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激光混合焊管线技术分析

导读: 多年以来,成熟的电弧焊工艺已被应用于焊接石油和天然气管线的大型管道,范围从使用焊条的手动电弧焊到使用熔化极活性气体保护(Metal Active Gas , MAG)工艺的轨道焊接机。

  多年以来,成熟的电弧焊工艺已被应用于焊接石油和天然气管线的大型管道,范围从使用焊条的手动电弧焊到使用熔化极活性气体保护(Metal Active Gas , MAG)工艺的轨道焊接机。如果管线长度和地面空间允许,则同时使用多台轨道焊接机,每个工作站设计成可焊接一条或两条焊道,然后被放置到下一管道接头处,再产生类同的焊缝。此类综合生产通常依赖于每台设备配备几个焊接头,因此代表着一流的设备和焊接。但是,采用这种方法时,人员和设备工程的开支太高。

  该领域不断进步的同时,也存在一些问题,因为电弧焊工艺已经在焊接效应和焊接速度方面达到其物理极限,因此,优化电弧焊接技术不太可能大幅度提高焊接性能。

  必须在以下方面发展焊接工艺,以提高性能:

  ● 减少焊道数量,且缝隙质量恒定、不断提高。

  ● 减少焊接工作站数量,以降低设备和人员开支。

  激光-气体保护金属极电弧(Gas Metal Arc, GMA)混合焊的应用是未来一种有前景的技术。

管材焊接

图1 管材焊接

  在激光GMA混合焊中,组合了两种工艺,因此激光束和电弧在共用熔池中产生作用。结果并不只是增加能量和熔填金属,而是组合了协作效应并加强了单种工艺的优点。因此,混合焊形成的焊接点特征中,其深度与激光焊接相似,但是间隙桥接能力大幅提高。

  对于薄板领域,可以达到极高的焊接速度,部分区域是GMA焊接速度的多倍。对于更厚的板,优点并不仅仅表现在焊接速度,而是有可能通过单焊道焊层降低焊层,通常不需要额外准备接头。使用GMA激光混合焊时,8毫米板焊缝的典型形态如图1所示。

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