常用焊接工藝與焊接缺陷

1、焊接缺陷與維搶修隊伍常用焊接工藝焊接技術(shù)是一門重要的金屬加工技術(shù)，盡管焊接技術(shù)發(fā)展很快，自動化程度也越來越高，但手弧焊和半自動焊仍占有不可替代的地位，尤其是在我們的維搶修單位焊接仍然以手工作業(yè)為主。優(yōu)質(zhì)的的焊縫表面應(yīng)圓滑過渡至母材，表面不得有裂紋、未熔合、夾渣、氣孔、焊瘤、咬邊等缺陷，焊縫內(nèi)部同樣不允許有缺陷。但焊接過程中由于設(shè)備、材料、工藝及操作等原因，使得形成的焊縫達(dá)不到質(zhì)量要求，從而對結(jié)構(gòu)的工作質(zhì)量和使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。做為一名普通的焊工我謹(jǐn)結(jié)合自己在實際工作中遇到的問題做一些經(jīng)驗性的總結(jié)和分析。1、輸油管道與焊接工藝1.1石油管道管材輸油管道材料很多， 如碳鋼、低碳鋼、低合金鋼以及

2、不銹鋼等 ，根據(jù)石油輸送管的承受壓力，目前常見材質(zhì)選用有Q235B、X60、X65、X70等，不同管材又分有無縫鋼管(SMLS)、電阻焊鋼管(ERW)、直縫埋弧焊鋼管(LSAW)和螺旋縫埋弧焊鋼管(SSAW)。一般610以下大多選用ERW管，529以上選用SSAW或JCOE、等管。輸油主干線多為低合金高強(qiáng)鋼材料，站內(nèi)管網(wǎng)低碳鋼及不銹鋼使用較多。1.2常用焊接材料對應(yīng)于管道系統(tǒng)所使用的管材，在維搶修單位中所使用的主要焊接材料有：酸型焊條的代表：J422焊條，對應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)牌號E4303。它是一種酸性焊條，藥皮鈦鈣型，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T5117-2012 碳鋼焊條。對低碳鋼的手工電弧焊通常選擇E43

3、03.堿性焊條的代表：J507低氫鈉型焊條，國際標(biāo)號E5015它是一種堿性焊條，可以焊接結(jié)構(gòu)鋼材中典型的Q235、Q245R、Q345R等鋼材，也適應(yīng)于輸油氣管道的X60、X65、X70以及早期管線A3鋼16Mn等材質(zhì)鋼管的焊接，其抗拉強(qiáng)度相對于E4315普通焊條大得多，所以一般用于受力較大或受動載荷的鋼結(jié)構(gòu)。適合全位置焊接是輸油管道系統(tǒng)使用最廣泛的焊接材料。同種類的焊條還有J506（E5016）等。E5015廣泛應(yīng)用于輸油管網(wǎng)中的重要結(jié)構(gòu)。此外在長輸管線敷設(shè)中下向焊纖維素型焊條E8010、E7010、E6010 等也被廣為采用，大口徑X70以上鋼管則采用半自動下向焊，焊接材料為藥芯焊絲AWS

4、 A5系列。1.3管道公司維搶修隊伍常用焊接工藝種類維搶修隊伍常用的焊接工藝主要有以下三種：手弧焊 ：這里主要是指J422與J507的手工操作，也是在工作中用應(yīng)用最廣泛的焊接工藝。尤其是J507的單面焊雙面成型技術(shù)是衡量焊工的操作水平的一個基準(zhǔn)。氬弧焊：是使用氬氣作為保護(hù)氣體的一種焊接技術(shù)，焊縫質(zhì)量好成型美觀。氬弧焊又可分為全氬焊接和氬電聯(lián)焊，目前也已成為管道系統(tǒng)主流工藝技術(shù)。下向焊：在日常工作中應(yīng)用不多，但下向焊效率高在大口徑管線焊接通常使用下向焊。目前已經(jīng)有許多維搶修隊伍已經(jīng)配備了半自動下向焊設(shè)備。2焊接缺陷2.1焊接缺陷定義一般情況下，我們把焊接過程中，焊接接頭的不完整性稱為焊接缺欠。2

5、.2常見的焊接缺陷2.2.1 尺寸上的缺陷包括焊接結(jié)構(gòu)的尺寸誤差和焊縫形狀不佳等。焊縫外表高低不平和波紋粗劣，焊縫寬度不均勻、太寬或太窄，焊縫余高過低或過高，角焊縫焊腳尺寸不等都屬于焊縫尺寸及形狀不符合要求。這些缺陷不僅使焊縫成形不美，而且容易造成應(yīng)力集中,影響焊縫與母材的結(jié)合強(qiáng)度。2.2.2 結(jié)構(gòu)上的缺陷包括氣孔、夾渣、非金屬夾雜物、熔合不良、未焊透、咬邊、裂紋、表面缺陷等。這些缺陷是焊接過程中最容易出現(xiàn)的缺陷。這些缺陷減弱了焊縫的有效面積，降低了焊接接頭的力學(xué)性能，而且易造成應(yīng)力集中，引起裂紋，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，使焊接結(jié)構(gòu)無法承受正常工作載荷。2.2.3 性質(zhì)上的缺陷包括力學(xué)性能和化學(xué)性質(zhì)等不

6、滿足焊件的使用要求的缺陷。力學(xué)性能指的是抗拉強(qiáng)度、屈服點、伸長率、硬度、沖擊吸收功、塑性、疲勞強(qiáng)度、彎曲角度等?；瘜W(xué)性質(zhì)指的是化學(xué)成分和耐腐蝕性等。這些缺陷使焊縫結(jié)構(gòu)無法達(dá)到設(shè)計要求的力學(xué)性能和化學(xué)性能3常用焊接工藝中焊接缺陷的防范 對于外觀成型上的尺寸缺陷需要操作人員進(jìn)一步提高自己的技能水平，而對于結(jié)構(gòu)上和性質(zhì)上的缺陷就需要我們共同探討摸索總結(jié)出經(jīng)驗加以避免。3.1.防止未焊透和未熔合的措施 未焊透的防止措施：生產(chǎn)實踐證實，根據(jù)焊接材料與工藝參數(shù)適當(dāng)調(diào)整較大電流可以對防范未焊透有較好的效果，其他措施還有清理干凈坡口，根據(jù)技術(shù)參數(shù)選擇短弧焊等措施。 未熔合的防止措施：為了防止未熔合現(xiàn)象的發(fā)生，

7、焊接技術(shù)人員可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整電流（調(diào)大）,配合材料及其他因素調(diào)整工藝參數(shù)，清潔坡口和層面。一旦出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)清除并重新焊接。分析總結(jié)：在實際工作中未焊透未融合缺陷在所有焊接工藝中都存在，主要問題是工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，但也有一部分心理因素存在，在訓(xùn)練中一味地追求內(nèi)側(cè)成型擔(dān)心過流或燒穿，使電弧不敢深入到坡口根部而造成不允許存在的缺陷產(chǎn)生。所以在打底焊過程中一定要保證坡口根部的融合。在使用J422焊接小口徑管件和低碳鋼結(jié)構(gòu)時，因其藥皮流動性好，不容易區(qū)分熔池和熔渣，尤其是在平焊位極易出現(xiàn)未融合顯現(xiàn)，需要認(rèn)真操作及時敲渣。3.2.防止氣孔的措施 焊接氣孔的防止措施主要有三方面：一是清理干凈母材坡口。二是對于氣

8、保護(hù)的焊接方法，保證氣體純度三是保證焊材烘干，不受潮。分析總結(jié)：在工作中產(chǎn)生氣孔最主要的原因還是在于焊條，堿性焊條烘干溫度、時間不足或再次受潮，藥皮脫落等都容易造成氣孔。堿性焊條操作一定要保證焊條的質(zhì)量，采用短弧操作。另外在氬弧焊時也會經(jīng)常遇到因氬氣不純的而產(chǎn)生氣孔的情況，還有就是氬弧焊施焊過程中要注意氬氣帶的位置，避免被碾壓踩踏，稍一疏忽就可能因氣體保護(hù)不足形成氣孔。氣孔的形成與操作水平關(guān)聯(lián)不大，足夠的專心和細(xì)心是可以基本避免的。 3.3.防止夾渣與夾雜物的措施清理每層熔渣；關(guān)注焊條擺動的寬度不能太寬；選擇正確的焊接規(guī)范，防止焊縫冷卻速度過快；注意及時清理焊接坡口處的熔渣；嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范攪

9、拌熔池等。分析總結(jié)：檢合格的二級片準(zhǔn)許有少量的夾渣存在，在一些焊接任務(wù)中完全清除所有焊渣會降低生產(chǎn)效率，而目視到的焊渣會不會被下層焊道融掉就是經(jīng)驗問題了。每層焊道的熔深有2-4mm，可以在工作中積累經(jīng)驗，在打磨過程觀察可見夾渣的深度，久而久之便可以清楚焊道打磨到什么程度最為合理。下向焊的熔深淺，所以下向焊要求務(wù)必將前一層焊道打磨出金屬光澤。3.4防止焊接裂紋的措施 根據(jù)焊接裂紋的種類差別，防止熱裂紋的措施主要從冶金和工藝兩個方面著手。從工藝措施角度來將，如果產(chǎn)品一定，可以通過調(diào)節(jié)冷卻速度，注意熔合比及焊縫成形系數(shù)的變化來影響焊接客觀條件。冶金措施在生產(chǎn)實踐中更為重要。生產(chǎn)中的實際情況比較復(fù)雜，

10、必須根據(jù)具體條件（材料、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、工藝條件）的不同，才能做到有針對性的采取措施。在生產(chǎn)實踐中證明，以下措施能夠在一定范圍能防控焊接裂紋的出現(xiàn)：（1）、控制焊縫中硫、磷、碳等有害元素的含量。（2）、對熔池進(jìn)行變質(zhì)處理。（3）、調(diào)質(zhì)熔渣的堿度。在焊接較重要的產(chǎn)品時，宜選用堿性焊條、焊劑。（4）、合理調(diào)整焊接參數(shù)。一般來說，提高焊縫的成形系數(shù)可以提高焊縫的抗裂力。一般情況下，成形系數(shù)隨電弧電壓的升高而增加，對焊接電流的增加而減小。如果線能量不變，那么焊速越大，裂紋發(fā)生的傾向就越大。（5）、調(diào)整冷卻速度。冷卻速度越快，熱裂紋傾向就越大。但要注意，熱裂紋的形成需要較高的預(yù)熱溫度才能降低高溫的冷

11、卻速度。高溫預(yù)熱成本高，勞動條件惡劣，有時還會影響焊接金屬的性能。在生產(chǎn)中，只在焊接一些熱裂紋非常敏感的材料時，才會用到預(yù)熱來防止熱裂紋的出現(xiàn)。（6）、合理調(diào)整焊接順序。在產(chǎn)品尺寸一定的條件下，合理安排焊接順序，對降低焊接接頭的剛度、減小內(nèi)變形有非常明顯的效果，從而可以有效地防范裂紋的發(fā)生。 （7）.適當(dāng)加入某些合金元素。提高焊縫金屬的韌性能防止裂紋的產(chǎn)生。分析總結(jié)現(xiàn)代的冶煉工藝越來越先進(jìn)，管道系統(tǒng)用鋼很少出現(xiàn)焊接裂紋，不過我們還是要了解母材的材質(zhì)選擇正確的焊接材料和工藝進(jìn)行施焊。輸油管道的材質(zhì)多屬于低合金鋼，如目前常見的X65冷裂傾向不大，采取一定的工藝措施，冷裂紋是可以避免的。措施如下：選

12、用低氫型焊材；選用適合的焊接范圍；焊前預(yù)熱100；根焊完成后撤走內(nèi)對口器；根焊與熱焊時間間隔不超過5min；環(huán)境溫度較低或風(fēng)速較大時停止施焊。在工作中常見的裂紋多見于管材與法蘭焊接，管材與閥門焊接。閥門多為鑄鋼含雜質(zhì)較多，法蘭的生產(chǎn)渠道不同有可能購買到焊接性不好的鋼材制成的法蘭。一旦發(fā)現(xiàn)裂紋不要盲目補(bǔ)焊，那樣有可能造成裂紋的延伸，一定要通過拍片知道裂紋的確切位置和長度深度，返口打磨長度要大于裂紋長度確保裂紋被完全清楚，再選用合適的焊材和補(bǔ)焊工藝施焊。3.5防止偏析的產(chǎn)生措施減少焊縫中的S,P,C等有害雜質(zhì)的含量是防止焊縫金屬產(chǎn)生偏析的的主要措施。改變焊縫金屬的結(jié)晶形態(tài)和細(xì)化晶粒均有利于減少焊縫

13、重金屬的偏析。合理地控制焊縫的斷面形狀和焊接速度，均有利于防止焊縫中的區(qū)域偏析。分析總結(jié)：偏析現(xiàn)象在維搶修作業(yè)中較為少見，管道用鋼都是嚴(yán)格限制磷硫碳的含量的，只有少數(shù)非正規(guī)廠家生產(chǎn)的管件才會有超標(biāo)現(xiàn)象，對一些閥門管件零件的焊接要盡可能知道母材的材質(zhì)，選擇合適的焊接材料，控制線能量。3.6防止咬邊與燒穿的措施在焊接操作的時候，嚴(yán)格按照規(guī)范操作姿勢和流程,掌握合適的焊接速度，不能過速也不能過慢；合理設(shè)計坡口尺寸；采用良好的運(yùn)條方式等都是防止咬邊的常用而有效的技術(shù)措施。如果防止焊接燒穿，則要嚴(yán)格觀察焊接電流不能過大，適當(dāng)加大焊接速度等。分析總結(jié)：咬邊燒穿與人的因素即技術(shù)水平有著更大的聯(lián)系，需要在技術(shù)上下苦工。焊條的角度，運(yùn)條的方式，施焊者的穩(wěn)定都起著決定性因素。即便焊接參數(shù)選擇合理，也需要長期的練習(xí)才能夠完全避免。3.7防止弧坑的措施 主要防止弧坑產(chǎn)生的措施有在電弧焊收弧時，使焊條應(yīng)在熔池處稍作停留以使熔化液態(tài)金屬填滿弧坑，具體操作時也可采用環(huán)形運(yùn)條的手法。也可回焊一小段后收弧。但當(dāng)用大電流或焊接薄板時，不宜采用這種方法，可采用滅弧引弧滅弧的挑火方法點焊幾次，直至弧坑填滿為止。經(jīng)驗總結(jié)弧坑主要出現(xiàn)在熄弧處，訓(xùn)練后稍加注意就可以避免。下向焊仰焊位置的熄弧不容易控制，容易產(chǎn)生超標(biāo)的弧坑。在接近仰