江山父老能容我渠牲,不使人間造孽錢频祝,大家好近忙,歡迎來到焊接基礎(chǔ)知識(shí)專題系列講座竭业,今天給大家分享的內(nèi)容是焊接技術(shù)在工程領(lǐng)域的成就。閑話少說及舍,上硬菜未辆!
現(xiàn)在世界上從外層空間到深海水域,從一百萬噸的大油輪到集成電路引線锯玛,焊接都是最主要的工藝咐柜,下面介紹一些近年來焊接技術(shù)應(yīng)用于工程領(lǐng)域的典型成就。
1)三峽水利樞紐工程
舉世矚目的三峽工程建成于2009年攘残,是西電東送工程的重要組成部分拙友,三峽工程水電站總裝機(jī)容量18200MW(1MW相當(dāng)于同時(shí)使用1000臺(tái)空調(diào)的電功率),是目前世界上最大的水電站歼郭。水電站28臺(tái)七十萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組遗契,采用的是全焊結(jié)構(gòu)。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑10.7m病曾,高5.4m牍蜂,重達(dá)440t,七十萬千瓦水輪機(jī)為世界最大泰涂,最重的不銹鋼焊接轉(zhuǎn)輪鲫竞,每個(gè)轉(zhuǎn)輪消耗12t焊絲。水電站電機(jī)定子座直徑22m逼蒙,高6m从绘,重832t,是我國焊接的最大鋼結(jié)構(gòu)機(jī)座是牢;蝸殼進(jìn)水口直徑12.4m僵井,總重750t,為世界最大驳棱、最重的焊接蝸殼批什。
水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)輪材料為410NiMo馬氏體不銹鑄鋼(其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%Cr、4%Ni蹈胡、0.5%Mo)渊季,焊接用于轉(zhuǎn)子部件的組裝和鑄造缺陷的修補(bǔ)。主要焊接方法是焊條電弧焊及雙絲埋弧自動(dòng)焊罚渐,焊絲有實(shí)心及金屬粉芯兩種却汉,每個(gè)轉(zhuǎn)子的組裝需焊接材料7-10t。對(duì)焊接接頭的性能要求是:0℃最低沖擊吸收功50J(熱處理態(tài))荷并;熱處理后接頭最低屈服強(qiáng)度550MPa合砂,抗拉強(qiáng)度760MPa(1Mpa相當(dāng)于10公斤)。另外源织,金屬結(jié)構(gòu)的焊接工作量也很大翩伪,光各種閘門就有282扇微猖,閘門長度在40-60m,焊接變形不得超過5-10mm缘屹。
2)西氣東輸工程
天然氣西氣東輸?shù)墓艿拦こ塘莅孕陆锬灸希晌飨驏|經(jīng)新疆轻姿、寧夏犁珠、山西、河南互亮、安徽犁享、江蘇,終點(diǎn)到上海市豹休,全長4200公里炊昆。它是中國境內(nèi)第一條達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)的大口徑、高壓力威根、長距離輸氣管道凤巨。通過技術(shù)攻關(guān)和高新技術(shù)的應(yīng)用,西氣東輸工程從管材及制管医窿、焊接磅甩、內(nèi)涂覆炊林、壓縮機(jī)增壓系統(tǒng)優(yōu)化姥卢、自動(dòng)化控制到流量計(jì)量和焊接的無損檢測(cè)技術(shù)等方面取得了突破性進(jìn)展。其中管道在廠房里面的制造及野外安裝焊接都是重要的工藝渣聚。
西氣東輸工程管道直徑為1016mm独榴,壁厚14.6-26.2mm,X70級(jí)管線鋼奕枝,其中螺旋埋弧焊管約占80%棺榔,其余為直縫埋弧焊管,管線鋼用量170萬t隘道。在西氣東輸工程中症歇,由于鋼的強(qiáng)度等級(jí)較高,管徑和板厚較大谭梗,管線建設(shè)中應(yīng)以自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊為主忘晤,焊條電弧焊為輔。技術(shù)關(guān)鍵是管道對(duì)口根焊道的焊接成型激捏。自動(dòng)焊主要涉及熔化極氣體保護(hù)焊设塔、自保護(hù)藥芯焊絲保護(hù)焊。焊條電弧焊主要為纖維素焊條下向焊和低氫焊條上向焊远舅。在大直徑后壁管道施工中闰蛔,自動(dòng)焊的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的痕钢,也是當(dāng)今世界上大直徑管道焊接施工的主流,但需要內(nèi)對(duì)口機(jī)序六、管端坡口整形機(jī)等配套機(jī)具任连。
3)航空航天
2003年1月16日我國自行設(shè)計(jì)和研制的“神州4號(hào)”飛船發(fā)射,以及2011年11月3日凌晨1時(shí)36分“神州8號(hào)”飛船和“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施交會(huì)對(duì)接形成組合體例诀,中國由此成為世界上第三個(gè)掌握空間交會(huì)對(duì)接的國家课梳。其中,焊接技術(shù)在我國的航天事業(yè)發(fā)展中起到非常重要的作用余佃。
“天宮一號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙采用整體壁板結(jié)構(gòu)暮刃,不同于以往的蒙皮加筋結(jié)構(gòu),保證壁板的加工爆土、成型椭懊、特別是焊接精度,進(jìn)而保證艙體結(jié)構(gòu)精度及各設(shè)備安裝接口的位置精度步势,是產(chǎn)品研制過程中的難點(diǎn)之一氧猬。為了消除材料內(nèi)應(yīng)力及機(jī)械加工應(yīng)力,特別是殘余應(yīng)力坏瘩,采取了振動(dòng)時(shí)效技術(shù)盅抚,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的在線去應(yīng)力,壁板零件在加工中的形變得到有效控制倔矾。
4)汽車制造
隨著汽車銷售在中國市場(chǎng)的日益紅火妄均,汽車制造對(duì)中國工業(yè)生產(chǎn)的拉動(dòng)作用日益凸顯。焊接技術(shù)廣泛用于車身制造哪自,目前我國廣泛采用的車身材料是汽車專用薄鋼板丰包,包括涂層鋼板,焊接生產(chǎn)以熔化極氣體保護(hù)電弧焊壤巷、電阻點(diǎn)焊及電焊膠接邑彪、激光焊為主。為了減少油耗胧华,節(jié)能減排寄症,又發(fā)展了高強(qiáng)度鋼板、鋁合金矩动、鎂合金有巧、復(fù)合材料等多種新型車身材料。車身結(jié)構(gòu)的不同部位铅忿,采用不同厚度或不同級(jí)別的鋼板剪决,焊后整體沖壓成型,還采用了鋁鋼混合結(jié)構(gòu)體等設(shè)計(jì)方法。目前的汽車車身結(jié)構(gòu)正朝著減輕重量柑潦,增加剛度和抗沖擊能力享言,提高疲勞壽命,降低成本的方向發(fā)展渗鬼。
5)軌道交通車輛
軌道交通車輛主要有車體览露、轉(zhuǎn)向架、車載設(shè)備和車內(nèi)裝飾設(shè)施組成譬胎。車體結(jié)構(gòu)材料主要有:碳鋼材料差牛、不銹鋼材料和鋁合金材料。碳鋼材料通常用于低端車輛的制造堰乔,不銹鋼材料通常用于城市地鐵和輕軌以及中等速度的鐵路車輛制造偏化。
鋁合金材料制造的車體具有重量輕、耐腐蝕镐侯、外觀平整度好侦讨、材料可再生利用及環(huán)保等特點(diǎn),已廣泛用于地鐵和輕軌以及鐵路車輛的制造苟翻。據(jù)統(tǒng)計(jì)韵卤,在歐洲軌道車輛市場(chǎng),鋁合金車體占70%崇猫,在日本軌道交通市場(chǎng)沈条,鋁合金車體占50%(其余為不銹鋼車體)。而在高速鐵路市場(chǎng)诅炉,鋁合金車體占全球95%以上的份額蜡歹。
目前鋁合金車體的焊接主要使用自動(dòng)和半自動(dòng)MIG焊以及少量TIG焊方法,近期開始使用攪拌摩擦焊方法用于鋁合金車體大部件和總成的焊接汞扎,另外還有采用激光焊以及激光加MIG復(fù)合熱源用于鋁合金車體的焊接季稳。
6)船舶制造
焊接技術(shù)在船舶制造中占有舉足重輕的地位擅这,是最主要的工藝技術(shù)澈魄。目前在下料工序中普遍采用數(shù)控火焰切割及數(shù)控水下等離子切割;在大拼板工序中采用多絲埋弧焊仲翎,單面焊雙面成型痹扇,焊接的板厚為5-35mm;對(duì)船體的分段構(gòu)件裝焊采用自動(dòng)及半自動(dòng)氣體保護(hù)焊溯香。船廠已普遍采用藥芯焊絲COR2R氣體保護(hù)焊鲫构。造船廠是我國藥芯焊絲的主要用戶,目前我國船廠COR2R氣體保護(hù)焊的應(yīng)用比例高達(dá)65%玫坛。
7)鋼橋建設(shè)
隨著我國鐵路與公路建設(shè)的需要结笨,鋼橋建設(shè)得到了飛速的發(fā)展,設(shè)計(jì)與制造技術(shù)已接近世界先進(jìn)水平。鋼橋形式很多炕吸,大跨度公路主要是索橋和斜拉橋伐憾;鐵路橋多為梁橋和拱橋。中國目前跨徑200m以上的特大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋已有50座以上赫模。
鋼橋的制造先在工廠分段進(jìn)行树肃,再運(yùn)到工地現(xiàn)場(chǎng)組裝。在公路斜拉橋和懸索橋鋼箱梁的制造中瀑罗,高效的二氧化碳自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊得到了廣泛應(yīng)用胸嘴,據(jù)潤揚(yáng)長江大橋建設(shè)統(tǒng)計(jì),二氧化碳焊已用到焊接工作量的75%斩祭,埋弧焊約占15%劣像,其余為焊條手工焊;對(duì)于桁梁式鐵路或公路鐵路兩用橋摧玫,主要采用埋弧焊驾讲,如蕪湖長江大橋,埋弧焊占60%席赂,二氧化碳約占15%吮铭。世界上最長的杭州灣跨海大橋,全長36km颅停,為全封閉六車道公路橋谓晌,于2008年建成,把嘉興到寧波原長200km的路程縮短到80km癞揉,成為上海纸肉、杭州、蘇州喊熟、寧波四大城市的交通樞紐柏肪。
8)壓力容器及核容器制造
隨著工程焊接技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)代壓力容器及核容器也已發(fā)展成典型的全焊結(jié)構(gòu)芥牌,壓力容器及核容器的焊接成為其制造中最重要和最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)烦味,焊接質(zhì)量直接影響壓力容器及核容器的制造質(zhì)量。
電站汽包是典型的壓力容器壁拉,鍋爐汽包筒體的厚度取決于強(qiáng)度計(jì)算谬俄,而在其他條件相同或接近時(shí),汽包筒體的厚度一定程度反應(yīng)焊接制造的難度弃理,高壓汽包的板厚在40-100mm之間溃论,我國制造的600MW電站鍋爐汽包壁厚203mm,汽包長30m痘昌,重250t钥勋。用于核電建設(shè)的核容器制造對(duì)焊接技術(shù)的要求更加苛刻炬转,我國制造的千噸級(jí)熱壁加氫反應(yīng)器壁厚280mm。由此可知算灸,壓力焊接技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)返吻,焊接難度大。
9)建筑鋼結(jié)構(gòu)
建筑鋼結(jié)構(gòu)包括:工業(yè)廠房乎婿、商用辦公樓测僵、民用住宅及其它大型公共設(shè)施等。近年完成的重要建筑鋼結(jié)構(gòu)有浦東的中華第一高樓上海金茂大廈谢翎、深圳地王大廈捍靠、北京世紀(jì)壇等。其中上海金茂大廈高達(dá)421m森逮,居世界第三榨婆。自20世紀(jì)80年代以來,我國高層鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展迅速褒侧,在一些大城市已形成了樓宇經(jīng)濟(jì)良风。
大型建筑鋼結(jié)構(gòu)廣泛使用的H形及箱形截面構(gòu)件,由厚鋼板焊接而成闷供。常用材料為低碳鋼Q235烟央、低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345、Q390等牌號(hào)歪脏。一般采用高效埋弧焊及氣體保護(hù)焊疑俭。焊接構(gòu)件的尺寸大、焊接工作量大是高層鋼結(jié)構(gòu)制造安裝的突出問題婿失,一般焊接梁柱的截面厚度都在30mm以上钞艇。在制造安裝過程中,對(duì)裝配豪硅、焊接應(yīng)力和變形的要求也十分苛刻哩照。
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