邵國慶，孟秀文，李 軍，宮麗彥，劉海仁

應(yīng)用研究

GMAW(STT)和AUTO-FCAW組合焊接與GTAW+FCAW組合焊接對(duì)比試驗(yàn)

邵國慶，孟秀文，李 軍，宮麗彥，劉海仁

（大連船舶重工集團(tuán)舾裝有限公司，遼寧大連 116013）

為分析管子對(duì)接焊半自動(dòng)焊接工藝（手工GMAW(STT)和自動(dòng)FCAW組合）的優(yōu)劣，本文介紹了該半自動(dòng)工藝與傳統(tǒng)GTAW和FCAW手工組合焊接工藝的對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比分析兩種焊接工藝的焊接質(zhì)量、效率、人員工作強(qiáng)度等。為后續(xù)推廣管子對(duì)接焊縫GMAW(STT)和自動(dòng)FCAW組合焊接奠定基礎(chǔ)，對(duì)推進(jìn)高效焊、自動(dòng)焊的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)作用。

GMAW(STT) FCAW GTAW FCAW 管子 對(duì)接焊 試驗(yàn)

0 引言

焊接作為制造的重要環(huán)節(jié)，要求高速高效。為提高現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量與效率，并降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，引入了手工熔化及氣體保護(hù)焊打底和自動(dòng)藥芯焊絲電弧焊填充蓋面的新工藝[GMAW(STT)+AUTOFCAW]。

為本研究開展了傳統(tǒng)與新引進(jìn)焊接工藝的對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，以驗(yàn)證新工藝焊接質(zhì)量與效果。

圖1 焊接設(shè)備及焊接施工現(xiàn)場(chǎng)

1 試驗(yàn)原理方案

根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，策劃具體試驗(yàn)原理方案如下：

1）應(yīng)用“GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接工藝”分別焊接1道Φ273×9.5 mm管子、1道Φ325×12.7 mm管子的對(duì)接坡口；

2）應(yīng)用“GTAM+FCAW焊接工藝”分別焊接1道Φ273×9.5 mm管子、1道Φ325×12.7 mm管子的對(duì)接坡口。

具體管型及坡口形式如圖2：

圖2 試驗(yàn)管型及焊縫坡口形式示意圖

焊縫1、3使用GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接工藝進(jìn)行焊接；焊縫2、4使用GTAM+FCAW焊接工藝進(jìn)行焊接。

焊接后的Φ273×9.5 mm管子、Φ325×12.7 mm管子各1根，均按照Ⅰ級(jí)管要求進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，并出具相應(yīng)的檢驗(yàn)記錄及探傷報(bào)告。

焊接過程中記錄所有焊接人員、設(shè)備、材料、工藝參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、焊接作業(yè)時(shí)間等數(shù)據(jù)信息，最終對(duì)比兩種焊接工藝進(jìn)行焊接作業(yè)的效率情況、對(duì)比焊縫質(zhì)量情況，驗(yàn)證焊接工藝的可靠性、適用性。

要針對(duì)精裝修施工的實(shí)際情況構(gòu)建精細(xì)化管理制度，還應(yīng)構(gòu)建項(xiàng)目經(jīng)理責(zé)任制度，從技術(shù)組織、材料使用、質(zhì)量管理等多方面使相關(guān)措施與方案更加完善與優(yōu)化，嚴(yán)格控制與管理精裝修工程的各項(xiàng)節(jié)點(diǎn)，提升預(yù)控、監(jiān)督等相關(guān)工作的質(zhì)量。

2 試驗(yàn)過程

試驗(yàn)前按照焊前準(zhǔn)備的要求檢查焊接人員信息、焊接設(shè)備狀態(tài)、焊接材料信息、焊接工藝內(nèi)容、焊接現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、焊接工具儀器等均符合要求。

根據(jù)試驗(yàn)方案，檢驗(yàn)裝配質(zhì)量合格后按照焊縫順序分別進(jìn)行4條焊縫的焊接作業(yè)。焊縫1、3使用GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接工藝進(jìn)行焊接；焊縫2、4使用GTAM+FCAW焊接工藝進(jìn)行焊接。

每條焊縫進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，記錄焊接焊縫信息、焊接人員信息、焊接使用設(shè)備信息、具體材料信息、焊接工藝及其具體參數(shù)、焊接作業(yè)時(shí)間等各項(xiàng)信息，記錄在《焊接工藝試驗(yàn)記錄表》。

圖3 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)情況

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

3.1.1焊接記錄

3.1.2產(chǎn)品質(zhì)量

焊接完成后，由質(zhì)量檢驗(yàn)人員對(duì)焊縫外觀質(zhì)量進(jìn)行了檢驗(yàn)，由專業(yè)無損檢測(cè)人員進(jìn)行射線檢測(cè)。

試驗(yàn)管4條焊縫外觀質(zhì)量均符合要求，GMAW(STT)+AUTOFCAW的焊縫外觀比GTAM+FCAW的焊縫更均勻。

射線檢測(cè)報(bào)告顯示：GMAW(STT)+AUTOFCAW的Φ273×9.5 mm焊縫1、3共12張底片，全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求；GTAM+FCAW的Φ273×9.5 mm焊縫2、4共12張底片，其中3張有氣孔，為Ⅲ級(jí)，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。因人工全位置焊接，底部仰臉焊位置存在焊縫缺陷。

表1 焊接工藝試驗(yàn)記錄表

表2 射線檢測(cè)報(bào)告

3.2 分析內(nèi)容

對(duì)兩種焊接工藝的焊接效率、焊接質(zhì)量、工作強(qiáng)度等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析。

焊接效率：GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接Φ273×9.5 mm鋼管用時(shí)20′20″，焊接Φ325×12.7 mm鋼管用時(shí)36′53″；GTAM+FCAW焊接Φ273×9.5 mm鋼管用時(shí)30′34″，焊接Φ325×12.7 mm鋼管用時(shí)48′24″。分析數(shù)據(jù)結(jié)果，單位時(shí)間內(nèi)GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接工藝是GTAM+FCAW焊接工藝工作量的1.38倍，效率提升38.01%。

焊接質(zhì)量：焊縫外觀質(zhì)量均符合要求。焊縫1、3共12張射線檢測(cè)底片，其中3張有氣孔，為Ⅰ或Ⅱ級(jí)，所有底片均符合標(biāo)準(zhǔn)要求；焊縫2、4共12射線檢測(cè)張底片，其中3張有氣孔，為Ⅲ級(jí)，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，其他9張底片均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。分析數(shù)據(jù)結(jié)果，GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接焊縫比GTAM+FCAW焊接工藝焊接焊縫質(zhì)量更高，射線檢測(cè)合格率提高25%。

工作強(qiáng)度： GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接設(shè)備操作簡單易用，焊接過程中只需監(jiān)控設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行即可，焊接作業(yè)強(qiáng)度較低，人員不易疲勞；GTAM+FCAW焊接過程中需要全神貫注進(jìn)行焊槍的操作，由其是試驗(yàn)管為全位置焊接，仰焊不宜把控，容易出現(xiàn)焊接缺陷，且焊接強(qiáng)度高，人員易疲勞。

4 結(jié)論

通過本次管子對(duì)接焊縫GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接工藝與傳統(tǒng)GTAM+FCAW焊接工藝的現(xiàn)場(chǎng)工藝施工對(duì)比試驗(yàn)，分析相應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接焊縫外觀均勻、質(zhì)量符合要求，焊縫探傷質(zhì)量符合要求；GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接工藝要比傳統(tǒng)的GTAM+FCAW焊接工藝效率提升38.01%，可大幅提高焊接效率；GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接工藝要比傳統(tǒng)的GTAM+FCAW焊接工藝的作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度更低，能有效減少人工工作量，提高自動(dòng)設(shè)備作業(yè)比率，有效降低人員工作強(qiáng)度。

[1] 方大勇. 現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與展望[J]. 中國設(shè)備工程, 2019, (05): 206-207.

[2] 李亞江, 劉強(qiáng), 王娟編著. 焊接質(zhì)量控制與檢驗(yàn). [J]. 北京, 化學(xué)工業(yè)出版社, 2014.

The contrast test between combined welding process of GMAW(STT) With Auto-FCAW and GTAW with FCAW

Shao Guoqing, Meng Xiuwen, Li Jun, Gong Liyan, Liu Hairen

(Dalian Shipbuilding Industry Outfitting Co., Ltd, Dalian 116013, Liaoning, China)

U671.83

A

1003-4862（2022）04-0053-03

2022-05-01

國家工信部高技術(shù)船舶科研項(xiàng)目。編號(hào)：MC-201906-Z06

邵國慶(1982-)，男，高級(jí)工程師。主要研究方向：船舶舾裝件生產(chǎn)技術(shù)及管理。E-mail: 13478444642@163.com