X80螺旋埋弧焊钢管常见缺陷分析

摘 要：介绍了X80螺旋埋弧焊钢管生产中最常见的几种缺陷，包括焊缝外观形貌缺陷、气孔、夹渣和裂纹等；并对不同缺陷进行了分析，今后X80等高强度管线钢的生产提供参考。关键词：X80；螺旋埋弧焊钢管；缺陷中图分类号：TG4

文献标识码： A 某钢管厂在X80螺旋埋弧焊钢管的生产中，出现的几类常见缺陷如下：焊缝外观缺陷、未熔、横向裂纹、气孔气渣等。现针对这些常见缺陷作如下分析：一、焊缝外观缺陷焊缝外观缺陷主要表现在几个方面：焊缝尺寸不合适、焊缝偏流、边缘咬边等。1、焊缝尺寸不合适。焊接规范对焊缝外观的影响很明显，当电流增大时，焊缝的熔深和余高均增大，熔宽基本不变；当电压增大时，熔深略有减小而熔宽增大 ；焊接速度增大后，线能量减小，熔深减小。因此，焊接规范过大或过小都会直接影响焊缝的外观尺寸。2、焊缝偏流

形成焊缝偏流有以下原因：焊丝倾角不合适、焊枪位置不当、电弧偏吹等。因此，调型初期要全面检查焊枪角度及位置，避免产生偏流现象。3、焊缝边缘咬边咬边是沿着焊趾的母材部位上被电弧熔化而形成的凹陷，容易产生应力集中。焊接工艺参数选择不当，焊接电流过大、电弧过长、焊接速度过快等都会导致咬边。二、未熔缺陷未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。焊接时电流过小，焊速过高、热量不够或者焊丝偏于坡口之一侧，使母材或先焊焊缝金属未得到充分熔化就被熔化金属敷盖而造成。采用合适的焊接规范，注意坡口边缘清洁，这类缺陷可以避免。三、横向裂纹缺陷裂纹是焊缝中危害性最大的一种缺陷，它属于条面对面状缺陷，在常温下会导致焊缝的抗拉强度降低，并随着裂纹所占截面积的增加而引起抗拉强度大幅度下降。另外，裂纹的尖端是一个尖锐的缺口，应力集中很大，它会促使构件在低应力下扩展破坏。所以在焊缝中裂纹是一种不允许存在的缺陷。一旦发现必须进行全部清除，否则会造成重大事故发生。在生产X80 Φ1016mm ×12.8mm螺旋缝埋弧焊钢时，钢管内焊缝浅层出现了垂直于焊缝的横向裂纹。裂纹是一类重大缺陷，在焊接上是不允许存在的，对此我们进行了分析。起初通过碳弧气刨的方法把焊缝刨开，由于缺陷的纹路跟气刨产生的纹路一致，很难观察到裂纹缺陷。经过取样酸洗观察如下图：经过DR拍片如下图：结合螺旋缝埋弧焊生产工艺的特点，我们分析了裂纹的产生主要原因有以下几个方面：1、焊缝金属在凝固收缩时，周围处于“冷”状态的金属所给予熔融态的焊缝金属压应力，随着结晶冷却，焊缝金属逐渐从受压应力转为受拉应力，最终导致焊缝形成裂纹。在正常生产过程中先焊内焊缝，经过一个半螺距后再焊外焊缝，外焊缝形成后凝固时，内焊缝同样受到来自外焊缝的拉应力。当内外焊焊接线能量相差太大时，这种内外焊缝间的作用力也会随之增大，可能导致裂纹的形成。2、钢带进入成型器形成管样是一个冷变形过程，钢管会因此受到一个很大的压迫力，成型辊的位置不同会使这种压迫力不同。当压迫力过小时，即在钢管上所取的弹复样开口外扩过大时，会额外施加给内焊缝一个沿圆周方向向外的力，也将促进裂纹的形成。另外，钢带的成型状态过程不稳定，会出现更复杂的情况，很大程度上会引起裂纹。3、焊接工艺规范化及焊接速度的影响。当焊接电流、电压过小，焊接速度过大时，焊接线能量会过小，焊缝的冷却速度会增加，导致熔池形状发生变化，增加了热倾向，最终促使裂纹的形成。四、气孔气渣缺陷气孔气渣缺陷是埋弧焊钢管中的一类普遍存在的缺陷，它的形成主要是由于焊缝金属中的气体在金属凝固以前来不及逸出而残留在焊金属内。主要有以下几个方面的因素：1、焊材方面焊丝、焊剂在使用过程中受到污染：焊丝锈蚀，表面有油污；焊剂受潮或者焊剂在使用前混入了水分、污物和氧化铁屑等。这些因素是焊缝中产生气孔气渣的最关键因素。因此，要对使用的焊丝、焊剂要严格管理，防止以上情况发生。2、焊接时焊剂覆盖不充分由于电弧外露并卷入空气而造成气孔。尤其是内焊时，焊接过程在钢管内部进行，不能直接观察到焊接状态，经常发生明弧的现象。少量的明弧影响不大，但大量的明弧会使空气中的气体如N2、H2O中的H等进入焊缝，导致气孔产生。3、电弧磁偏吹是焊接时经常发生电弧磁偏吹现象，特别是在用直流电焊接时更为严重。电弧磁偏吹会在焊缝中造成气孔。磁偏吹的方向受很多因素的影响，例如工件上焊接电缆的联接位置：电缆接线处接触不良、部分焊接电缆环绕接头造成的二次磁场等。在同一条焊缝的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。在接近端部的一段焊缝上，磁偏吹更经常发生，因此这段焊缝气孔也较多。为了减少磁偏吹的影响，应尽可能采用交流电源；工件上焊接电缆的联接位置尽可能远离焊缝终端；避免部分焊接电缆在工件上产生二次磁场等。

五.结束语

对此，螺旋钢管分厂专门把电缆线重新排布，大大降低了气孔产生的可能性，有利的提高了焊缝质量。 【参考文献】[ 1] 李军著 焊缝气孔缺陷的形成原因及防治措施 沈阳工业安装工程股份有限公司. 2008.[ 2] 焊剂对焊缝中气孔、夹渣的影响. 西安石油大学， 宝鸡石油钢管有限责任公司，陕西宝鸡， 陕西省城乡建设学校. 2009[ 3] 张克修 ， 吴金辉， 王树人著 X80螺旋埋弧焊管焊缝横向裂纹产生原因及预防措施 辽阳石油钢管 中国石油天然气集团公司管材研究所. 2010.