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管道焊接冬季施工缺陷及控制方法

文章来源: 文章编辑: 更新时间:2016-12-28 16:15:23 点击次数:

本文原标题:冬季管道焊接主要缺陷及控制方法

“细节决定成败”,焊接环节尤其如此,加强过程控制,减少缺陷形成,能有效地提高一次焊接合格率,同时有利于返修合格。控制管道焊接质量,首先要充分了解和分析现场焊接缺陷产生的原因,然后结合现场实际采取有针对性的预防措施和控制对策,避免严重缺陷的产生,减少和消除焊接缺欠,切实解决焊接“气孔、夹渣、未融合、未焊透、烧穿、咬边、弧坑、裂纹、余高超标”等质量问题。现就常见的缺陷缺欠,以及冬季施工易出现的质量问题,进行成因分析及参考控制对策。

一、气孔

原因分析:

  1.焊条或焊丝受潮,特别是低氢型焊条受潮极易产生气孔,低氢型焊条前端引弧剂脱落;

  2.断弧时焊丝离开熔池过快,熔池缺少气体保护,出现弧坑气孔;

  3.重新起弧时,未进行有效的打磨处理和在断弧前的焊道处起弧焊接;

  4.现场风力较大,防风措施不到位;

  5.焊口有污物、结露或有潮气;

  6.焊条偏弧或电弧过长;

  7.焊接手法不够熟练。

防治措施:

  1.焊条或焊丝应保持干燥,低氢型焊条按要求烘干,限量领取和保温桶存放,当日用不完的焊条需重新烘干,低氢型焊条必须保证引弧剂完好,装卸时轻拿轻放避免引弧剂脱落和药皮受损;

  2.断弧时,焊条应在断弧处作短暂停留或作回焊运条,以控制不良气体的进入;

  3.重新起弧时,对弧坑有缺陷部位采用砂轮打磨处理,打磨到原断弧处,在断弧前的焊道处起弧焊接,且能够完全覆盖断弧时焊道部位;

  4.防风措施要到位,低氢型焊条对风极其敏感,更要严格防风,采用超短弧焊接,无防风措施不能焊接作业,经验证明二级风以下同样可能出气孔;

  5.管口必须保持清洁干燥,不得有铁锈、油污、杂质等;

  6.焊条偏弧时,应断弧更换焊条和打磨处理;

  7.焊工的焊接手法不熟练应加强针对性练习,尽快掌握控制缺陷的能力。

二、夹渣

原因分析:

  1.坡口角度小,焊接电流小,熔渣积度大或焊接速度快,熔池冷却速度快,熔渣来不及浮出熔池表面引起夹渣;

  2.根焊过薄或打磨过多,热焊易烧穿不敢采用较大电流。清根方法不当,焊道两侧出现夹角或沟槽过深。快速热焊时,流到夹角和深槽的熔渣来不及浮出形成夹渣;

  3.焊工操作手法不当,焊道中心和夹角处运条较快,熔池熔深不够,覆盖残留的熔渣或将其混淆在一起。

  4.焊条偏弧,另一侧未熔合好,产生夹渣;

  5.焊条、焊道沾有污物未清理干净焊接时形成夹渣;

  6.立焊道下坡焊时,焊速快,焊条角度和运条方法不当。特别是低氢型焊条,在填充焊时,3点位上下易出现“铁轨式夹渣”即焊道两侧同时出现平行条形夹渣。

防治措施:

   1.组对间隙不宜过小,在工艺参数的范围内选用较大电流,保证管道焊接熔深,同时焊速不宜过快;

  2.根焊道不能过薄和打磨过多,去除表面熔渣(或黑点),把接头打平。清根时要将焊道清成“U”形槽,避免形成夹角,管道焊接时熔渣不易浮出,根焊道打磨要有利于热焊能控制烧穿和产生夹渣;

  3.焊工应纠正不正确的操作手法,控制运条角度和摆动幅度,保证焊接熔深;

  4.焊条偏弧时,应断弧更换焊条和进行打磨处理;

  5.仔细清理管材和焊条上的杂质或前一层焊道上的熔渣,焊接前对焊道毛茬、掉落的渣垢、内对口器上的脏物进行清理,防止杂质进入焊道。焊接过程中始终保持清晰的熔池,使熔渣液面和熔池金属达到良好分离;

  6.立焊道下坡焊时,焊速不宜过快,保证熔深。采用正确的焊条角度和运条方法。特别是低氢型焊条,在填充焊时,3点位上下更要注意,手法要稳,控制焊角度(建议3点位的平行角度为10—15度),焊速不宜过快,防止焊道两侧出现平行条形夹渣。

三、未焊透

原因分析:

  1.焊接电流过小,熔深过浅,焊速过快,焊缝两侧运条停顿时间过短或焊条角度偏于一侧,使母材(根焊)或层间金属未得到充分熔化,而被填充金属覆盖;

  2.根焊时,坡口角度过小、对口间隙小、钝边厚或错边大,管材厚薄不均,熔深不足,运条方法不当,易使根部焊缝未焊透;

  3.管道焊接时焊条角度不当,使电弧热源散失或偏离,造成一侧产生示焊透。

防治措施:

  1.根据焊接规程要求控制好坡口尺寸、钝边厚度,调整组对间隙,管材对口应严格控制错边量,壁厚不同的管子应按要求加工成缓坡形;

  2.选用工艺参数内较大电流,保证熔深。调整并合理的控制运条角度及焊接速度,保持电弧处于正确方向;

  3.坡口边缘运条稍慢,停留时间稍长,保持运条到位,使热量足以熔化母材钝边和前一层焊缝金属。根部焊接注意熔池形态,焊透形态为熔池前部有小圆圈随焊接前移,可有效保证根部焊透。

四、未融合(含未焊满)

原因分析:

  1.管道焊接电流过小,焊速过快,焊缝两侧运条停顿时间过短或焊条角度偏于一侧,使母材或层间金属未得到充分熔化,而被填充金属覆盖;

  2.对口间隙较小、钝边厚或错边量大,焊条角度、运条操作方法不当,熔深不足,焊速过快,易使根部焊缝未熔合。

  3.未焊满,主要是焊条或焊丝摆动不到位,其次是偏弧所致。

防治措施:

  1.选用工艺参数内较大电流,合理调整运条角度和焊接速度,坡口边缘运条稍慢,停留时间稍长一些,使热量足以熔化母材和前一层焊道金属;

  2.调整组对间隙,减少钝边厚度及错边量,使焊缝沟槽平整熔渣清理干净;

  3.调整焊条角度,保持运条到位,使电弧处于正确方向;

  4.防止未焊满,焊条或焊丝要摆动要到位,发生偏弧时首先换掉焊条,打磨缺陷部位后再进行焊接。

五、烧穿

原因分析:

  1.根焊厚度不够或打磨过多,电流偏大;

  2.熔池温度过高,焊接速度稍慢导致烧穿;

  3.焊条(焊丝)角度不当;

  4.送丝速度没有控制好,或出现窜丝现象,造成焊丝穿透熔池在根部形成烧穿焊瘤。

防治措施:

  1.保证根焊厚度,打磨不宜过多,合理的调整电流;

  2.热焊时熔池温度过高,应适当提高焊速以降低焊接熔池温度;

  3.调整好送丝机,控制送丝速度,防止出现窜丝现象;

  4.平焊和仰焊时应严格控制熔池温度,不宜过高,尽量采用短弧焊,采用正确的焊条角度,建议到  5点位应适时变换角度;

  5.坡口间的组对间隙不宜过大,焊接电流要适当小一些,半自动焊可将焊枪两个档位调至低挡。

六、咬边

原因分析:

  1. 管道焊接电流过大,电弧过长及运条角度不当;

  2.焊接运条时,坡口边缘两侧停留时间稍长;

  3.填充时,焊缝填充金属过低,盖面焊接焊肉过厚,电弧停留时间过长,焊缝区温度过高造成咬边。

防治措施:

  1.选择管道焊接工艺参数内稍小一些电流,控制电弧长度或短弧焊接,保持运条均匀,坡口边缘运条停留时间稍短些,并注意运条角度;

  2.最后一遍填充金属应略低于焊道母材表面(0.5毫米-1毫米),使盖面的焊道宽度轮廓清楚,有利于控制咬边和外观成型良好;

  3.焊缝咬边深度、长度超标部分,宜用砂轮打磨修整后补焊。

七、弧坑

原因分析:

  1.断弧和收弧不当,在焊道末端形成的低洼部分,表面低凹深度超出规范要求,即低于母材;

  2.焊缝熔池金属未填满,收弧过快或电流过大造成;

  3.在6点位收弧时,焊道温度过高,停顿间隔时间较短。

防治措施:

  1.收弧过程中焊条应在收弧处作短暂停留或作回焊运条,使熔敷金属填满熔池;

  2.采用砂轮打磨补焊,补焊长度应不小于50mm,低氢焊条宜采用回弧(运条)填满熔池;

  3.在6点位收弧时,不可俩人同时收弧,待温度降一点再焊到接头处收弧。反之,则容易出现弧坑或焊道成型较差。

八、裂纹

原因分析:

  1.施工方法不当,管子处于受力状态,或长距离悬空,在焊接收弧点(或应力集中处)容易出现应力裂纹;

  2.管道焊接方法不当,局部反复焊接打磨导致母材晶体组织改变,硬度(脆性)增加,塑性下降;

  3.根焊过程中,过早撤离对口器,熔池中铁水未来得及完全凝固,在焊接收弧处易产生裂纹;

  4.错边量大造成焊缝中心线偏移,形成中心裂纹;

  5.焊道有杂质,内对口器震动焊渣掉在焊道上,焊接时进入熔池,夹渣降低了焊缝强度,容易出现根部裂纹;

  6.管材结露或焊材受潮未烘干,焊缝中扩散氢含量偏高;

  7.经常清理内对口器端部胀块,清除焊渣尘垢,防止掉进焊缝进入熔池而产生缺陷,(出现翻浆,铁水熔合不好)降低了焊道强度,可用焊条端部(无药皮处)砸扁煨弯,伸进仰脸处焊口内侧划掉焊渣杂质,可避免和减少仰脸处根焊道缺陷。

九、返修裂纹

原因分析:

  1.冬季返修后裂纹,预热方法不当,局部预热温度低或整体加热不均,焊后未保温,温度下降过快;

  2.根焊返修时电流大,操作不当,反复焊磨;

  3.管线可能存在应力(内应力或外应力);

  4.管材结露,焊材受潮(填充盖面E8018-G焊条未烘干保温),焊缝熔池中的扩散氢含量偏高,易产生缺陷降低强度。

返修裂纹时建议措施:

  1.正确加热,或整体加温,返修处打磨后测温和补充加温,防止焊道温度下降过快;

  2.在工艺参数内采用小电流.填充盖面E8018-G焊条烘干保温。

  3.尽可能清除管口内杂质,特别是仰脸处内表面毛茬、焊渣和尘垢;

  4.尽量焊口消除应力,必要时用吊管机吊起,保持管材在水平位置;

  5.根部返修较长时,建议分段打透施焊,先焊接两端再焊接中部,以消除和分散焊缝应力。

十、焊道余高超标

原因分析:

  1.焊接速度稍慢,末遍填充后打磨控制不到位,造成盖面焊道余高超标;

  2.平焊和仰脸焊运条不当,焊速慢,填充焊控制不到位,经验不足或责任心不强所致。

防治措施:

  1.在易出现余高超标的部位提高焊速,按标准厚度进行每层的焊接打磨,防止抢进度造成的忽略过程控制和焊后质量检查;

  2.最后一遍填充,控制在低于母材0.5mm-1mm的厚度,为盖面焊控制余高超标创造有利条件;

  3.对余高超标焊缝进行打磨,并达到圆滑过渡的处理效果。

十一、焊工返修次数和打磨长度深度超标

原因分析:

  1.焊工对焊接过程中存在的明显质量缺陷,层间或盖面的局部缺陷反复打磨修整焊接;

  2.焊工在未通知质量检查员的情况下自行返修,返修次数多,导致焊缝材质变脆塑性下降,结构强度降低。

  3.用低氢型焊条返修填充盖面缺陷时,焊道过热易出现气孔。

防治措施:

  1.专职质检员、巡检监理现场检查发现此类问题时,(即焊工在一处反复打磨焊接的现象)应及时制止,更换水平较高的焊工来处理该处缺陷;

  2.用低氢型焊条返修时,焊缝温度不宜过高,(返修经验证明:焊道过热极易出现气孔),不可马上打磨焊接修补, 应稍作等待,待焊道温度降到摄氏150度左右时,再进行打磨焊接修补。

长输管道提高焊接质量除技术原因外,焊工的质量意识也是一个重要因素。大家对现场出现的质量问题,要查找原因进行正确的分析,采取有针对性的控制措施,及时消除焊接质量缺陷和缺欠,促进工程焊接质量水平的不断提高。

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