壓力鋼管焊接常見缺陷成因分析與預防措施 曹歡

1、壓力鋼管焊接常見缺陷成因分析與預防措施曹歡摘要：壓力鋼管是一種典型的焊接結(jié)構(gòu)，廣泛被應用于市政建設(shè)、能源、化工、石油、水利水電工程等重要部門的結(jié)構(gòu)件。但是在焊接制造、焊接生產(chǎn)過程中由于是現(xiàn)場作業(yè)，受到氣候及生產(chǎn)條件拘束以及壓力管道結(jié)構(gòu)不均勻相變、冷卻、加熱等原因，導致很容易就在焊接接頭內(nèi)產(chǎn)生瞬態(tài)變形和瞬態(tài)熱應力，尤其是焊縫橫向收縮會嚴重影響到壓力鋼管的安裝焊接性能。本文就壓力鋼管焊接變形控制進行探討。關(guān)鍵詞：壓力鋼管焊接；缺陷成因；預防措施1控制壓力鋼管焊接變形的技術(shù)要求1.1 為了減少壓力管的收縮應力和焊接變形，應采用定位焊點焊，為了減少對結(jié)構(gòu)變形的不利約束和保證第一自由收縮幅度的焊接部分，

2、壓力管道的焊接應分段有序進行，然后逐步推進小點約束。1.2 如果焊接件需要按照焊接工藝的要求進行預熱，則主接頭和雙位置焊接應同時預熱，焊接過程中應保持焊接溫度。與主縫預熱溫度相比，定位焊縫預熱溫度相應需要提高2030C左右。采用對加熱板進行均勻加熱的方式來對主縫和定位焊縫預熱，預熱區(qū)的寬度不小于100mm，一般是在焊縫中心線兩側(cè)各3倍板厚左右，每條焊縫測量點不少于3對。焊接溫度務必要符合焊接工藝的規(guī)定，加熱能量務必要符合規(guī)范要求，如果沒有具體的規(guī)定，那么就應該參照DL/T5017-2007水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范推薦值。1.3 對壓力鋼管的焊縫焊接一定要保持連續(xù)性，不能在中途無故

3、中斷。如果是由于特殊原因而不得不暫時中斷，那么也應該采取相應的措施防止焊縫開裂，將其表面清理干凈，確認焊縫區(qū)不存在任何的缺陷之后，再按原工藝進行重新焊接。1.4 參與壓力鋼管焊接的技術(shù)人員都應該按照國家和行業(yè)相應的法律法規(guī)，取得相應的上崗資格之后才能夠施工。如果已有相應的合格證，但是已經(jīng)連續(xù)6個月以上時間沒有從事焊接工作者，不能允許其立刻上課，必須進行重新考試合格之后才能夠上崗。由于焊接變形和焊接質(zhì)量都會受到焊接人員水平的直接影響，所以選用水平高超的焊工在線能量控制方面會更加靈活、有效，也可以大幅度降低焊縫返修次數(shù)與數(shù)量，從而減少焊接變形。2壓力鋼管焊接缺陷預防措施2.1氣孔在焊接過程中，由于

4、熔池中的氣泡沒有及時排除而凝固過程中形成了空穴的現(xiàn)象稱之為氣孔，造成焊接氣孔的原因有多種：比如沒有按照規(guī)定要求烘焙焊條或者焊劑；沒有清晰坡口邊緣的水分、油污、銹跡，焊心發(fā)生了銹蝕等。此外，如果采用低氫型焊條焊接，過長的電弧、過快的焊接速度都會影響到焊接質(zhì)量；而采用埋弧自動焊中，過高的電壓也會影響到焊接質(zhì)量，容易在焊接中留下氣孔等。焊接如果存在氣孔會減小焊縫的有效截面，且氣孔過大的話還會導致焊縫強度降低，對焊縫金屬致密性產(chǎn)生一定的破壞。其實預防氣孔的辦法有很多，比如在焊接中選擇合適的速度和電流電壓、將坡口邊緣的水分、油污、銹跡等進行仔細地清理、庫房人員對焊接材料進行分類保管，保證存放環(huán)境的干燥性

5、，避免發(fā)生銹蝕問題，定期進行清理等等。焊接前如果發(fā)現(xiàn)焊條、焊絲等存在質(zhì)量問題不得使用，嚴格控制焊條的銹蝕問題和使用范圍，并且施焊時注意焊接的參數(shù)和速度，以便充分保證焊接質(zhì)量。2.2夾渣焊接焊縫中存在熔渣即為夾渣問題，夾渣會導致焊縫的強度和致密性降低，而造成夾渣的常見因素有：焊縫邊緣的有氧割或者碳弧氣刨殘留的熔渣；過小的焊接電流，坡口角度選擇不當；焊接速度過快等。焊接中如果使用的焊條為酸性，那么會容易在過小的電流情況下出現(xiàn)“糊渣”問題，而如果使用堿性焊條則會由于過長的電弧或者不正確的極性造成夾渣。如果采用埋弧焊封底，造成夾渣的主要原因就是焊絲偏離焊縫中心。為了防止焊接產(chǎn)生夾渣問題，應當根據(jù)需要對

6、坡口尺寸進行正確的選擇，將坡口認真進行清理并且合理選用焊接速度和電流，并且保證焊接時擺動不要過大。在進行多層焊接過程中，要對坡口兩側(cè)融化情況進行密切地觀察，認真清理每一層的焊渣。在封低前，需要徹底清除焊渣，埋弧焊行進過程中避免發(fā)生焊偏的問題。2.3咬邊咬邊主要是焊縫的邊緣發(fā)生凹陷問題，而咬邊的起因主要由于焊接電流過大過快的運條速度、太長的電弧、不恰當?shù)暮笚l角度等。如果采用埋弧焊，過快的速度或者不平的焊機軌道都會影響到焊接質(zhì)量，如果融化的焊件沒有及時被填滿就會出現(xiàn)咬邊問題。如果焊接存在咬邊問題，會造成母材接頭工作面減小，導致鋼板應力集中。因此在很多焊接工作中都嚴禁存在咬邊問題，或者嚴格限制了咬邊

7、的深度。為了防止焊接中出現(xiàn)咬邊問題，合理地選擇運條手法和電流、對焊條角度、電弧長度進行密切關(guān)注和嚴格控制、選擇合適的參數(shù)進行埋弧焊、避免焊接過程的速度過快、對焊接軌道平整性進行嚴格地控制等都可以有效的避免咬邊的出現(xiàn)。2.4未焊透、未熔合焊接中接頭沒有完全融透即為未焊透，未融透是焊件和焊縫之間有未融透的現(xiàn)象。在壓力鋼管焊接中，這種現(xiàn)象是非常嚴重的，它將大大降低焊縫的強度，導致焊縫出現(xiàn)斷裂或者突變。在壓力管道焊接中，嚴禁出現(xiàn)未焊透、未熔合的問題。焊件裝配間隙、坡口角度、焊條直徑、電流小、太快的速度、過長的電弧等都會導致出現(xiàn)該問題。2.5弧坑在焊縫收尾處出現(xiàn)下陷的問題，其被稱之為弧坑?；】尤菀紫魅鹾?/p>

8、縫的強度并且冷卻過程中容易出現(xiàn)裂紋等問題。過短的熄弧時間、突然中斷焊接、過大的焊接電流等都是造成弧坑的因素。為了避免出現(xiàn)弧坑，應當注意在收弧過程中短時間進行停留，保證焊條金屬能夠?qū)⑷鄢靥顫M，并正確的選擇焊接電流。2.6焊瘤焊接中的金屬瘤稱作為焊瘤。焊瘤問題在平焊的中間換條處或者始末端、立焊和仰焊中非常容易出現(xiàn)，此外直徑小的埋弧焊焊接中也容易出現(xiàn)焊瘤。焊瘤不但表面不美觀，同時大多存在夾渣、未焊透等其他質(zhì)量問題。焊接水平低下、過高的熔池溫度、過大的電流和弧長是造成焊縫表面形成焊瘤的主要因素。為了避免出現(xiàn)這種情況，不光需要不斷提高焊接者的操作水平，同時也要對熔池溫度、焊接電流、焊接速度等進行嚴格地控

9、制。2.7裂紋2.7.1熱裂紋焊接中金屬從液態(tài)凝固到固態(tài)過程中可能會形成裂紋，我們將這些裂紋成為熱裂紋。焊件、焊條內(nèi)存在低熔點雜質(zhì)、過慢的結(jié)晶凝固過程、低強度的塑性都是導致出現(xiàn)熱裂紋的原因。如果外界有著足夠大的結(jié)構(gòu)約束應力，同時受到焊縫金屬凝固收縮作用力就會拉開熔池中低熔點雜質(zhì)，該作用力在凝固中或者凝固后不久都可能發(fā)生，導致出現(xiàn)裂紋的情況。2.7.2冷裂紋冷裂紋指的是金屬冷卻中或者冷卻后在焊縫和木材交界或者母材上發(fā)生開裂的問題。焊接熱對材料產(chǎn)生影響導致生成淬硬組織或者焊縫中擴散氫含量過大且集中則會導致出現(xiàn)冷裂紋。為了避免出現(xiàn)冷裂紋，焊條要選擇低氫型堿性，在完成焊接后對焊接處進行緊急熱處理，通過改善接頭韌性避免冷裂紋的出現(xiàn)。結(jié)論壓力鋼管焊接中如果出現(xiàn)氣孔、夾渣等焊接質(zhì)量問題，會導致鋼管使用壽命縮短，容易出現(xiàn)斷裂等問題，嚴重的情況會導致出現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全事故。因此