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直縫焊管預焊缺陷對埋弧焊質量的影響及控制(一)

現代直縫埋弧焊鋼管(UOE,JCOE)的制造工藝中,均設置連續預焊工序。其作用是對成形后的管坯進行定型、成形縫定位和內焊封底,以保證鋼管外形尺寸和有利于內焊接,從而提高焊管質量和生產效率。但在預焊作業過程中,因各種因素的影響,有時不可避免地會產生焊接缺陷。這些缺陷往往又直接導致鋼管內外埋弧焊缺陷的產生,因而提高直縫埋弧焊鋼管質量必須控制好預焊質量。
1 預焊工藝過程及特點
預焊過程及特點

預焊采用Ar+CO2混合氣體保護焊,在合縫后以較快速度移度移動的管坯上進行連續焊接。由于坡口角度、管坯形狀、開口沿管坯長度方向扭曲及兩側板邊不平等因素的影響,全縫后的成形縫質量不太穩定,變化較大。燭接時需要對管坯合縫變化、電弧的穩定狀態、焊縫位置的偏離等情況進行實時跟蹤和相應調整。因此預焊具有焊接速度快、影響合縫質量因素多、變化和調整隨機性強等特點。
2 預焊常見缺陷及對埋弧焊質量的影響
2.1 預焊常見缺陷

由于預焊自身的特點,在作業時常常會產生背面焊瘤、燒穿、錯邊、焊偏、斷弧、焊縫余高過低或過高、氣孔及夾渣等缺陷。其中燒穿、斷弧較容易發現,及時采取補焊修復,一般不會對內外焊質量產生較大影響。
2.2 預焊缺陷對內外埋弧焊質量的影響
(1)背面焊瘤 背面焊瘤對內焊縫質量、跟蹤及焊接過程的穩定性將產生較大的影響。內焊的焊槍頭部一般裝有導向輪,以穩定焊頭和導向跟蹤。當導向輪在坡口內遇到焊瘤時,焊頭將突然升高,焊絲空間位置和電弧長度將發生急劇變化,這將導致焊縫產生夾渣、未焊透、焊縫外表面形成不良等缺陷
。當電弧燃燒至焊瘤處時,電弧將突然變短,甚至發生短路熄弧,影響正常焊接。由此可見,一處焊瘤往往可能導致兩處內外焊缺陷。
(2)錯邊 錯邊對內外焊縫的熔深和斷面幾何形狀將產生不利的影響,錯邊超差將直接導致焊管降級或報廢。
(3)焊偏、焊縫余高過低或過高民主 焊偏、焊縫余高過低是內焊產生燒穿、裂紋等缺陷的主要因素。焊偏和余高過低實質上是封底焊縫厚度減小或無封底焊縫,同時也將引起成形縫的拘束強度降低,因而內焊時很容易產生燒穿和裂紋等缺陷。焊縫余高過高將引起外焊熔深減小和焊縫超高。
(4)氣孔、夾渣 預焊縫的氣孔、夾渣是引起內外埋弧焊生產氣孔和夾渣缺陷的主要原因之一。預焊縫氣孔大多數分布于焊縫內部,即內氣孔。夾渣一般存在于手工補焊焊縫根部。內焊時,電弧可使焊縫根部和和下部的預焊縫氣孔。內焊時,電弧可使焊縫根部和下部的預焊氣孔、夾渣或部分熔化掉。由于被熔化的氣孔、夾渣在內焊縫根部,其氣體和非金屬夾渣物逸出焊縫表面的距離相對較遠,需要的時間也相對較長,而且內焊的熱輸入一般較小,液態溶池金屬在高溫停留時間也較短,加止外界因素的影響,很容易使氣體或非金屬夾渣物被“困住”在焊縫金屬中,形成焊縫近表面氣孔或夾渣缺陷。這也揭示了在實際生產中,內焊縫點狀缺陷較多,而且大部分分布于焊縫近表面的原因。

未被內焊熔化的氣孔、夾渣,一般在外焊縫中部或下部,與焊縫表面相對較近。而且外焊熱輸入較大,液態熔池金屬在高溫停留時間較長,氣體和非金屬夾渣物容易逸出。因此外焊縫較小產生氣孔和夾渣缺陷。

 
·UOE直縫埋弧焊管生產線三大主成型工藝及設備 ·鋼管在海洋工程與造船業中的應用
 
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