《绞股焊丝》团体标准制定概述.docx

? ? 《绞股焊丝》团体标准制定概述 ? ? 徐 锴，武鹏博，黄瑞生，梁 裕，刘平礼，徐亦楠 1.哈尔滨焊接研究院有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028 2.江苏联捷焊业科技有限公司，江苏 江阴 214400 0 前言 多股绞合焊丝（简称：绞股焊丝）是一种新型结构的焊接材料，因其特殊的物理结构，具有独特的焊接电弧物性、能量分布特性和工艺特性，与传统焊接材料相比，在焊接新技术、新材料、新工艺方面都取得了重大突破性成果［1］，是焊接技术走向材料—装备—工艺一体化的重大进步。为更好地规范推广绞股焊丝，《绞股焊丝》团体标准编写组于2021年6月向中国焊接协会提出了对该标准进行立项制定的申请并获得批复。依据最新修订发布的《中华人民共和国标准化法》，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会、中华人民共和国民政部联合起草制定了《团体标准管理规定（试行）》。根据上述法律法规的要求，并结合国内焊接行业实际情况，由哈尔滨焊接研究院有限公司、江苏联捷焊业科技有限公司和中国石化工程建设有限公司等单位联合制定的T/CWAN 0017-2021《绞股焊丝》团体标准于2021年11月13日发布，2021年12月1日实施。为了便于绞股焊丝生产企业、使用单位、相关检测机构能更好地应用该标准，现将该标准制定的有关内容及研究进展介绍如下。 1 标准立项背景 通过近年来对绞股焊丝熔丝机理深入研究，延伸出了以“绞股焊丝”为核心的包含了焊接材料、焊丝结构、捻丝装备、弧焊电源以及特种工艺开发等多项发明专利［2］。绞股焊丝主要应用在钢结构、管道、造船、锅炉压力容器、重工、工程机械、煤机、耐磨堆焊及海工石油等行业，适应机器人或自动化焊接的高效化需求，促进弧焊技术走向“控形”和“控性”的新阶段。但目前绞股焊丝缺乏相关标准依据的支撑，为了更好地规范和推广绞股焊丝，对该标准进行立项制定。 1.1 绞股焊丝特点及研究进展 1.1.1 绞股焊丝特点 电弧自旋转：绞股焊丝作为熔化极焊接材料时，无需外加机械式焊丝摆动或电磁驱动装置，即可产生连续的电弧自旋转，特殊的电弧物理特性决定电弧压力及电流密度分布模式，进一步影响熔滴过渡方式和熔池流动状态，增加熔池流动铺展性。 高熔敷效率：相比实心焊丝，绞股焊丝所需能耗低。中厚板焊接时，与单丝相比在同等焊接规范下，绞股焊丝可大幅度增加焊丝直径，减少焊接道次，提高焊接效率。 成分可设计性强：绞股焊丝可以较为容易地实现精确的合金配比，开发新的合金产品。尤其对某些难以熔炼或拉拔的焊丝，可以通过成分合适的细丝组合或实心焊丝与药芯焊丝相结合的方式，较为容易地得到与该合金相同化学成分的绞股焊丝。 1.1.2 绞股焊丝研究进展 近三年绞股焊丝在铝合金类、不锈钢类、镍基合金和复合类研究成果显著，主要研究进展如下。 （1）铝合金绞股焊丝。 与传统焊接材料相比，绞股焊丝作为熔化极焊接材料时产生连续旋转电弧，对熔池实时搅拌，提高焊缝成分均匀性，降低气孔率。图1为铝合金绞股焊丝与实心焊丝MIG焊气孔率对比图，结果表明，铝合金绞股焊丝气孔率显著降低。 图1 焊接接头气孔率对比示意Fig.1 Comparison of welded joint porosity 董晓晶等人［3］采用铝合金绞股焊丝进行脉冲MIG对接焊工艺研究，并与传统单丝TIG焊接接头的组织和性能进行对比，同时对比分析焊接接头的晶粒尺寸和形貌。绞股焊丝MIG焊缝形貌如图2所示。结果表明，在焊接电流225 A、焊接电压19 V和焊接速度0.35 m/min的焊接参数下，铝合金绞股焊丝MIG焊能够降低焊接热输入，细化晶粒，降低MIG焊接头中Mg元素的烧损和减少析出物，提高接头强度，且焊接效率提高约4倍。 图2 铝合金绞股焊丝MIG焊缝形貌Fig.2 MIG weld appearance by Al-alloy multi-stranded wires 徐锴等人［4-5］在铝合金绞股焊丝MIG焊的基础上引入3 kW激光，分析激光引入对绞股焊丝MIG焊在不同熔滴过渡条件下的影响规律。激光引入对绞股焊丝MIG焊接过程稳定性的影响如图3所示。结果表明，高能量密度激光热源的引入提高了绞股焊丝焊接过程稳定性，增加了绞股焊丝的自旋转频率，扩展了绞股焊丝MIG焊的工艺区间，并对焊接气孔的抑制优势更为明显。 图3 激光引入对绞股焊丝的影响规律Fig.3 Effect law of introduction of laser on multi-stranded wires Wang Jiankun等人［6］采用铝合金绞股焊丝进行CMT增材制造。铝合金绞股焊丝CMT增材制造示意如图4所示。结果表明，绞股焊丝CMT增材制造提供了更高质量的制造部件。在焊接电流140～150A、焊接电压18～20 V和焊接速度10 mm/s，增