Documento sobre tecnología de soldadura 2: "Investigación sobre tecnología de soldadura eléctrica" Resumen: En el desarrollo social actual, la tecnología de soldadura eléctrica se utiliza ampliamente, ya sea en la ingeniería de la construcción o en la producción industrial, y también ha promovido la optimización de varios tipos. y tipos de herramientas de soldadura eléctrica. Con base en este origen social, personas de todos los ámbitos de la vida conceden gran importancia a la investigación de la tecnología de soldadura eléctrica, que también es el contenido central de la producción futura.
Palabras clave: soldadura; metales; inspección técnica de soldadura
1 Introducción a la tecnología de soldadura
1.1 La naturaleza física del proceso de soldadura
La soldadura es un proceso en el que dos o más materiales homogéneos o diferentes se conectan en un todo mediante la unión y difusión entre átomos o moléculas. Los métodos para promover el enlace y la difusión entre átomos y moléculas son aplicar calor o presión, o ambos.
1.2 Clasificación de la soldadura
La soldadura de metales se puede dividir en soldadura por fusión, soldadura por presión y soldadura fuerte según las características de su proceso.
1.2.1 La soldadura por fusión es un método para calentar la interfaz de la pieza de trabajo hasta un estado fundido sin aplicar presión durante la soldadura. Durante la soldadura, la fuente de calor calienta y funde rápidamente la interfaz entre las dos piezas a soldar, formando un charco fundido. El baño fundido avanza con la fuente de calor y, después de enfriarse, se forma una soldadura continua para conectar las dos piezas de trabajo en un todo. Durante el proceso de soldadura, si la atmósfera está en contacto directo con el baño fundido de alta temperatura, el oxígeno de la atmósfera oxidará el metal y varios elementos de aleación. El nitrógeno y el vapor de agua de la atmósfera ingresan al baño fundido y, durante el proceso de enfriamiento posterior, también se formarán defectos como poros, inclusiones de escoria y grietas en la soldadura, deteriorando la calidad y el rendimiento de la soldadura. Para mejorar la calidad de la soldadura, se han desarrollado varios métodos de protección. Por ejemplo, la soldadura por arco con protección de gas utiliza argón, dióxido de carbono y otros gases para aislar la atmósfera y proteger el arco y la tasa del charco fundido durante la soldadura. Otro ejemplo es cuando se suelda acero, agregando polvo de ferrotitanio con alta afinidad por el oxígeno al recubrimiento del electrodo para la desoxidación; Puede Protege los elementos beneficiosos manganeso y silicio en la varilla de soldadura para que no se oxiden y entren en el baño fundido, y obtiene soldaduras de alta calidad después del enfriamiento.
La soldadura a presión (1.2.2) consiste en combinar dos piezas en estado sólido bajo presión, también llamada soldadura en estado sólido. Un proceso de soldadura a presión comúnmente utilizado es la soldadura a tope por resistencia. Cuando una corriente eléctrica pasa a través del extremo de conexión de dos piezas de trabajo, debido a la gran resistencia, la temperatura aumenta. Cuando se calientan a un estado plástico, se conectan en un todo bajo la acción de la presión axial. La característica común de los distintos métodos de soldadura por presión es que durante el proceso de soldadura se aplica presión sin material de relleno. La mayoría de los métodos de soldadura a presión, como la soldadura por difusión, la soldadura de alta frecuencia y la soldadura a presión en frío, no tienen un proceso de fusión, por lo que no hay problema de que los elementos beneficiosos de la aleación se quemen ni de que los elementos dañinos invadan la soldadura, lo que simplifica el proceso de soldadura y mejora la seguridad de la soldadura. y condiciones sanitarias.
1.2.3 La soldadura fuerte utiliza un material metálico con un punto de fusión inferior al de la pieza de trabajo como metal de aportación, calienta la pieza de trabajo y el metal de aportación a una temperatura superior e inferior al punto de fusión de la pieza de trabajo, y humedece la pieza de trabajo con metal de aportación líquido. Un método de soldadura que llena el espacio de la interfaz y realiza la difusión mutua entre los átomos y la pieza de trabajo.
1.2.4 La costura que se forma para conectar dos objetos conectados durante la soldadura se llama soldadura. Durante la soldadura, ambos lados de la soldadura se verán afectados por el calor de la soldadura y la estructura y las propiedades cambiarán. Esta área se llama zona afectada por el calor. Durante la soldadura, debido a diferencias en el material de la pieza de trabajo, corriente de soldadura, etc. Después de soldar, la soldadura y la zona afectada por el calor pueden sobrecalentarse, volverse quebradizas, endurecerse o ablandarse, lo que también puede reducir el rendimiento de la soldadura y empeorar la soldabilidad. Por tanto, es necesario ajustar las condiciones de soldadura. Precalentar la interfaz de la pieza soldada antes de soldar, mantener el calor durante la soldadura y el tratamiento térmico posterior a la soldadura pueden mejorar la calidad de la soldadura. Además, la soldadura es un proceso de calentamiento y enfriamiento local rápido. Debido a las limitaciones del cuerpo de la pieza de trabajo circundante, la zona de soldadura no puede expandirse ni contraerse libremente, y la soldadura enfriada producirá tensión y deformación de soldadura. Después de soldar, los productos importantes deben eliminar la tensión de soldadura y corregir la deformación de la soldadura.
1.2.5 La tecnología de soldadura moderna ha sido capaz de realizar soldaduras con propiedades mecánicas comparables o incluso superiores a las de los objetos conectados, y sin defectos internos o externos. Las posiciones mutuas de los cuerpos soldados en el espacio se denominan uniones soldadas. La resistencia de la unión no sólo se ve afectada por la calidad de la soldadura, sino también por su geometría, tamaño, tensión y condiciones de trabajo. Las formas básicas de juntas incluyen juntas a tope, juntas traslapadas, juntas en forma de T (juntas positivas) y juntas de esquina. La forma de la sección transversal de la soldadura a tope depende del espesor del cuerpo soldado antes de soldar y de la forma de la ranura de los dos bordes. Al soldar placas de acero gruesas, se hacen ranuras de varias formas en las uniones para facilitar la penetración de la soldadura, de modo que la varilla o el alambre de soldadura puedan alimentarse fácilmente. Las formas de ranura incluyen ranura de soldadura de un solo lado y ranura de soldadura de doble cara.
Al seleccionar la forma de la ranura, además de garantizar la penetración, también se deben considerar factores como la soldadura conveniente, menos relleno de metal, pequeña deformación de la soldadura y bajos costos de procesamiento de la ranura. Cuando dos placas de acero de diferentes espesores se unen a tope, para evitar una concentración severa de tensiones debido a cambios bruscos en la sección transversal, el borde más grueso de la placa a menudo se adelgaza gradualmente para lograr el mismo espesor en los dos bordes a tope. La resistencia estática y la resistencia a la fatiga de las juntas a tope son mayores que las de otras juntas. La soldadura a tope suele preferirse para conexiones que funcionan bajo cargas alternas y de impacto o en recipientes criogénicos y de alta presión.
Las juntas traslapadas tienen una preparación simple antes de la soldadura, un montaje conveniente, una pequeña deformación de la soldadura y tensión residual, y a menudo se utilizan para la instalación in situ de juntas y estructuras sin importancia. En general, las juntas solapadas no son adecuadas para trabajar bajo cargas alternas, medios corrosivos o temperaturas altas o bajas. Las juntas en T y las juntas de esquina se utilizan a menudo para necesidades estructurales. Las características operativas de las soldaduras de filete incompletas en juntas en T son similares a las de las juntas traslapadas. Cuando la soldadura es perpendicular a la dirección de la fuerza externa, se convierte en una soldadura de filete frontal y la forma de la superficie de la soldadura provocará diversos grados de concentración de tensión. Las tensiones en las soldaduras de filete de penetración son similares a las de las juntas a tope. La capacidad de carga de las juntas de esquina es baja y generalmente no se usa sola. Solo se puede mejorar cuando está completamente soldada o tiene soldaduras de filete por dentro y por fuera. Se usa principalmente en las esquinas de estructuras cerradas. Los productos soldados son más livianos que las piezas remachadas y las piezas fundidas y forjadas, lo que puede reducir su propio peso y ahorrar energía para los vehículos de transporte. Esta soldadura tiene un buen rendimiento de sellado y es adecuada para la fabricación de diversos contenedores. El desarrollo de la tecnología de procesamiento combinado combina la soldadura con la forja y la fundición, lo que puede producir estructuras soldadas por fundición y estructuras soldadas forjadas a gran escala, económicas y razonables, con altos beneficios económicos. El proceso de soldadura puede utilizar materiales de manera efectiva, y la estructura soldada puede usar materiales con diferentes propiedades en diferentes partes, aprovechando al máximo las fortalezas de varios materiales para lograr economía y alta calidad. La soldadura se ha convertido en un método de procesamiento indispensable y cada vez más importante en la industria moderna.
1.2.6 En el futuro proceso de soldadura, por un lado, debemos desarrollar nuevos métodos de soldadura, equipos de soldadura y materiales de soldadura para mejorar aún más la calidad, seguridad y confiabilidad de la soldadura, como mejorar el arco y el plasma existentes. arco, haz de electrones, láser y otras energías de soldadura; utilice tecnología electrónica y tecnología de control para mejorar el rendimiento del proceso del arco y desarrollar un método de seguimiento del arco confiable y liviano. Por otro lado, es necesario mejorar el nivel de mecanización y automatización de la soldadura, como el control de programas y el control digital de las máquinas de soldar; desarrollar máquinas de soldar especiales para realizar la automatización completa del proceso desde la preparación, la soldadura hasta el control de calidad; en líneas de producción de soldadura automatizadas Los manipuladores de soldadura y los robots de soldadura pueden mejorar los niveles de producción de soldadura y mejorar las condiciones de higiene y seguridad de la soldadura.
2 Inspección de soldadura
Defectos de soldadura: El objetivo de la inspección de soldadura es encontrar defectos de soldadura. Los defectos de soldadura se refieren a discontinuidades, faltas de homogeneidad y otros defectos en las uniones soldadas, a veces llamados defectos de soldadura. Presentamos varias formas, causas y contramedidas comunes de defectos de soldadura:
Deformación y tensión de soldadura. El calentamiento y enfriamiento de las partes locales de la junta soldada son desiguales y las partes metálicas en las partes locales cambian de líquido a líquido. ¿Estado del plástico? Los diferentes estados elásticos cambian con los cambios en la fuente de calor y la temperatura, lo que resulta en deformación y tensión de soldadura. La deformación y la tensión que quedan en la pieza soldada cuando se enfría a temperatura ambiente generalmente se denominan deformación residual de soldadura y tensión residual de soldadura. La deformación de la soldadura reducirá la calidad del ensamblaje, provocará una desalineación de la soldadura, reducirá el rendimiento de la junta y la capacidad de carga estructural, generará fácilmente tensión adicional y aumentará los costos de fabricación. Las contramedidas son diseñar racionalmente, reducir el número y tamaño de las soldaduras, reservar contracción, deformación inversa, fijación rígida, etc. La tensión de soldadura reducirá la resistencia estructural, la estabilidad y la resistencia a la fatiga, y aumentará la probabilidad de fractura frágil de los componentes. Los métodos generales para reducir la tensión de soldadura incluyen un diseño razonable, reduciendo el tamaño y la longitud de las soldaduras, evitando la concentración excesiva de soldaduras, utilizando formas de unión con menor rigidez, reduciendo la diferencia de temperatura entre el área de soldadura y la estructura general, y adoptando secuencias y procedimientos de soldadura razonables. instrucciones.
Estomas. En la zona de soldadura no escapan completamente las impurezas de la superficie del material de soldadura, el aire, el alambre de soldadura y el metal base, así como diversos gases como CO, CO2, H2, O2 y N2, formados por la evaporación a alta temperatura. pero permanecen en la soldadura antes de que el metal se solidifique, formando poros. Reducirá la plasticidad y la resistencia, reducirá el área de la sección transversal efectiva de la soldadura y provocará fugas. Se pueden tomar medidas para evitarlo, como cerrar el sitio de soldadura para evitar el flujo, secar la varilla de soldadura, limpiar ambos lados del puerto de onda, controlar el flujo de gas argón y seleccionar equipos de soldadura con un rendimiento estable y calibración calificada.
Conclusión
Como tecnología industrial, la aparición de la soldadura satisface la demanda de nuevas tecnologías y nuevos métodos en el desarrollo del arte del metal. Por otro lado, el metal se transforma. Bajo la acción del calor de la soldadura, los cambios únicos y maravillosos que se han producido también satisfacen las necesidades del arte del metal de un nuevo lenguaje de expresión artística. En la creación actual de arte en metal, la soldadura puede expresarse y se expresa como un lenguaje de expresión artística único.
Documento 2 sobre tecnología de soldadura: Hablando de la tecnología de soldadura por gas vertical Resumen: La tecnología de soldadura por gas vertical es una tecnología de soldadura eficiente con un alto aporte de calor, que tiene las características de una alta eficiencia de soldadura y una fuente de calor de soldadura concentrada. Esta es una tecnología de soldadura más avanzada. Debido a la alta energía de las soldaduras verticales con gas, existen mayores requisitos para la calidad del acero cuando se aplican tecnologías de soldadura de alto rendimiento térmico, como la soldadura vertical con gas. El acero aeroespacial en rápido desarrollo tiene las características de baja sensibilidad térmica y alta tenacidad a baja temperatura. El proceso de soldadura vertical tiene mejor rendimiento ante impactos, mayor estabilidad, buena calidad de soldadura y baja sensibilidad a la energía de línea grande, por lo que es adecuado para el proceso de soldadura vertical.
Palabras clave: Tecnología de soldadura por gas vertical
La tecnología de soldadura por gas vertical es un proceso de soldadura eficiente con un alto aporte de calor, que tiene las características de una alta eficiencia de soldadura y una fuente de calor de soldadura concentrada. Este es un proceso de soldadura más avanzado. Debido a la alta energía de las soldaduras verticales con gas, cuando se aplican procesos de soldadura con alto rendimiento térmico, como la soldadura vertical con gas, se imponen requisitos de alta calidad al acero y hay mucho espacio para el desarrollo. Debido a su baja sensibilidad térmica y alta tenacidad a baja temperatura, la tecnología de soldadura vertical con gas tiene un mejor rendimiento ante el impacto, mayor estabilidad, buena calidad de soldadura y menor sensibilidad al alto aporte de calor.
1. Proceso de soldadura vertical por gas
1.1 Introducción al proceso de soldadura vertical
El equipo de soldadura vertical por gas consta principalmente de un cabezal de máquina y un cabezal de máquina unido al Placa de acero a través de imanes permanentes. El bastidor consta de rieles guía de aleación de aluminio, dispositivo de circulación de refrigeración por agua, fuente de alimentación de soldadura de CO2 semiautomática y alimentador de alambre. La pistola de soldar y la corredera de cobre están montadas en un carro y corren verticalmente hacia arriba a lo largo de un riel guía de cremallera que está fijado magnéticamente a la placa de acero. La parte frontal utiliza un control deslizante de cobre refrigerado por agua y la parte posterior utiliza una almohadilla de cobre o cerámica fija refrigerada por agua. Los lados frontal y posterior se fuerzan a formarse al mismo tiempo, y el espesor de la placa soldable es de 9 a 22 mm.
La tecnología de soldadura por gas vertical es un proceso de soldadura eficiente con alto aporte de calor. Tiene las características de alta eficiencia de soldadura y fuente de calor de soldadura concentrada, y puede realizar soldadura automatizada. En comparación con los procesos de soldadura tradicionales, como la soldadura automática por arco sumergido y la soldadura por arco manual, la fuente de calor de soldadura está más concentrada y la energía de soldadura es mayor que los procesos de soldadura tradicionales, por lo que es un proceso de soldadura más avanzado.
Dado que la energía de soldadura de la soldadura vertical con gas es de 3 a 4 veces mayor que la de la tecnología de soldadura tradicional, el uso actual de la tecnología de soldadura vertical con gas fragilizará el acero ordinario o el acero laminado y reducirá la elasticidad y plasticidad de la junta. . Por lo tanto, cuando se aplican tecnologías de soldadura de alta producción de calor, como la soldadura con gas, existen requisitos más altos para la calidad del acero.
El equipo de soldadura vertical a gas consta principalmente de las siguientes partes: rieles guía de aleación de aluminio con rejillas unidas a la placa de acero mediante imanes permanentes; suministro de energía de soldadura semiautomática con CO2; dispositivo; operación del proceso de soldadura con gas vertical del cabezal
1.2 Factores que afectan el rendimiento de la soldadura vertical
Preparación antes de la operación de soldadura y soldadura
Antes de soldar, verifique el conjunto completo del equipo estado de salud. Si el arco se apaga durante la soldadura, la unión debe repararse por completo. Para garantizar un flujo suave del deslizador de cobre que se eleva con la cabeza aleatoria, la diferencia del borde de la placa debe controlarse dentro de los 2 mm. Las soldaduras transversales, las alturas de las barras de acero y los bloques de madera sobre la superficie de la placa de acero deben estar dentro de los 40 mm en ambos lados. Se debe nivelar la ranura y eliminar las manchas de óxido, humedad y aceite para no afectar la calidad de la soldadura. El plato de soporte debe estar centrado y fijado a la placa de acero. Para controlar la deformación de la soldadura de la placa de acero y la contracción del espacio de ensamblaje bajo soldadura de alta energía lineal, los caballos de ensamblaje deben garantizar una cierta altura y ancho, y la distancia entre los caballos de ensamblaje debe estar dentro del rango de 300- 400 milímetros.
1.2.2 Ángulo de ranura y separación
El control del ángulo de ranura debe depender del espesor de la placa. Para que el ancho de la ranura se adapte al ancho de la ranura del deslizador de cobre frontal, el ángulo de la ranura debe disminuir relativamente con el aumento del espesor de la placa. El ángulo de la ranura de un espesor de placa de 20-25 mm es generalmente de 35°. -40?. El espacio generalmente se controla en (6? 2). Si el espacio o ranura es demasiado pequeño, no solo la forma de la soldadura inversa será deficiente, sino que el coeficiente de formación de la soldadura también será deficiente, lo que afectará el rendimiento de la unión. Si el espacio o ranura es demasiado grande, aumentará el relleno de la soldadura, disminuirá la velocidad de soldadura, aumentará la energía de la línea y, por lo tanto, afectará la resistencia al impacto de la junta.
1.2.3 Corriente de soldadura y voltaje de soldadura
¿Cuál es el diámetro del material de soldadura utilizado en la soldadura vertical con gas? Alambre con núcleo fundente de 16 mm, las soldaduras delantera y trasera se forman al mismo tiempo y las especificaciones de soldadura son relativamente grandes. Dependiendo del espesor de la placa, la corriente de soldadura generalmente debe controlarse entre 340 y 380 A. Si es demasiado pequeña, provocará una fusión deficiente y si es demasiado grande, provocará inestabilidad del arco. Si el voltaje de soldadura es demasiado pequeño, las salpicaduras aumentarán durante el proceso de soldadura y el ancho de la soldadura será demasiado estrecho, lo que provocará que la soldadura frontal no se fusione. Si el voltaje es demasiado alto, es fácil provocar un subcotización. Los diferentes alambres de soldadura con núcleo fundente tienen diferentes velocidades de deposición y diferentes coincidencias de corriente y voltaje, que deben ajustarse adecuadamente.
2. Aplicación de la tecnología de soldadura vertical por gas en yacimientos petrolíferos.
2.1 El efecto de la aplicación de la tecnología de soldadura vertical en campos petroleros
Con el desarrollo continuo de la tecnología de perforación y producción y la actualización continua de los equipos de perforación y producción, tubería flexible, alta presión tubería de chorro y tubería de filtro de arena La tecnología de soldadura de herramientas de perforación y minería ha planteado nuevos requisitos. La aplicación de la tecnología de soldadura automática vertical con gas en la industria petrolera puede mejorar la calidad de la soldadura y la eficiencia de los equipos de perforación y producción, y tiene un gran margen de desarrollo.
Los principales factores que afectan el rendimiento de la soldadura vertical con gas son:
2.1.1 La longitud de extensión del alambre de soldadura
La velocidad de ascenso de la soldadura El cabezal en la soldadura con gas vertical está determinado por la longitud de extensión del control del alambre de soldadura, por lo que cuando la posición de la pistola de soldar es fija, la longitud de extensión del alambre de soldadura determina la altura del baño fundido durante el proceso de soldadura. Si el alambre de soldadura se extiende demasiado, reducirá el rendimiento de la soldadura, reducirá la resistencia al impacto de la unión e incluso soldará a través del acero. Si el alambre de soldadura se extiende demasiado corto, los orificios de aire en el control deslizante se obstruirán o incluso los contactos sufrirán un cortocircuito. La longitud de extensión adecuada del alambre de soldadura debe estar dentro del rango de 30 ~ 55 mm.
2.1.2 Voltaje y corriente de soldadura
Debido a que se forman las soldaduras frontal y posterior de la soldadura vertical. Al mismo tiempo, el alambre de soldadura tiene un diámetro de 1,6 mm, por lo que la corriente de soldadura debe seleccionarse adecuadamente entre 340 y 380 A según el espesor del acero, y el voltaje y la corriente deben coincidir razonablemente.
2.1.3 Oscilación del alambre de soldadura y tiempo de residencia del alambre
Para acero con diferentes espesores, debe haber diferentes oscilaciones y tiempos de residencia. La amplitud de oscilación y el tiempo de residencia dependen de la posición del arco. . Un giro y una sujeción razonables pueden ayudar a mejorar el rendimiento de la soldadura. El rendimiento de soldadura de uniones soldadas depende principalmente de las propiedades del acero.
2.2 Efectos de la soldadura por gas vertical de diferentes materiales de acero
Utilizando la tecnología de soldadura por gas vertical, se realizaron pruebas de soldadura por gas vertical en acero normalizado doméstico y acero TMCP doméstico. En comparación con el acero normalizado, el acero tiene mejores propiedades de impacto, mejor estabilidad, mejor calidad de soldadura y menor sensibilidad a la energía de línea grande, y es adecuado para procesos de soldadura con gas vertical.
3. Conclusión
La soldadura con gas es un proceso de soldadura eficiente que puede lograr automatización y un gran aporte de calor. En comparación con la soldadura por arco sumergido tradicional, la soldadura automática y la soldadura por arco manual, la soldadura vertical tiene una fuente de calor más concentrada, mayor energía de soldadura y mayor eficiencia. Se estudió la aplicación de la soldadura vertical automática con gas en la industria petrolera, se analizaron sus factores que influyen y se señaló además que el acero TMCP tiene las características de baja sensibilidad térmica y alta tenacidad a baja temperatura, y es adecuado para la soldadura vertical con gas. proceso.
Referencia
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