撬裝式LNG加氣站成套裝備關鍵設計,如儲罐和管道等,普遍會涉及到焊接工藝問題,所以開發LNG加氣站成套裝備焊接工藝來提高淳接件機械性能是非常重要的研究內容。焊接是一門將金屬或熱塑性材料等連接起來的制造工藝,在過去的幾十年中,出現了許多不同的輝接工藝如電弧焊、埋弧輝、C02氣體保護揮、格化極惰性氣體保護煙(MIG)或活性氣體保護電弧煙(MAG),以及媽極惰性氣體保護傳(TIG).然而使用這些傳統的
焊接工藝存在許多不足,諸如熱影響區和掉縫區寬度很大、材料收縮嚴重、有害殘余應力的產生、揮接速度較慢、合金元素存在蒸發損失甚至是輝接件的嚴重變形。與這些低效率和易氧化的焊接工藝相比,激光焊接被視為重要的揮接手段,加上較高的自動化程度和生產率,使得激光揮接在工業領域中得到R益廣泛應用。傳統的激光擇接工藝主要有兩種激光光源,即CCV激光和Nd: YAG激光。Nd: YAG激光波長比C02激光短,更易被材料表面吸收;Nd: YAG激光光束可以通過透鏡和光纖傳播,而C02激光光束只能通過透鏡和反射鏡傳播。另外,Nd: YAG激光器脈沖能量比CO2激光器更高、尺寸更小。相比之下,光纖激光煙接具有更多的優勢,作為新興的輝接手段,它的輸出功率大于C02激光和Nd: YAG激光,最大輸出功率為5-10 kW甚予:已發展到50 kW[29,3*^]。憑借較高輸出功率、優質光束質量和快速揮接速度,光纖
激光焊接得到的金屬厚板焊縫寬度窄、溶深深。當激光聚焦時,光纖激光的光束質量穩定、聚焦光斑直徑很小,更易提供較高的功率密度除此之外,光纖激光傳輸靈活、控制方便,容易到達傳統激光燒接不能揮到的位置,并且光纖激光器的服役壽命最長。撬裝式LNG加氣站成套裝備中多采用奧氏體不銹鋼,傳統的激光揮接工藝常會降低奧氏體不銹鋼的機械性能,材料內部微觀組織發生不利的改變,揚導致顯微偏析、二次相析出、孔隙出現、硬化開裂、熱影響區晶粒增大,以及合金元素蒸發導致材料的損失。光纖激光系統非常穩定、光束質量極高,采用光纖激光焊接工藝來揮接奧氏體不銹鋼材料,能荷效地焊透厚板并且防止輝接件變形。
激光焊接工藝參數,如激光功率(P)、接速度(V)、離焦量(Af)、激光光束的光斑fi:徑(D)以及保護氣體,對揮接件的質量和壽命都有直接地影響。目前,對光纖厚板擇接件的機械拉伸性能缺陷抑制,煙接熱過程中的數值問題和仿真以及組織模型演變模型的建立研究較少。