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                    當代焊管機專家系統的應用

                    來源:至德鋼業 日期:2021-07-10 12:44:52 人氣:16

                    不同廠家生產的焊管機,其專家系統軟件都不相同,而且也不會在產品說明書中詳細介紹。為使讀者對焊管機專家系統軟件(參數庫)的主要內容有個大致地了解,本文重點闡述專家系統參數庫的主要內容,并敘述專家系統在現代焊管機中的重要作用。

                    現代焊管機的專家系統是一種焊管機的軟件,它由焊接專家系統參數庫及該參數庫的調用管理程序組成。一般焊管機的專家系統軟件,多存放于與焊管機控制計算機聯網的上一級的管理計算機中。出于商業機密和知識產權保護原因,不同廠家生產的焊管機,其專家系統軟件都不會相同,也不會在產品說明書中詳細介紹。為使讀者大概了解焊管機專家系統軟件(參數庫)的主要內容,本文重點闡述專家系統參數庫的主要內容,并說明專家系統在現代焊管機中的重要作用。

                    1管系鋼種多,要求有“材料可焊性專家”

                    隨著火電、水電、核電,石油化工、船舶和食品加工業的發展,壓力容器和管道工作參數已大幅度提高,應用領域也在不斷擴展,從而對焊管技術提出了愈來愈高的要求:即對管道焊接選用的焊接方法、焊接工藝、焊接材料和焊接設備既要保證技術高指標要求,同時還要滿足高效、低耗、低污染的要求。

                    以火電和核電中的焊管為例,隨著發電機組規模的增大,電站用鋼的品種不斷增多,鋼材的合金元素種類和含量也不斷增加。目前,火電站用鋼已由20世紀50年代的幾種增加到目前的幾十種,規格則達到100余種,而且新鋼種還在不斷增加,鋼材的等級也在不斷提高。其制管材料幾乎囊括了所有金屬材料的大類:合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼與鎳基合金,還有鋁及鋁合金。

                    某壓水堆核電站一回路鋼結構中壓力容器與管系,其鋼材的品種及規格非常復雜,不僅有合金鋼,還使用大量的鎳基合金(ALLOY600/82/182)。面對如此品種眾多的金屬材料,首先關心的問題就是這些材料的焊接性。顯然,希望能在焊機的專家系統中查出材料焊接性與焊接時應注意的關鍵問題。

                    隨著焊管材料種類的增加,影響焊接質量的問題也在增加。業內周知,對焊接質量影響最大的缺陷就是焊接裂紋。圖1是發生在核電站相關管系中的焊接裂紋。

                    毋庸置疑,在運行的核電結構中產生裂紋是極其危險的,而究其產生裂紋的原因,幾乎都與焊接有關。

                    除了焊接裂紋問題外,現代管系焊接中,還存在異種鋼材料之間的焊接問題。當然,所有上述具體焊接問題都希望在自動焊管機的材料可焊性專家系統中找到答案。

                    2現代焊管工藝復雜,要求有工藝指導專家

                    一旦管子的材料、管壁厚度給出,并確定采用自動焊管工藝,則可調出專家系統給出的WIN-DOWS參數界面。

                    專家系統給出的參數包括:

                    1)坡口參數:橫截面具體尺寸,重要的有坡口形狀、鈍邊、組對間隙等;

                    2)采用多層焊的參數;

                    3)選用焊接電源的種類、電源極性;

                    4)焊絲的牌號及規格;

                    5)保護氣體的種類和配比。

                    7給出是360全位置焊管焊接工藝的專家系統參數、關鍵焊接技術要點,包括:

                    1)焊開始焊接的行走方向;

                    2)打底焊采用的方法為TIG焊,并焊2道;

                    3)坡口清理要求的粗糙度和打底焊縫的高質量樣本;

                    4)焊縫背面需采用襯墊;

                    5)焊絲的選用信息,所使用焊絲的牌號、生產廠商、制造工藝編號。

                    3焊接現場熱處理

                    由于焊管材料性能和加熱對焊縫的不良影響,很多焊縫要求焊前預熱和焊后熱處理。焊后熱處理包括消除應力退火、完全退火、固溶、正火、正火加回火、回火、低溫消除應力、析出熱處理等。狹義地說,焊后熱處理僅指消除應力退火,即為了改善焊接區的性能和消除焊接殘余應力等有害影響。許多情況下所討論的焊后熱處理實質上就是焊后消除應力熱處理。焊后熱處理的目的有:

                    1)松弛焊接殘余應力;

                    2)穩定結構的形狀和尺寸,減小變形;

                    3)改善母材、焊接區的性能,包括:提高焊縫金屬的塑性;降低熱影響區硬度;提高斷裂韌性;改善疲勞強度;恢復或提高冷成形中降低的屈服強度;

                    4)提高耐應力腐蝕的能力;

                    5)釋放焊縫金屬中的有害氣體,尤其是氫,防止延遲裂紋的產生。自動焊管機中的“熱處理專家系統”會給出預熱和焊后熱處理全套工藝參數和熱處理工藝曲線。

                    4焊管電參數和操作復雜,要求有“設備管理和控制專家"

                    現代很多焊管的焊接,不僅僅停留在對電弧電壓、焊接電流的穩定控制要求上,并且對焊接熱輸人(圖9)及熔滴過渡形式也要求控制,這樣就有對焊接工藝參數的優化控制、模糊控制、熔滴過渡形式控制等新技術出現。

                    在焊管施焊現場為了及時調整焊接熱輸入,要求專家系統對設備管理和控制系統給出實時焊接熱輸入的數值,并且能用遙控器調節,及時糾正偏差。

                    5結語

                    目前,國內外很多廠商推出了具有脈沖和熔滴過渡形式控制專家系統的焊管機,廣大用戶可根據工程實際情況選用合適的自動焊管機,以高效、節能地施焊。

                    本文標簽:焊管 

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