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摘要
在大壁厚钢管的生产中，板材必须连续进入轧辊，在每块板材进行焊接时大约有两分钟的储带时间，必须在这段时间内完成接带，板材宽度为800~1500mm，管壁厚在8~20mm，传统工艺一般采用二氧化碳气体保护焊进行连接，但这种焊接方法只能焊接10mm厚度以下的钢板，对于厚度大于10mm的钢板，无法在限定时间内一次焊成，针对这种情况，采用德国克鲁斯TANDEM高速高效焊接设备,进行了双丝MAG快速对接大厚度金属板材的试验，取得了满意的试验结果。
关键词：TANDEM 双丝焊 MAG 接带 制管
1 实验材料及方法
1.1 试验设备
本试验采用德国CLOOS公司TANDEM双丝焊接系统。
TANDEM双丝焊系统由两台焊机、两台送丝机及一把焊枪等组成，可与自动化专机或焊接机器人配套使用。两个送丝机通过两根送丝管分别将两根焊丝送进焊枪中两个独立的导电嘴，在双电弧中被熔化，形成一个熔池。TANDEM双丝焊系统组成如图1所示。
图1：Tandem焊接工艺原理
两台焊机通过特殊的装置进行通讯，保证两个电弧之间互不干扰，两根焊丝可使用不同的脉冲频率组合的脉冲电弧进行焊接，见图2。
A）同频率同相位的
B）同频率相位差180度
C）不同频率任意相位
图2 Tandem焊接的脉冲波形的几种不同组合
TANDEM双丝焊的工艺特点：
1、高性能数字化双脉冲焊机，100%暂载率时的焊接电流1000A，脉冲电流1500A；
2、6英寸LCD显示，可编程，连接PC机、打印机；
3、每根焊丝的规范参数可单独设定，质材、直径可不同；
4、每根焊丝的送丝速度可达30m/min；
5、大大提高熔敷效率和焊接速度；
6、在熔敷效率增加时，保持较低的热输入,焊接变形小；
7、电弧稳定，熔滴过渡受控,飞溅小。
1.2 试验材料
试板为A3钢板，厚度为8mm 、10mm 、16mm、 20mm，焊缝形式如图3。试件尺寸为1000mmX160mm，I型坡口，间隙在1~3 mm。
图3
焊丝采用焊丝G B ER50-6（AWS ER70S-6）焊丝，直径为Φ1.2 、Φ1.6mm。
保护气采用混合气体（20％CO2＋80％Ar）。
背面采用陶瓷衬垫强制成型。
2 试验要求
根据实际使用要求，对焊缝有如下要求：
2.1 焊缝应一次性焊透成型。
2.2 焊缝堆高应低于母材1--2mm。
2.3 焊缝抗拉强度不应低于母材，以保证在牵引及卷板成型时焊缝处不开裂。
2.4 较高的焊速： 20mm板的焊接，焊速不应低于100cm/min
16mm板的焊接，焊速不应低于150cm/min
12mm板的焊接，焊速不应低于200cm/min
3 试验过程
为达到以上要求，我们设计了如下焊接工艺：
3.1 采用I型坡口的板材以达到提高焊接效率的目的。
3.2 在高速焊情况下为控制焊缝成型和铁水的流动，采用陶瓷衬垫。
3.3 焊接参数的选择
试验所采用焊接工艺参数见表1。
表1 焊接工艺参数
典型焊接电流波形如图4所示。 |
