高频直缝焊接质量缺陷及处理
发布者: 源晟键 时间:10/7/2019 4:26:17 PM
高频焊管焊接缺陷及其分析
高频直缝焊接钢管的焊接质量缺陷有裂缝、搭焊、漏水、划伤等等。下面仅对裂缝、搭焊这两个主要缺陷进行分析:
一、 裂缝
裂缝是焊管的主要缺陷,其表现形式可以由通常的裂缝,局部的周期性裂缝,不规则出现的断续裂缝。也有的钢管焊后表面未见裂缝,但经压扁、矫直或水压试验后出现裂缝。裂缝严重时便漏水。产生裂缝的原因很多。消除裂缝是焊接调整操作中最困难的问题之一。
下面分别从原料方面、成型焊接孔型方面和工艺参数选择方面进行分析。
1.原料方面
(1)钢种,即钢的化学成分对焊接性能有明显的影响,钢中所含的化学元素都或多或少、或好或坏地影响着焊接性能。高频焊由于焊接温度高,挤压力大等原因,比低频焊允许的化学范围要广些,可以焊接碳素钢、低合金钢等。碳素钢主要含有碳、硅、锰、磷、硫五种元素。低合金钢还可以含有锰、钛、钒、铝、镍等各种元素。
下面分述各种元素对焊接性能的影响。
1.碳 碳含量增加,是焊接性能降低,硬度升高,容易脆裂。低碳钢容易焊接。
2.硅 硅降低钢的焊接性,主要是容易生成低镕点的SiO2夹杂物;增加了熔渣和溶化金属的流动性,引起严重的喷溅现象,从而影响质量。
3.锰 锰使钢的强度、硬度增加,焊接性能降低,容易造成脆裂。
4.磷 磷对钢的焊接性不利。磷是造成蓝脆的主要原因。
5.铜 含量小于0.75%时,不影响钢的焊接性。含量再高时,使钢的流动性增加,不利于焊接。
6.镍 镍对钢的焊接性没有显著的不利影响。7)铬 铬使钢的焊接性能降低,高熔点氧化物很难从焊缝中排除。
8.钛 钛能细化晶粒,钛增加钢的焊接性能,钛能使钢的流动性变差,粘度大。
9.硫 硫导致焊缝的热裂。在焊接过程中硫易于氧化,生成气体逸出,以致在焊缝中产生很多气孔和疏松。硫不利于焊接并且降低钢的机械性能,通常钢中硫被限制在规定的微量以下。
10.钒 钒能显著改善普通低合金钢的焊接性能。钒能细化晶粒、防止热影响区的晶粒长大和粗化,并能固定钢中一部分碳,降低钢的淬透性。
11.铝 铝对钢的焊接性能的影响使钢中铝含量的不同而不同,一般说来,脱氧后残留在钢中的铝,对焊接性能影响不大,如果作为合金元素加的量较大时,则和硅的作用相似,降低钢的焊接性能。
12.氧 氧在钢中是作为有害元素来看待的,较高的含氧量在焊接时形成较多的FeO残留在焊缝处,从而降低了焊接性能。
13.氢 氢是造成发裂的原因。
14.铌 钢中加入0.005~0.05%的铌,能提高屈服强度和冲击韧性,改善焊接性能。
15.镐 锆能改善焊接金属的致密性。
16.铅 铅对钢的焊接性能没有显著影响。
某个钢中里面所行各种元素对该钢中综合的焊接性能的影响,以碳当量来衡量。碳当量上限为0.65~0.70%。超过该上限,则焊缝易脆裂,硬度上升,焊接质量不好,飞锯切断和切断困难。
(2)带钢成分有偏析,尤其是B2F、B3F带钢卷的头部,通常都是沸腾钢锭的头部,成份偏析比较严重,含有较多的杂质和氧化物,焊接性能不好。因此,同一卷带钢在头部易出现裂缝。
(3)带钢有夹层,特别是边缘夹层是产生裂缝的主要原因之一。
(4)带钢宽度不够,对于超出负偏差的带钢就不能充满挤压滚孔型,焊接压力不够,甚至无压力,造成裂缝。
(5)带钢厚度变化较大,焊接电流忽大忽小,产生裂缝。
(6)带钢边缘不整齐,呈锯齿状,或缺肉,或撕裂,焊接以后出现不规则断续小裂缝。
(7)由于纵剪时圆盘刀间隙过大或刀刃磨损严重造成带钢边缘毛刺过大,成型时毛刺向外易产生裂缝。为防止产生裂缝拆卷时将带钢反方向上斜,使成型时毛刺向内。
2.成型和焊接孔型方面
1)成型封闭孔的导向环损坏,造成啃边,易出现裂缝。
2)挤压辊轴承损坏,造成焊接压力不够,易出现裂缝。
3)挤压辊孔型设计不合理,或者使用错误孔型使带钢成型为尖桃形,焊接压力内大外小,易出现裂缝。
4)挤压辊加工不合格,上下两个轴承台、中间轴孔和外部圆孔型这几个园不同心。当不同心度比较大时(0.10~0.20毫米)挤压辊呈偏心转动,造成挤压力不稳定,易出现裂缝。
5)挤压辊孔型磨损严重,造成上压力减小呈尖桃形,焊接后出现裂缝。
3.工艺参数选择方面
1)焊速过高,造成温度低,产生裂缝。
2)焊速过低,造成温度过高,易产生过烧现象,压扁后易裂开。严重的甚至在焊缝处产生气孔。
3)压力小,低熔点的夹杂物不易挤出,而且压力小熔化金属之间结合力小,焊缝受力时易产生开裂。
4)焊接温度低,焊不上,应降低速度。
5)焊接温度过高,电流过大,易产生过烧甚至有气孔及氧化物,应提高速度。
6)电极或感应器位置不适当,距挤压辊中心线过远,造成热量消耗大,温度低,焊接质量不良。
7)开口角过小,造成焊接电流不稳定,在过梁处发生小的爆破形成砂眼,产生焊接裂缝。
二、搭焊
搭焊是管坯两边缘在焊接时错位,虽刮除外毛刺仍能看到错位的痕迹。其原因有:
1)成型质量不好。成型管坯两边缘不平时出现通常的搭焊,成型边缘有波浪和鼓包时,出现局部的小的搭焊。
2)生产薄壁管时,挤压力不当,容易引起大旱。在挤压辊孔型中心管体里面安装一个小托辊,能有效地克服薄壁管的搭焊。
3)挤压辊安装不平,一高一低,造成搭焊。
4)带钢边缘纵剪不良,卷边或边缘毛刺过大,造成搭焊。
5)成型立辊、水平辊和挤压辊轧制中心线不在一条直线上,或者带钢有镰刀弯,造成成型不稳定,焊缝扭转,造成搭焊。
6)阻抗器前端位置正好在挤压辊中心线处时,扩口强度值和压扁强度值最好。当超过挤压辊中心线,伸向定径机一侧时,扩口强度和压扁强度都明显下降。当不到中心线而在成型机一侧时,也是焊接强度降低。
边缘钢质形态对对焊接质量的影响
1. 非金属夹杂物
在铸锭时由于偏析形成的非金属夹杂物,经热轧纵切以后,暴露在带钢边缘部分,成型焊接时,影响焊接性能,使焊接质量降低。
2. 边缘夹层
在铸锭时形成的缩孔和疏松组织,经热轧纵切以后,残留在带钢边缘部分,可以明显看到夹层,或者不显著的夹层,焊接时影响焊接质量,造成裂缝。
3. 残余氧化物
边缘部分残余大量的氧化物,焊接时不能全部被清除出焊缝,残留在焊缝里面,而影响焊接质量。