微合金高强度管线钢采用一种新型环形 摩擦焊接工艺的可焊性.pdfVIP

３０ ２００９管线技术国际会议论文 微合金高强度管线钢采用一种新型环形 摩擦焊接工艺的可焊性 １ ２ ２ ｂｙｉｒＫｏｅｎＦａｅｓ，ＰｒｏｆｄｒｉｒＰａｔｒｉｃｋＤｅＢａｅｔｓ，ＰｒｏｆｄｒｉｒＷｉｍＤｅＷａｅｌｅ，ｉｒ ３ ＥｒｉｃＶａｎＤｅｒＤｏｎｃｋｔ，ａｎｄｉｒＤｏｍｉｎｉｑｕｅＤｅｌｂａｅｒｅ３ １ＥＷＥＢｅｌｇｉａｎＷｅｌｄｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｈｅｎｔ，Ｂｅｌｇｉｕｍ ２ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＳｏｅｔｅ，ＧｈｅｎｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｈｅｎｔ，Ｂｅｌｇｉｕｍ ３ＤｅｎｙｓＮＶ，Ｗｏｎｄｅｌｇｅｍ，Ｂｅｌｇｉｕｍ 　　一种新颖的能够实现管线钢全自动连接的焊接 方法已经得到发展。此方法是传统摩擦焊接工艺的 摩擦焊接工艺的一种新的改进的 改进。在此工艺中一个旋转的中间环用来产生实现 工作原理 焊接所需的热量。下文将描述此焊接工艺的工作原 理。通过对微合金高强度管线钢 ＡＰＩ－５ＬＸ６５的可 　　为了应对这些挑战，一些自动焊接工艺已经得 焊性进行的实验研究发现，新的焊接工艺是适合于 到开发［２－７］。摩擦焊接［８］是一种已经被研究过 连接这种管线钢的。当焊接伴随着一个足够低的热 的能够实现管线环形焊接的工艺。摩擦焊接是一种 量输入时，焊接质量高。在这些情况下，焊缝强度， 锻造焊接工艺，因为其中的热量是在受控制的轴向 塑性，冲击韧性高，符合焊接管线钢常用标准 ＥＮ 压力下两个表面相互摩擦产生的。但是传统的摩擦 １２７３２的要求。 焊接不适合连接很长的组件，例如管道，因为一些因 前所未有的对天然气和石油需求的增长将在未 素使得这些部件不能旋转。 来几年里在全世界引发一场巨大的管道施工热潮。 为了能够采用摩擦焊的方法焊接管道，在传统 据业内管道分析家分析［１］，全世界公布了高达 工艺的基础上进行了改进，称为“ＦＲＩＥＸ”。与传统 ２３７０００公里新的管道建设。基于这个合理的假 工艺的主要不同之处在于：采用一种固体的焊接环 设，将会产生不低于 １５００～２０００万个焊缝。显然， 作为填充材料。此焊接环位于两个管道之间，在径 这一前景将提供一个巨大的发展机会给那些参与到 向压力的作用下旋转产生所需的摩擦及热量。 管道建设的公司（建筑承包商，焊接分包商，工程办 事处，焊接设备制造商等）。但同时，对生产能力， 质量保证，员工安全和焊接作业环境的影响而言，这 将是带来一个看不见的挑战。 联系到上文提到的挑战，传统的手工焊接技术 有几个局限性。已经可以观察到最终用户的要求对 高强度管线钢的需求，这些级别的管线钢用传统的 技术很难焊接。质量要求也越来越严格，要求保证 稳定，可重复的焊接质量。此外，很难找到熟练的焊 接工人，而且可以预见这种短缺在未来几年内将继 续增加。 图１　焊接工艺的工作原理 微合金高强度管线钢采用一种新型环形摩擦焊接工艺的可焊性 ３１ 在管道与焊接环相互接触之后，两者之间的摩 擦使接触区域的温度升高，最后达到锻造所需的温 度。温度一旦达到，焊接环的旋转快速停止，径向压 力增加至锻造压力。焊接结束后，剩余的焊接环材 料用自动化车削和铣削的方法去除。 实验研究 新的摩擦焊接工艺用于焊接管道的可行性已经 通过对管道的焊接试验得到检验，实验所用的钢材 为传统方法轧