق لخطوط الأنابيب الذكي، وآفاق السوق واسعة.
وقت النشر: 27 أغسطس 2024
