Процесс сварки трубопроката: варианты присадочных металлов для повышения производительности и качества

22.07.2024

При сварке труб сварщику необходимо определить, какие виды проволоки могут обеспечить наиболее подходящие результаты для каждого сварочного прохода — корневого, заполняющего и облицовочного — и быть уверенным в том, что выбиран присадочный металл самого высокого качества.

Как и любое другое применение сварки, технологические трубопроводы имеют свои собственные уникальные требования и проблемы.

Сварщики должны придерживаться строгих правил при работе, а также принимать меры предосторожности, чтобы избежать потенциальных дефектов, таких как непровар, пористость или другие дефекты сварки, которые могут поставить под угрозу целостность готового сварного шва.

Сварка с использованием проволоки

В качестве средства получения конкурентного преимущества некоторые сварщики решили отойти от процессов сварки металлическим электродом в защитной среде (SMAW) или сварки вольфрамовым электродом в защитном газе (GTAW), распространенных в этой отрасли, и перейти на процессы с использованием проволоки.

Передовые технологии, такие как модифицированная сварка GMAW с коротким замыканием или импульсная газовая сварка металлическим электродом в защитной среде (GMAW-P), а также обычная GMAW и дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW), могут помочь ускорить производство, облегчить обучение и позволят производить высококачественные сварные швы в технологическом трубопрокате.

Варианты материалов и присадочных металлов

Материал, используемый для производства трубопроката, в основном представляет собой углеродистую сталь, трубы производятся диаметром от 4 до 36 дюймов. Наиболее распространенные диаметры, свариваемые полуавтоматическим способом, составляют 18 дюймов или меньше. В качестве меры повышения производительности большинство операторов сваривают трубу в положении 1GR, когда это возможно, — горизонтальном положении, в котором труба поворачивается на роликах.

Три основных варианта присадочной металлической проволоки для этого применения — сплошная проволока; газозащитная, флюсовая проволока, и металлическая проволока. Каждая из них имеет уникальные особенности, преимущества и ограничения. Эти факторы необходимо тщательно взвесить, чтобы определить наилучший вариант для работы. Ниже приведены особенности материалов, которые помогут принять решение.

Сплошная проволока

Будучи стандартом в сварочной отрасли на протяжении многих лет, сплошная проволока хорошо известна многим сварщикам технологических трубопроводов. Как следует из ее названия, сплошная проволока является сплошной на всем протяжении и, таким образом, проводит ток через площадь поперечного сечения.

Она обеспечивает хорошую эффективность осаждения (большее количество присадочного металла попадает в сварной шов) по сравнению с электродами SMAW, а также обеспечивает низкий уровень водорода, что помогает минимизировать вероятность образования трещин.

Сплошная проволока может использоваться для сварки корневых проходов на технологической трубе в сочетании с обычным GMAW или модифицированным процессом GMAW с коротким замыканием.

Последний процесс облегчает поддержание постоянной длины дуги, а также поддержание спокойной и стабильной сварочной ванны. Эта комбинация помогает минимизировать вероятность брака.

Она также может повысить производительность. Сварщики иногда могут пропустить горячий проход при использовании этой проволоки/процесса, поскольку он наносит более толстый корневой проход, чем SMAW или GTAW.

В сочетании с процессом GMAW-P сплошная проволока также может использоваться для сварки заполняющих и закрывающих проходов на технологических трубопроводах.

Сочетание обеспечивает однородный вид сварного шва и помогает уменьшить разбрызгивание, чтобы минимизировать очистку после сварки. Это также позволяет сварщикам удерживать трубу в нужном положении, если ее поворот не является возможным, поскольку такое сочетание позволяет выполнять сварку во всех положениях.

Многие сварщики считают использование сплошной проволоки особенно выгодным, поскольку это позволяет им выполнять сварку от корня до верхней части шва одной проволокой и одним защитным газом, устраняя необходимость в замене проволоки.

При выборе сплошной проволоки важно искать продукт, который имеет постоянный диаметр, внешнее покрытие и смазку; также важно, чтобы эта проволока имела гладкую поверхность. Это помогает обеспечить равномерную подачу проволоки и предотвратить накопление в подкладке, которое может привести к простоям для устранения проблем с подачей.

Газозащитная порошковая проволока: вариант для завершения работы

Некоторые процессы для сварки трубопроката требуют корневого прохода SMAW или GTAW вместо сварки проволокой. Тем не менее, существует процесс присадочного металла/проволоки, который может быть использован для повышения производительности на заполняющих и покрывающих проходах — газозащитная, флюсовая проволока в сочетании с процессом переноса струйным методом GMAW.

Эти проволоки трубчатые и имеют флюс внутри проволоки, который затвердевает быстрее, чем расплавленный материал сварки, в результате чего образуется «полка», которая способна удерживать расплавленную ванну при сварке в нужном положении или даже вертикально. Газозащитная, флюсовая проволока также доступна в широком спектре сплавов.

Эти проволоки соответствуют промышленным механическим свойствам, включая высокую прочность и высокие ударные показатели, а также хорошее сплавление боковой стенки, что помогает снизить вероятность дефектов сварки.

Они также относительно просты в использовании для операторов, что делает их хорошим выбором для менее опытных сварщиков. Эти проволоки обеспечивают отличные скорости наплавки — возможно, даже выше, чем комбинация сплошной проволоки/GMAW-P — для повышения производительности.

Поскольку газозащитная порошковая проволока образует шлак, ее необходимо очищать между проходами и после завершения окончательной сварки, а также удалять шлак — факторы, которые необходимо взвесить с учетом повышения производительности, обеспечиваемого этими присадочными металлами.

Металлопорошковая проволока: альтернативный присадочный металл

Металлопорошковая проволока — еще один вариант для сварки корневого, заполняющего и покрывающего проходов на технологической трубе. Как и сплошная проволока, эта проволока может использоваться с модифицированным процессом GMAW с коротким замыканием для сварки корневого прохода и с GMAW-P для заполняющего и покрывающего проходов, что снова позволяет сварщикам стандартизировать одну проволоку и газ для всего применения.

Также подобно сплошной проволоке, металлопорошковая проволока (при использовании в сочетании с этими процессами сварки) обеспечивает стабильную дугу; низкое разбрызгивание; и спокойную, легко контролируемую сварочную ванну. В некоторых случаях эта проволока доступна в более широком ассортименте сплавов, чем сплошная проволока.

Металлопорошковые провода состоят из полой металлической оболочки, заполненной металлическими порошками, сплавами и стабилизаторами дуги. Благодаря структуре этих проводов ток проходит через внешнюю оболочку, образуя более широкую дугу (по сравнению со сплошными проводами), что в свою очередь обеспечивает более широкий профиль проникновения.

Эти проволоки отлично подходят для сварки заполняющих и покрывающих проходов в прокатном положении 1G. Они обеспечивают высокую скорость наплавки, аналогичную порошковой проволоке, но с меньшим видимым дымом.

Металлопорошковая проволока не образует шлака, что устраняет любые опасения по поводу захвата шлака и сокращает межпроходную и послесварочную очистку. После сварки могут появляться некоторые кремниевые островки, для очистки которых может потребоваться очистка щеткой.

Рассказать друзьям:

Комментарии

Пока нет комментариев