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ISSN: 2321 - 6212
收到的日期:2017年8月1日;接受日期:2017年10月24日;发布日期:2017年10月30日
版权:©2017 Sohail等。这是一个开放的文章下分布式知识共享归属许可条款,允许无限制的使用、分配、和繁殖在任何媒介,被认为提供了原作者和来源。
DOI: 10.4172 / 2321 - 6212.1000201
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在这项研究中,钨极惰性气体保护电弧焊的影响参数,如脉冲重复频率,脉冲频率、弧旅行速度和送丝速度对SS 304 l的环缝焊接性能实验研究。ER 308 l填充焊丝用于加强焊缝。管道被使用轨道焊机焊接。样品是由不同的上述参数。拉伸、弯曲、硬度测试进行检查机械性能。是检查样品在90脉冲焊接电流测深仪有抗拉强度605 MPa,基地160 HB的硬度,热影响区114 HB, weld99 HB。
轨道TIG焊接、拉伸试验、弯曲试验
奥氏体不锈钢是最广泛使用的钢的工业设备的制造,因为合适的成形性和可焊性的性质。焊接过程是一个非常多才多艺的过程用于金属的加入。因此,它已经从很长一段时间尝试优化各种焊接过程实现更高质量的焊缝,关节保持安全。许多行业,如石油化工、化工、特别是核工业需要更高的结构完整性甚至不允许泄漏主要管道和容器。因此,有必要关节防漏和强大到足以确保系统的安全工作。
自动轨道钨电极惰性气体保护焊(GTAW)是用于各种行业的最大泄漏完整性、高性能、或ultra-cleanliness是至关重要的(1]。自动焊接电源控制焊接过程的许多方面。系统控制各种设置,如旅行速度,弧形缺口,电流控制,气体流量,通过电子和机械设备2]。因此,焊接缺陷的几率是高度降低,这样一个系统使焊机焊缝只关注进度(3]。它只需要流程的开始和完成的自动焊接。结果是一个更精简的过程,提高生产力,焊接一致性和质量。
Gadewar et al。4]调查GTA焊接工艺参数的影响像焊接电流、气体流量、珠几何上的工件厚度符合美国钢铁协会的304 l。发现工作中的工艺参数被认为是影响机械性能很大程度上。Raveendra et al。5对脉冲进行实验工作和Non-pulsed不锈钢钨极惰性气体保护电弧焊钢表(SS304)。他们进行了焊件实验3毫米厚片SS304 non-pulsed电流和脉冲电流在不同频率的3赫兹,5赫兹和10赫兹。硬度试验、拉伸试验和微观结构分析的影响上述参数对焊接装配的特点。
艾哈迈德·哈立德Hussain et al。6]研究了焊接速度对焊接接头的抗拉强度钨极惰性气体保护电弧焊过程。发现穿透深度的增加减少斜单V对接和高度较低的焊接速度抗拉强度高。屈服强度、抗拉强度、硬度和冲击能量的值304 l和316 l不锈钢GTAW焊接的高于GMAW的焊接。
不锈钢管道的SS304L材料已经选择调查的影响钨电极惰性气体保护焊参数对焊缝的属性材料。不锈钢304 l级是最多才多艺的钢和广泛应用化学行业和食品加工行业因其良好的强度和优良的耐腐蚀性能(表1)。
表1。材料的成分。
| 材料 | C % | 如果% | Mn % | P % | S % | Cr % | 倪% | N % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 304升 | 0.027 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 18.2 | 10 | 0.1 |
| 308升 | 0.025 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 20. | 10.2 | 0.1 |
Orbimatic 300 CA轨道选择钨极惰性气体保护电弧焊机焊接管道不同参数的变化。这台机器有一个很好的控制系统,控制焊接参数和焊接过程。TP250焊头模型使用。钨极惰性气体保护电弧焊参数影响焊缝的质量即脉冲电流、脉冲电流频率、电弧旅行速度和送丝速度选择焊接样品。
SS304LØ2管道”,安排40被选在这项研究中,每个管的厚度减少到2毫米为焊缝加工。样品是由不同的上述参数。喂线使用0.8毫米直径,因为送丝系统的局限性安装在焊接头TP250用于焊接。钨电极的2.4毫米和氩气作为保护气体。单身人士通过焊接完成。编程中使用的可编程的机器参数,圆周焊缝不是分为行业典型轨道焊接和参数保持不变在联合的周长。
总共13个样本让我们为每个变量有三个样品+ 1样本在所有四组样本。参数的样本表2。焊后的样本,标本的尺寸根据标准ASTM A370准备(7]。根据E8标准拉伸试样准备(8)和弯曲试验标本根据E190标准(9]。一个试样拉伸试验,两个标本进行弯曲试验和一个带硬度试验。所有尺寸在毫米。弯曲试样的尺寸200×19×2。喂线使用0.8毫米直径,因为送丝系统的局限性安装在焊接头TP250用于焊接。1000年帕计算机控制电液伺服万能试验机用于拉伸试验和弯曲试验。三分导向弯曲试验进行了使用芯棒直径12毫米。两根和表面弯曲测试进行检查焊接接头的韧性和稳定性定性。
表2。参数的样本。
| 样品没有。 | 脉冲电流 | 脉冲频率 | 旅行速度(毫米/分钟) | 惠普送丝(毫米/分钟) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ip(一个) | Ib (A) | (赫兹) | 惠普的速度 | LP速度 | ||
| 1 | 60 | 30. | 2.5 | One hundred. | One hundred. | 330年 |
| 2 | 70年 | 30. | 2.5 | One hundred. | One hundred. | 330年 |
| 3 | 80年 | 40 | 2.5 | One hundred. | One hundred. | 330年 |
| 4 | 90年 | 45 | 2.5 | One hundred. | One hundred. | 330年 |
| 5 | 70年 | 30. | 2 | One hundred. | One hundred. | 330年 |
| 6 | 70年 | 30. | 3.33 | One hundred. | One hundred. | 330年 |
| 7 | 70年 | 30. | 5 | One hundred. | One hundred. | 330年 |
| 8 | 70年 | 30. | 2.5 | 80年 | 80年 | 330年 |
| 9 | 70年 | 30. | 2.5 | 90年 | 90年 | 330年 |
| 10 | 70年 | 30. | 2.5 | 110年 | 110年 | 330年 |
| 11 | 70年 | 30. | 2.5 | One hundred. | One hundred. | 280年 |
| 12 | 70年 | 30. | 2.5 | One hundred. | One hundred. | 380年 |
| 13 | 70年 | 30. | 2.5 | One hundred. | One hundred. | 430年 |
通过使用Equotip硬度测量。实际措施里氏值,然后将测量值转换为等价的罗克韦尔(HRB、HRC)和布氏硬度(HB)。里氏价值被定义为几千次反弹速度比硬度计压头速度的影响。反弹速度是由材料的硬度测试。更高的硬度材料将柔和的反弹速度和硬度计压头的材料我们将有小反弹速度。
机械测试结果
拉伸试验是进行所有样本。拉伸试验的结果进行了比较和不同参数的影响强度和延性是检查。据报道,极限抗拉强度的SS 304 l加入了钨极惰性气体保护电弧焊是509 MPa,屈服强度312 MPa伸长40%。这一研究获得的抗拉强度的值远高于先前的研究但伸长低得多。
拉伸试验结果的样品焊接脉冲电流变化了表3和压力曲线中可以看到图1。联合的第四个样品在90年被证明是比基材为骨折发生在热影响区。前三个样品未焊透,因为关节较弱和最后的样本完全渗透。样品的抗拉强度在80年最高,但即便如此,骨折发生在焊缝。结果表明,联合低于基材。
表3。拉伸试验样品由脉冲电流变化的结果。
| 高脉冲电流(A) | σy (MPa) | σu (MPa) | e (%) |
|---|---|---|---|
| 60 | 190年 | 270年 | 0.8 |
| 70年 | 375年 | 640年 | 3.5 |
| 80年 | 435年 | 690年 | 10 |
| 90年 | 360年 | 605年 | 11 |
图1:拉伸试验样品由脉冲电流变化的结果。
拉伸试验结果和曲线焊接在不同频率得到样品表4和图2分别。样品抗拉强度焊接在2.5赫兹的频率是最高的在所有四个样品。样品焊接5赫兹频率是最弱的。通过对比%伸长,样品在3.33赫兹有更多的塑料行为和最高%伸长。它是因为通过增加频率的脉冲电流,热输入单位周期脉冲电流减少从而减少焊透。
表4。拉伸试验样品由脉冲频率变化的结果。
| 频率(一个) | 屈服强度(MPa) | 极限抗拉强度(MPa) | %伸长 |
|---|---|---|---|
| 2 | 295年 | 500年 | 10 |
| 2.5 | 375年 | 640年 | 3.5 |
| 3.33 | 325年 | 545年 | 18.7 |
| 5 | 170年 | 310年 | 1.18 |
图2:拉伸试验样品由脉冲频率变化的曲线。
拉伸试验结果和曲线的样品在不同的电弧焊接速度都在旅行表5和描述图3分别。样品的抗拉强度在100毫米/分钟最高但其曲线显示较小的塑性变形区域。样品在80毫米/分钟有很好的抗拉强度和%伸长。样品在110毫米/分钟有更高的%比所有的四个样品伸长,但它的力量是少样本90毫米/分钟的行为显示偏离预期的行为。只有一个样品在80毫米/分钟电弧焊接旅行速度在热影响区断裂,其他三个样品在焊缝断裂。
表5所示。拉伸试验结果的样本由弧旅行的变化速度。
| 弧旅行速度(毫米/分钟) | 屈服强度(MPa) | 极限抗拉强度(MPa) | %伸长 |
|---|---|---|---|
| 80年 | 350年 | 590年 | 19.1 |
| 90年 | 315年 | 445年 | 4.1 |
| One hundred. | 375年 | 640年 | 3.5 |
| 110年 | 285年 | 475年 | 20. |
图3:拉伸曲线的样品由弧旅行的变化速度。
拉伸试验结果和曲线焊接样品在不同送丝速度给定表6并在图4分别。从图中,可以观察到,首先通过增加从280到330毫米/分钟,送丝抗拉强度增加,但通过进一步增加送丝速度,焊接试样的抗拉强度开始下降。正是由于原因,增加送丝速度要求高电流保持渗透不变但如果送丝速度增加不增加电流,接头强度可能会增加在一定程度上没有很大的影响渗透。与送丝速度的进一步提高以及减少渗透或不恰当的融合线,接头的强度降低。
表6所示。拉伸试验结果的样本由送丝速度的变化。
| 送丝速度(毫米/分钟) | 屈服强度(MPa) | 极限抗拉强度(MPa) | %伸长 |
|---|---|---|---|
| 280年 | 390年 | 595年 | 4.3 |
| 330年 | 375年 | 650年 | 3.5 |
| 380年 | 535年 | 575年 | 3.9 |
| 430年 | 440年 | 530年 | 4 |
图4:拉伸曲线的样品由送丝速度的变化。
这是发现贱金属硬度值高于热影响区和焊缝。硬度测量的最大值是160 HB的基地,在焊接热影响区和99 HB 114 HB。图5表明,贱金属的硬度如何,热影响区和焊缝随变异脉冲电流。70 HB值的所有三个地区有最大值,但变化很小。焊缝硬度最低,最高的贱金属。硬度结果中描述了频率变化图6。最大硬度测量样品在2.5赫兹的频率。
图5:脉冲电流变化对硬度的变化的影响。
图6:图形表示的频率对硬度的影响。
硬度结果弧旅行速度变化所示图7。在这种情况下基本金属的硬度高于热影响区和焊缝。电弧旅行速度100毫米/分钟所有的三个区域基础金属、热影响区和焊缝具有较高的硬度值。焊接区域的硬度变化与电弧的变化至少旅行速度。
图7:图示的弧旅行速度对硬度的变化的影响。
图8显示趋势的硬度随沉积速率增加。在这种情况下,贱金属硬度值最高。从图可以看出,硬度与送丝速度线性增加。所有区域的硬度最小为280毫米/分钟的送丝速度(表7)。
图8:图示的送丝速度变化对硬度的影响。
表7所示。弯曲试验的结果。
| 变量 | 表面弯曲试验 | 根弯曲试验 |
|---|---|---|
| 脉冲电流60 | 通过 | 失败的 |
| 70年,一个 | 通过 | 失败的 |
| 80年,一个 | 通过 | 失败的 |
| 90年,一个 | 通过 | 通过了 |
| 脉冲频率2赫兹 | 通过 | 通过了 |
| 2.5赫兹 | 通过 | 失败的 |
| 3.33赫兹 | 通过 | 失败的 |
| 5赫兹 | 通过 | 失败的 |
| 弧旅行速度80毫米/分钟 | 通过 | 通过了 |
| 90毫米/分钟 | 通过 | 通过了 |
| 100毫米/分钟 | 通过 | 失败的 |
| 110毫米/分钟 | 通过 | 失败的 |
| 送丝速度280毫米/分钟 | 通过 | 通过了 |
| 330毫米/分钟 | 通过 | 失败的 |
| 380毫米/分钟 | 通过 | 通过了 |
| 430毫米/分钟 | 通过 | 失败的 |
所有的样品没有根弯曲试验在焊缝开裂。样品在60几乎完全破解。所有这些裂缝是由于缺乏渗透。
抗拉强度与稳健的联合增加了增加脉冲电流。关节最大强度为2.5赫兹的频率。力量和稳健的关节最大弧旅行80毫米/分钟的速度,但是做焊接接头所花费的时间增加了。送丝速度增加而不增加电流减少关节的力量。各种参数变化对硬度没有显著的影响。
