當(dāng)前小口徑鋼管電焊焊接技術(shù)中存在問(wèn)題和解決策略研究

韓曉旭

摘要：在本次研究中我們針對(duì)小口徑合金耐熱鋼管焊接過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，并且能夠從操作技術(shù)層面對(duì)產(chǎn)生缺陷的原因進(jìn)行深入的分析，提出防止問(wèn)題產(chǎn)生的有效措施，并采用有效的焊接工藝和技術(shù)，以減少在焊接過(guò)程中存在的缺陷問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：小口徑;鋼管;電焊;焊接技術(shù);問(wèn)題;策略

一、焊接分析

近年來(lái)，隨著鋼管生產(chǎn)制造技術(shù)的發(fā)展逐漸呈現(xiàn)大型化，高容量，一些小口徑耐熱鋼管能夠?qū)嶋H運(yùn)用于耐高溫，耐高壓的設(shè)備中，在油田企業(yè)中也大量使用了鋼管，由于部分合金耐熱鋼材料中含有較高的合金元素，而相反，焊接性能較差，在制造時(shí)很容易出現(xiàn)焊接缺陷，給企業(yè)帶來(lái)繁重的返工工作量，同時(shí)也會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此在本次研究中，我們針對(duì)一些小口徑的鋼管電焊焊接過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷問(wèn)題進(jìn)行深入的分析和檢驗(yàn)，以獲取優(yōu)化的操作工藝。在我們所使用的油田輸送管道中大量使用了低于60mm的合金鋼材料，這些材料經(jīng)過(guò)評(píng)定能夠達(dá)到合格狀態(tài)，但在實(shí)際制造時(shí)部分產(chǎn)品在電焊焊接過(guò)程中出現(xiàn)了裂縫，以及各種夾渣問(wèn)題，據(jù)報(bào)道存在90%以上的缺陷位置出現(xiàn)12點(diǎn)鐘左右區(qū)域，一次焊接成功的概率僅為80%由于制造周期問(wèn)題以及焊接材料等因素的影響，在焊接過(guò)程中可選擇的余地較小，只有通過(guò)技術(shù)改造才能夠改善焊接存在的問(wèn)題。我們常見(jiàn)到的焊接鋼管型號(hào)包括鋼102，10CRM910由于這種材料存在的鉻、鉑等元素，因而使得整體奧氏體穩(wěn)定性強(qiáng)，很難分解，在較低溫狀態(tài)下才可以出現(xiàn)馬氏體的轉(zhuǎn)變，而正是由于這種原因?qū)е略诤附舆^(guò)程中很容易產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致接頭處存在一定的脆性，降低了抗裂性能。相對(duì)來(lái)說(shuō)，在評(píng)定焊接工藝時(shí)由于鋼管處于自由狀態(tài)，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)會(huì)使接頭兩端處于限制狀態(tài)，其所承受的焊接應(yīng)力較大，因此有很大的冷和熱裂傾向。由于這種耐熱鋼所含合金元素比較多，而熔融金屬的流動(dòng)性能相對(duì)較低，在鋼管焊接時(shí)存在熔渣，一旦工作人員操作不當(dāng)還可能會(huì)導(dǎo)致大量的夾渣產(chǎn)生

二、焊接過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決措施

在焊接過(guò)程中存在下列問(wèn)題：對(duì)于焊接過(guò)程中可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋，通過(guò)晶相分析我們認(rèn)為是一種沿晶裂紋，而且成為熱裂紋的可能性比較大，而針對(duì)焊接過(guò)程中產(chǎn)生的夾渣問(wèn)題，這主要是與工作人員對(duì)于焊件熟悉度以及操作技術(shù)有一定的聯(lián)系，因此需要高度重視。對(duì)于焊接過(guò)程中產(chǎn)生裂紋進(jìn)行深入的原因分析，從上述焊接順序及裝配焊來(lái)看，12點(diǎn)鐘的方向以及該方向周?chē)茄b配焊段以及收弧點(diǎn)。由于在焊接過(guò)程中很容易產(chǎn)生較多的熔渣，因而12點(diǎn)鐘的區(qū)域范圍成為應(yīng)力最大且產(chǎn)生雜質(zhì)最多的區(qū)域，而產(chǎn)品管子在對(duì)接過(guò)程中產(chǎn)生的焊縫裂紋以及夾渣也主要是在這個(gè)區(qū)域產(chǎn)生的，因此我們可以發(fā)現(xiàn)該區(qū)域是裝配焊和焊縫收弧處，很容易導(dǎo)致在焊接過(guò)程中出現(xiàn)浮抗裂紋和焊接裂紋。由于在開(kāi)展施焊時(shí)多次進(jìn)行引弧和熄弧，而使得12點(diǎn)鐘的區(qū)域范圍成為夾渣的聚集地，從焊接的結(jié)構(gòu)和順序上來(lái)看，該區(qū)域存在嚴(yán)重的集中應(yīng)力，焊縫一次合格率達(dá)到80%，從這一檢驗(yàn)合格率情況來(lái)看我們發(fā)現(xiàn)存在熱裂紋的現(xiàn)象較多，而這種問(wèn)題主要是與焊接工作人員的操作技術(shù)直接相關(guān)。

從解決措施上，為了能夠解決在焊接過(guò)程中存在的問(wèn)題，減少產(chǎn)生熱烈紋的問(wèn)題我們需要從焊接應(yīng)力和低熔點(diǎn)共晶物這兩個(gè)角度進(jìn)行出發(fā)，在焊接過(guò)程中，作為工作人員需要采取有效措施。首先，在焊接時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)焊縫的形狀系數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，選擇恰當(dāng)?shù)暮附与娏骱退俣韧瓿珊附尤鄢兀軌蚴谷鄢匦螤羁刂圃跈E圓形的范圍內(nèi)，適當(dāng)提高形狀系數(shù)。其次，需要對(duì)焊接坡口組間隙進(jìn)行有效控制，使其間隙能夠控制在2mm的范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)強(qiáng)制的裝配焊接問(wèn)題，每次完成熄弧時(shí)，需要將電弧引到坡口處，將弧坑進(jìn)行填滿(mǎn)避免焊縫產(chǎn)生弧抗裂紋，用砂紙輕輕打磨熄弧處，減少雜質(zhì)的聚集。最后工作人員在進(jìn)行裝配焊縫時(shí)需要暫停焊接，需要去除裝配焊縫，可以采用打磨的方式，主要是能夠釋放一定的焊接應(yīng)力，其次可以除去在裝配焊縫中存在的不良因素影響。而針對(duì)操作技術(shù)情況上來(lái)看，在六點(diǎn)鐘的位置處于仰位，焊縫熔滴下掛，如果操作人員不當(dāng)操作可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)內(nèi)側(cè)焊縫內(nèi)凹，因此在開(kāi)展焊接時(shí)，需要選用電流的上限值，利用電弧吹力將其托住熔滴使其成型，避免焊縫出現(xiàn)內(nèi)凹。從六點(diǎn)至九點(diǎn)鐘的位置，焊縫處于仰位向立位過(guò)渡的關(guān)鍵，其熔滴下掛，如果不正當(dāng)操作，也可能會(huì)使內(nèi)側(cè)焊裝內(nèi)凹，因此在操作時(shí)也需要采用電流上限制，充分利用弧電流來(lái)調(diào)節(jié)熔池形狀，采用電弧吹力拖住熔滴完成成型，焊縫避免出現(xiàn)內(nèi)凹的問(wèn)題。在12點(diǎn)鐘和其他周邊附近位置，此時(shí)還正處于平位狀態(tài)，熔滴下掛之后內(nèi)測(cè)的焊縫也很容易下掛，并產(chǎn)生焊瘤，因此在操作時(shí)需要采用電流的下限值，充分利用維弧電流，調(diào)節(jié)形狀，利用熔滴重力完成成型，為焊縫避免出現(xiàn)焊瘤。

三、焊接工作的檢驗(yàn)

根據(jù)分析，我們可以采取下列措施，比如可以適當(dāng)將焊接電流降至110安培，將裝配焊處于12點(diǎn)鐘位置時(shí)，其裝配焊的位置、長(zhǎng)度保持不變。而焊接順序如圖1所示。

需要按照上述的操作技術(shù)要求完成焊接，通過(guò)實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)工作人員對(duì)焊口進(jìn)行焊接時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)缺陷，同時(shí)對(duì)員工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，從后期結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)之后，在焊縫探傷結(jié)果上合格率可以達(dá)到98%。

四、小結(jié)

由于小口徑的耐熱鋼含有多種合金元素，如果工作人員不合理操作，則會(huì)導(dǎo)致焊接時(shí)出現(xiàn)各種問(wèn)題，需要采取有效措施，減少雜質(zhì)的聚集以及釋放應(yīng)力，提升焊接質(zhì)量。作為工作人員需要掌握焊接技術(shù)，在焊接過(guò)程中焊縫形狀系數(shù)，電弧熄弧技術(shù)是完成良好焊接的關(guān)鍵?？梢圆捎眯】趶降暮辖痄摴芎附蛹夹g(shù)完成焊接，以減少焊接間題的產(chǎn)生

參考文獻(xiàn)：

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