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直缝焊管预焊缺陷对埋弧焊质量的影响及控制(一)

现代直缝埋弧焊钢管(UOE,JCOE)的制造工艺中,均设置连续预焊工序。其作用是对成形后的管坯进行定型、成形缝定位和内焊封底,以保证钢管外形尺寸和有利于内焊接,从而提高焊管质量和生产效率。但在预焊作业过程中,因各种因素的影响,有时不可避免地会产生焊接缺陷。这些缺陷往往又直接导致钢管内外埋弧焊缺陷的产生,因而提高直缝埋弧焊钢管质量必须控制好预焊质量。
1 预焊工艺过程及特点
预焊过程及特点

预焊采用Ar+CO2混合气体保护焊,在合缝后以较快速度移度移动的管坯上进行连续焊接。由于坡口角度、管坯形状、开口沿管坯长度方向扭曲及两侧板边不平等因素的影响,全缝后的成形缝质量不太稳定,变化较大。烛接时需要对管坯合缝变化、电弧的稳定状态、焊缝位置的偏离等情况进行实时跟踪和相应调整。因此预焊具有焊接速度快、影响合缝质量因素多、变化和调整随机性强等特点。
2 预焊常见缺陷及对埋弧焊质量的影响
2.1 预焊常见缺陷

由于预焊自身的特点,在作业时常常会产生背面焊瘤、烧穿、错边、焊偏、断弧、焊缝余高过低或过高、气孔及夹渣等缺陷。其中烧穿、断弧较容易发现,及时采取补焊修复,一般不会对内外焊质量产生较大影响。
2.2 预焊缺陷对内外埋弧焊质量的影响
(1)背面焊瘤 背面焊瘤对内焊缝质量、跟踪及焊接过程的稳定性将产生较大的影响。内焊的焊枪头部一般装有导向轮,以稳定焊头和导向跟踪。当导向轮在坡口内遇到焊瘤时,焊头将突然升高,焊丝空间位置和电弧长度将发生急剧变化,这将导致焊缝产生夹渣、未焊透、焊缝外表面形成不良等缺陷
。当电弧燃烧至焊瘤处时,电弧将突然变短,甚至发生短路熄弧,影响正常焊接。由此可见,一处焊瘤往往可能导致两处内外焊缺陷。
(2)错边 错边对内外焊缝的熔深和断面几何形状将产生不利的影响,错边超差将直接导致焊管降级或报废。
(3)焊偏、焊缝余高过低或过高民主 焊偏、焊缝余高过低是内焊产生烧穿、裂纹等缺陷的主要因素。焊偏和余高过低实质上是封底焊缝厚度减小或无封底焊缝,同时也将引起成形缝的拘束强度降低,因而内焊时很容易产生烧穿和裂纹等缺陷。焊缝余高过高将引起外焊熔深减小和焊缝超高。
(4)气孔、夹渣 预焊缝的气孔、夹渣是引起内外埋弧焊生产气孔和夹渣缺陷的主要原因之一。预焊缝气孔大多数分布于焊缝内部,即内气孔。夹渣一般存在于手工补焊焊缝根部。内焊时,电弧可使焊缝根部和和下部的预焊缝气孔。内焊时,电弧可使焊缝根部和下部的预焊气孔、夹渣或部分熔化掉。由于被熔化的气孔、夹渣在内焊缝根部,其气体和非金属夹渣物逸出焊缝表面的距离相对较远,需要的时间也相对较长,而且内焊的热输入一般较小,液态溶池金属在高温停留时间也较短,加止外界因素的影响,很容易使气体或非金属夹渣物被“困住”在焊缝金属中,形成焊缝近表面气孔或夹渣缺陷。这也揭示了在实际生产中,内焊缝点状缺陷较多,而且大部分分布于焊缝近表面的原因。

未被内焊熔化的气孔、夹渣,一般在外焊缝中部或下部,与焊缝表面相对较近。而且外焊热输入较大,液态熔池金属在高温停留时间较长,气体和非金属夹渣物容易逸出。因此外焊缝较小产生气孔和夹渣缺陷。

 
·UOE直缝埋弧焊管生产线三大主成型工艺及设备 ·钢管在海洋工程与造船业中的应用
 
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