《焊接技術(shù)與工程開題報(bào)告3500字》

PAGE焊接技術(shù)與工程開題報(bào)告文獻(xiàn)綜述：EGW工藝焊技術(shù)研究1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述一、課題研究的目的和意義儲罐是石油化工行業(yè)非常重要的儲運(yùn)設(shè)備，自19世紀(jì)末和20世紀(jì)初儲罐出現(xiàn)以來，其制造水平一直受到普遍重視。早期的儲罐為鉚接結(jié)構(gòu)，只是用來儲存低壓氣態(tài)介質(zhì)，其發(fā)展速度十分緩慢[1]。自第二次世界大戰(zhàn)以后，焊接技術(shù)的發(fā)展極大地推動了儲罐制造業(yè)的進(jìn)程，使儲罐的制造過程從鉚接工藝改為焊接方法而得到了飛速發(fā)展，其進(jìn)程由低壓、常溫、氣體逐漸過渡到中、高壓，低溫液化氣體，并向大型化方向發(fā)展，因此焊接是儲罐建造的主要工序，對儲罐的施工質(zhì)量具有決定性意義。儲油罐的罐體由鋼板對接拼焊而成，焊接在儲罐的建造中占了很大的比例，焊接質(zhì)量和效率是決定儲罐制造與安裝綜合效益高低的一個重要因素[2]。隨著國家石油戰(zhàn)略儲備規(guī)劃的實(shí)施，我國大型儲罐建設(shè)已進(jìn)入了一個高峰期。儲罐的焊接也由傳統(tǒng)的手工電弧焊逐步向埋弧自動焊、垂直氣電焊、氣體保護(hù)焊等自動化和高效焊接技術(shù)發(fā)展。氣電立焊是由普通熔化極氣體保護(hù)焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法，焊縫一次成形。它利用類似于電渣焊所采用的水冷滑塊擋住熔融的金屬強(qiáng)迫成形，以實(shí)現(xiàn)立向位置的焊接。通常采用專用焊絲，以單一氣體（如C02）或混合氣體（如Ar+C02）作保護(hù)氣體。在焊接電弧和熔滴過渡方面，氣電立焊類似于普通熔化極氣體保護(hù)焊（如C02焊，MAG焊），而在焊縫成形和機(jī)械系統(tǒng)方面又類似于電渣焊。典型氣電立焊原理圖如圖1所示[3]。按水冷滑塊安置的方式不同，有四類氣電焊方式：雙面水冷滑塊，多用于厚板焊接；里面固定銅墊板，外面加水冷滑塊，適用于中厚板；里面固定水冷銅墊，外面用水冷滑塊，主要適用于厚板段焊縫焊接；里面用陶瓷襯墊，外面用水冷滑塊，是造船典型工藝，安裝方面，設(shè)備簡化，焊縫成形光滑[4]。圖1縱縫氣電立焊示意圖氣電立焊焊接的板材厚度通常在12-80mm，而大型浮頂油罐的壁板厚度一般在10-40mm之間，并且采用正裝法安裝，采用氣電立焊較為適合[5]。因此目前在大型立式浮頂金屬油罐安裝中已廣泛應(yīng)用，且主要應(yīng)用于壁板的縱縫焊接。氣電立焊焊接生產(chǎn)率高，而且焊接質(zhì)量好，成本低。氣電立焊采用的坡口角度比其它焊接方法要小得多，其熔敷效率高，焊材用量小，約為MAG焊的三分之一，是一種非常有潛力的焊接方法[6]。本文在根據(jù)國內(nèi)超大型儲罐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際生產(chǎn)情況，借鑒國外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，提出了符合國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)加工的EGW焊接解決方案，并選用不同交貨狀態(tài)的厚板高強(qiáng)度鋼進(jìn)行了焊接工藝試驗(yàn)研究，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對雙絲EGW工藝存在的主要問題進(jìn)行了分析，提出了焊接工藝解決焊接HAZ韌性下降的關(guān)鍵措施，為大幅度提高厚板焊接生產(chǎn)效率提供了切實(shí)有效的新途徑。早在20世紀(jì)70年代，國外就開始研究儲罐全位置自動焊技術(shù)，前蘇聯(lián)、德國、日本和美國等較早將自動焊技術(shù)應(yīng)用于儲罐制造業(yè)[7]。最初工程應(yīng)用中主要采用埋弧自動焊對球罐局部位置進(jìn)行焊接。由于埋弧自動焊受到了位置限制，很難滿足焊接要求。后來，日本在1977年建造2500m3大型儲罐時(shí)，其縱縫采用了脈沖氣體保護(hù)焊。隨后在1984年，日本三菱重工在建造15臺2.5萬m3儲罐時(shí)，采取不同形式的坡1：3和以MIG焊接工藝為主的自動焊和半自動焊，自動焊比率超過了90%[8]，工作效率大大提高。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，儲罐的自動化焊接程度也得到了較快的發(fā)展。目前，美國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家在儲罐全位置自動焊中相繼應(yīng)用了藥芯焊絲自保護(hù)焊及MIG焊等方法，并開發(fā)了一系列儲罐自動焊接設(shè)備和相應(yīng)的自動焊材，以適應(yīng)儲罐高參數(shù)和多品種的發(fā)展要求。我國大型儲罐的現(xiàn)場自動焊接試驗(yàn)研究起始于20世紀(jì)80年代，到20世紀(jì)90年代自動焊接技術(shù)開始逐漸應(yīng)用于儲罐的建造中。中石化總公司第三建設(shè)公司自1993年開始應(yīng)用自保焊和氣保焊工藝在球殼的縱縫、環(huán)縫、仰焊位置進(jìn)行自動化焊接試驗(yàn)研究，1993年底正式在儲罐制造中采用自動焊接技術(shù)，至1997年共完成13臺1000-4000m3儲罐的焊接，開創(chuàng)了國內(nèi)大型儲罐現(xiàn)場全位置焊接技術(shù)的良好局面[9]。江蘇油田采用自動焊技術(shù)現(xiàn)場施焊建造的2000m3儲罐取得了較好的效果，環(huán)縫焊采用細(xì)絲埋弧自動焊焊，縱縫采用氣體保護(hù)焊，因此研究C02氣體保護(hù)自動焊接技術(shù)對儲罐建造的發(fā)展有重大的理論意義和實(shí)際意義。眾所周知，氣體保護(hù)焊又可以分為鎢極氣體保護(hù)焊（GTAW）和熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）兩種。其中熔化極C02氣體保護(hù)焊早在20世紀(jì)70年代末期就開始應(yīng)用于大型金屬油罐的焊接，最初主要應(yīng)用在角焊縫上。近年來，國內(nèi)一些施工單位將C02半自動焊應(yīng)用到油罐的罐底板、壁板、罐頂板、浮頂和附件等部位的焊接施工中，也取得了較好效果。氣體保護(hù)焊按自動化實(shí)現(xiàn)程度又可分為[10]：（1）C02半自動焊C02半自動焊因采用實(shí)芯焊絲，成本較低，其焊接效率較焊條電弧焊高，如采用藥芯焊絲，焊接效率還可進(jìn)一步提高。但C02氣體保護(hù)焊對風(fēng)非常敏感，野外使用時(shí)，焊接區(qū)域需增加防風(fēng)設(shè)施。此外，C02半自動焊焊縫易出現(xiàn)氣孔等微小缺陷，由于是手工操作，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定性較差，使它的使用推廣受到限制。（2）C02氣體保護(hù)自動焊對于采用倒裝法安裝的小型拱頂金屬油罐，由于壁板較薄，C02氣電立焊難以發(fā)揮縱縫焊接優(yōu)勢。近年來，國內(nèi)一些施工單位嘗試采用C02氣體保護(hù)自動焊進(jìn)行拱頂金屬油罐中薄板縱縫的焊接。C02氣體保護(hù)自動焊與焊條電弧焊相比，可提高工效2倍左右，但使用成本較焊條電弧焊高[11]。C02氣體保護(hù)自動立焊機(jī)由焊接電源、自動送絲機(jī)、焊接小車及軌道、供氣系統(tǒng)和行走機(jī)架等部分組成。各部分合理集成于焊接機(jī)架上，將機(jī)架進(jìn)行整體封閉防風(fēng)，構(gòu)成操作室（如圖2所示）[12]。其核心部分是行走機(jī)構(gòu)和焊槍擺動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。焊槍姿態(tài)可在立式儲罐的環(huán)向、軸向、徑向上調(diào)整。擺動機(jī)構(gòu)可使焊槍按直線形、鋸齒形、梯形、矩形等波形擺動，通過對其參數(shù)調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)各種擺動方式，以滿足焊接工藝的要求。圖2立焊機(jī)操作室示意圖由于對焊縫的質(zhì)量及生產(chǎn)建設(shè)周期要求的提高，國內(nèi)外對儲罐焊接自動化的研究表現(xiàn)出了極大的熱情，研究主要集中在兩個方面，一是各種焊接方法的試探，另一個是通過理論模擬來直接指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。在焊接方法方面，首先是AAK等人采用激光傳感器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)焊接的自動化，結(jié)構(gòu)圖如圖3所示[13]。圖3焊接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖通過該裝置，焊道可實(shí)現(xiàn)曲線形狀，從而實(shí)現(xiàn)了焊接的自動化程序化。王正濤等人計(jì)了一種立式儲罐倒裝施工用自動跟蹤式橫焊縫自動焊接裝置。該裝置由焊接操作與電源系統(tǒng)、焊接行走機(jī)架與控制系統(tǒng)和焊縫自動跟蹤系統(tǒng)等組成，結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，不僅能夠進(jìn)行儲罐罐壁橫焊縫的埋弧自動焊，還可以進(jìn)行氣體保護(hù)焊，具有良好的防風(fēng)功能，焊接過程實(shí)現(xiàn)了焊縫自動跟蹤，跟蹤精度達(dá)到±0.5mm。具有成本低、操作方便、焊接質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)[14]。圖4焊接跟蹤裝置整體布置圖Tsunetomi等人詳細(xì)闡述了MIG和MAG在氣體保護(hù)焊中的焊接速率及發(fā)展歷程。MIG和MAG焊的焊接過程如圖5所示。從圖中可以看出氣體保護(hù)在焊接的過程中起著重要的作用[15]。圖5MIG／MAG焊接過程中各種影響因素[1]丁慶豐,胡因洪,杜明,等.大型原油儲罐用12MnNiVR鋼板的焊接性能分析[J].武鋼技術(shù),2012(02):24-26+62.[2]張建國.12MnNiVR鋼氣電立焊焊接裂紋的預(yù)防及處理措施[J].安裝,2012,04(4):45-45.[3]王剛,張蔭弟.大型貯油罐氣電立焊焊接工藝的研究[J].焊接技術(shù),1996,000(003):12-13.[4]韓國祥.100000m3原油儲罐中12MnNiVR板的焊接工藝[C]//2009年中國石油煉制技術(shù)大會.0.[5]李玲,李慶標(biāo).貯罐立焊機(jī)的焊接工藝調(diào)試及應(yīng)用[J].化工施工技術(shù),1994,05:32-35.[6]陳強(qiáng),孫洪業(yè),姬宏偉.石油儲罐焊接中的自動焊工藝技術(shù)研究[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),2019,000(028):143.[7]張國銀.大型灌體自動焊技術(shù)的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材,2020,No.166(12):193-194.[8]張海其.在大型儲罐建設(shè)中焊接自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(09):84-84.[9]侯振波.探究大型儲罐干式正裝及自動焊焊接技術(shù)的施工工藝[C]//科技與企業(yè)——企業(yè)科技創(chuàng)新與管理學(xué)術(shù)研討會論文集(上).0.[10]王正濤,王佳,閆峻.在大型儲罐建設(shè)中焊接自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].全文版:工程技術(shù),2016.[11]劉洋.大型儲罐焊接工藝與措施的探究[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2013,000(033):1-4.[12]閆春航,朱洪亮,公言新,等.全自動焊工藝研究[J].新疆化工,2007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