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近年來，對能源的需求不斷增加，導(dǎo)致焊接應(yīng)用所用材料發(fā)生了重大變化，為該行業(yè)服務(wù)的公司也在不斷努力控制成本，提高生產(chǎn)力。這些公司的目標(biāo)是一樣的：在不斷增長的市場中確保競爭優(yōu)勢。
從海上石油平臺自升式鉆井平臺的建造到鍋爐或壓力容器和工藝管道的制造，勞動力始終是一個關(guān)鍵考慮因素。當(dāng)然，一項工作完成得越快，底線就越好。在這方面，焊接對這些應(yīng)用的影響不容忽視。填充金屬也不能用來完成它們。
當(dāng)今能源部門的許多應(yīng)用需要能夠承受極高溫度的材料，而其他應(yīng)用則使用承受低溫的高強度材料。填充金屬可用于這兩種應(yīng)用。
當(dāng)今能源部門的許多應(yīng)用需要能夠承受極高溫度的材料，而其他應(yīng)用則使用承受低溫的高強度材料。最近，填充金屬技術(shù)——特別是藥芯焊絲——取得了多項進步，可以幫助公司滿足這兩種技術(shù)的需求。特別是，這些填充金屬提供了與材料匹配所需的化學(xué)和機械成分，還提供了幫助公司提高焊接質(zhì)量、降低成本（尤其是勞動力和返工成本）和提高生產(chǎn)力所需的特性。
以下是對其中一些填充金屬技術(shù)進步的討論。
解決高溫應(yīng)用的極端問題
各種等級的鉻鉬鋼在壓力容器和鍋爐管道的制造中很常見，也用于配件和閥門。這種材料提供了每種應(yīng)用所需的高溫強度和耐腐蝕性，并且需要能夠提供相同特性的填充金屬。像這樣的鉻鉬應(yīng)用也需要低X因子。X因子是一個測量焊件抗回火脆化（當(dāng)焊件在大約450至540℃的溫度范圍內(nèi)保持或緩慢冷卻時發(fā)生的韌性損失）的公式。這是填充金屬制造商在開發(fā)用于能源部門鉻鉬應(yīng)用的產(chǎn)品時密切關(guān)注的一個部件。
在過去的幾年里，制造商通常依靠焊條為其提供焊接鉻鉬鍋爐和壓力容器管道所需的機械和化學(xué)成分，這些管道將受到高溫使用環(huán)境的影響。如今，有兩種新的T-5氣體保護藥芯焊絲可供選擇，可以滿足這些要求，同時也有助于公司提高生產(chǎn)力。這些金屬絲的有趣之處在于它們焊接錯位的能力。
大多數(shù)具有T-5或基本熔渣系統(tǒng)的藥芯焊絲通常不會被認為具有錯位性能，因為熔渣的熔點較低，會產(chǎn)生一個流動性太強且難以控制的熔池，除非處于平坦或水平位置。然而，AWS E81T5-B2M H8和AWS E91T5-B3M H8焊絲都很容易焊接錯位，尤其是垂直向上和垂直向下。這一特性使其可用于在現(xiàn)有安裝的管道系統(tǒng)和車間環(huán)境中進行焊接，使公司能夠在多個應(yīng)用程序上進行焊接，而不會產(chǎn)生與工藝轉(zhuǎn)換相關(guān)的成本或時間。它還消除了零件移動和與之相關(guān)的停機時間。這些電線使用混合保護氣體（氬氣和二氧化碳），因此與使用純二氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)T-5電線相比，它們具有更穩(wěn)定的電弧，產(chǎn)生的飛濺更少。
與其他T-5電線不同，這些產(chǎn)品使用直流負極性（DCEN）。
AWS E81T5-B2M H8焊絲設(shè)計用于在1-1/4%鉻鋼/1/2%鉬鋼上進行焊接，包括ASTM A335 P11級管道。除了提供可靠的韌性特性外，該焊絲還提供低X因子（8-13）和低擴散氫水平（每100克焊件小于6毫克），以分別降低回火脆化和裂紋敏感性的幾率。該線材還提供超過86千磅/平方英寸的抗拉強度以及近69千磅/立方英寸的屈服強度。夏比V型缺口沖擊值超過了可比較分類的棒電極（如E8018-B2）的沖擊值，許多制造商過去曾將棒電極用于鍋爐和壓力容器應(yīng)用。在焊后熱處理（PWHT）條件下，該焊絲在-40華氏度（-40攝氏度）時的沖擊值為91.25 ft-lb（123焦耳），在“焊后”條件下的沖擊值則為50.2 ft-lb（68焦耳）。導(dǎo)線可用于單程和多次。
對于由2-1/4%鉻/1%鉬組成的ASTM A387 P21級和P22級管道的焊接，AWS 91T5-B3M H8焊絲（Hobart FabCO XTREME B3）是E8018-B3棒電極的良好替代品，特別是在其提高生產(chǎn)率的能力方面。這種藥芯焊絲在35至50立方英尺/小時（cfh）下使用70%至80%的氬氣和20%至25%的CO2的保護氣體混合物提供約105ksi的抗拉強度和88ksi的屈服強度。與AWS E81T5-B2M H8焊絲一樣，該焊絲具有優(yōu)異的韌性，同時具有低擴散氫水平（每100克焊件小于6毫升）。該焊絲適用于焊接鍋爐和壓力容器管道、配件和閥門，X系數(shù)低至8-13，可降低回火脆化的風(fēng)險。其夏比V型缺口沖擊性能在-40華氏度（-40攝氏度）下為110 ft-lb（149焦耳）。
滿足海上應(yīng)用的需求
海上應(yīng)用，如自升式石油鉆井平臺的建造，在填充金屬方面也面臨著一系列獨特的挑戰(zhàn)，特別是因為這些應(yīng)用使用高強度材料，并且需要能夠承受極低溫度的焊接。
對于海上應(yīng)用，一種新的填充金屬選項是AWS E121TG-GC H4氣體保護藥芯焊絲。該焊絲設(shè)計用于產(chǎn)生120至130千磅/平方英寸抗拉強度范圍內(nèi)的焊縫，特別適用于需要具有良好沖擊性能的高強度、無缺陷焊縫的海上應(yīng)用。它還可以焊接材料，包括A514、Le Tourneau N25HN、WeldTen 710和780、HY100和其他類似的高強度鋼。該焊絲提供了該特定焊絲特有的高度堿性爐渣系統(tǒng)，以及與具有金紅石（T-1）爐渣系統(tǒng)的藥芯焊絲相當(dāng)?shù)牟僮鞣秶凰€具有同樣低的飛濺水平和等效類型的除渣。AWS E121TG-GC H4焊絲在-76華氏度（-60攝氏度）條件下提供74.7 ft-lb（101.2焦耳）的夏比沖擊性能，并在100%二氧化碳的條件下工作。
AWS E121TG-GC H4焊絲，以及前面提到的AWS E81T5-B2M H8和AWS 91T5-B3M H8焊絲，是為能源行業(yè)的公司提供焊條以外的選擇以滿足焊接要求和關(guān)鍵應(yīng)用的獨特步驟，并通過使用藥芯工藝提高其生產(chǎn)率。然而，可以肯定的是，隨著對能源需求的增加和新的高強度材料的出現(xiàn)，填充金屬制造商將繼續(xù)面臨更多新產(chǎn)品開發(fā)的挑戰(zhàn)。
還有什么新的？
除了本文中提到的產(chǎn)品外，還有其他可用于海上應(yīng)用的新型藥芯焊絲以及輸送管道。
AWS E111T-1-GM H4——專為自升式鉆機制造（包括懸臂或齒條和弦桿焊接）和API X80管道焊接而設(shè)計，這種全位置氣體屏蔽助焊劑焊絲具有良好的沖擊韌性，拉伸強度范圍為110至130 ksi，擴散氫水平低（每100克焊件4毫升）。它具有低飛濺水平、易于清除熔渣和平滑穩(wěn)定的電弧。它也可用于高強度鋼，如Riverace 710、WelTen 710、ABS EQ56、A514和其他類似的HSLA鋼。焊絲在75%至80%氬氣/20至25%二氧化碳的保護氣體混合物中工作，建議用于單程和多次焊接。
AWS E81T8-Ni2 J―主要設(shè)計用于X80管道應(yīng)用，這種自屏蔽藥芯焊絲也可用于海上鉆機。一些承包商將電線用于非能源相關(guān)應(yīng)用，包括船舶和駁船建造，以及一般結(jié)構(gòu)和制造應(yīng)用。它非常適合需要高抗拉強度（94千磅/平方英寸）和低溫CVN沖擊韌性【在-20華氏度（-29攝氏度）下為107英尺磅（138焦耳），在-40華氏度（-40攝氏度）時為96英尺磅（134焦耳）】的應(yīng)用，并且在所有位置都表現(xiàn)得特別好，因為它具有快速凝固的熔渣。
