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厚板埋弧自动焊的焊接质量控制

阅读次数[] 发布时间:2013-7-20 18:44:03

摘要:为了顺利地实现厚板埋弧自动焊的焊接,接工艺措施,使接头的焊接质量得到有效的控制。生产效率和焊接质量

O 概述

    近年来,随着西部大开发,国家对水电基础建设投人增加,大中型电站纷纷上马,在这些电站的压力钢管制造中,大多采用高强钢及低合金钢材质的钢板,厚度较大,达到5080mm,焊缝要求进行射线探伤,GB332387标准评定,一类焊缝n级合格,并进行10%超声波探伤,GB ll34589标准评定,一类焊缝B l级合格,焊接接头力学性能要求高,焊接难度增大。

1 问题提出

    厚板采用埋弧自动焊焊接,既可提高劳工生产率,减低劳动强度,改善劳动环境,又没有焊条电弧焊得焊条头损失,可降低生产成本。但厚板埋弧自动焊焊接易产生气孔、裂纹、夹渣、未熔合等缺陷。

2原因分析

1)由于大厚度板结构刚性大,焊后冷却速度快,焊缝受到较大的拘束,因此焊接残余应力也大。

2)焊接时,焊接工艺参数对接头的组织、性能和缺陷的形成有较大的影响。焊接线能量过小时,易产生冷裂纹、未熔合和夹渣等缺陷;焊接线能量过大时,易使焊缝及热影响区组织和性能严重下降。

3)在坡口根部小截面处打底焊时,采用较大电流焊接时,焊缝成形系数小,焊接熔池深而窄,在焊缝结晶时,由于先结晶的金属较纯,后结晶的金属杂质较多,并富集在晶粒的周界,随着柱状晶的长大和推移,把杂质排向熔池的中心,这些杂质的熔点较低,形成液态薄膜。在固液相状态,在焊接应力的作用下产生结晶裂纹,在焊接电流太小或坡口根部截面过小时,熔池中的气体和夹杂物难以浮处表面,易产生气孔和夹渣。

4)在根部坡口截面较小处焊接时,若电弧电压过大,焊接电弧的热量大部分被坡口两侧母材吸收,而底部因没有足够的热量熔化母材和焊剂,易产生未熔合、未焊透和夹渣缺陷。

5)管节直缝焊接时,由于管节焊缝坡口深,而两端组对的引弧板和引出板较厚,在焊接电弧从引弧板向坡口内过渡时,电弧电压突然变大,易使管节引弧端焊缝产生气孔和夹渣。在焊至另一端与引出板靠近时,电弧电压突然变小,并发生短路。

6)在坡口内多层焊时,由于坡口局部弯曲过大,或在操作过程中,工件或焊丝偏移,使焊缝偏向坡口的一侧,而坡口的另一侧母材则由于加热不足产生未熔合或形成深凹槽。覆盖在深凹槽上面的焊道不能彻底将其熔化焊透时,深凹槽处存在夹渣。

3 焊接工艺控制措施

   根据厚板埋弧自动焊的焊接特点,重点控制了以下工序:

1)根据等强度原则,选用的焊接材料的强度等级应与母材强度等级一致;

2)坡口形式,采用机械加工,坡口形式如图1:

3)焊接准备


1清除坡口两侧各2030mm范围内的油污、铁锈、氧化物和水分等有害物质;

2清除焊丝表面上的油脂和锈斑,焊丝不得有折弯,端头打磨;

3 焊剂保持清洁,粒度均匀适宜,并进行250 2h的烘干;对回收的焊剂进行过筛,除去焊渣、尘土、粉末等杂物,并按规定重新烘烤;

4 定位焊时焊条与被焊金属相匹配,并采用与正式焊接相同的工艺,定位焊缝不得存在缺陷;

5 直缝两端加焊约l00m m x 10Omm的引弧板和引出板,材质及厚度与钢管相同,为了避免引弧端和收弧端电弧电压骤变,管节端头焊缝产生气孔和夹渣等缺陷,采用特殊的开槽引弧板和引出板;

4)焊前预热将焊件坡口两侧各180mm范围内的母材预热到100,这样可降低焊后冷却速度,减缓淬硬倾向,减小焊接残余应力,防止冷裂纹的产生;

5)焊接

1正反两面打底焊时,注意焊丝对准坡口中心,采用较合适的焊接线能量,使焊缝成形系数控制在1.32之间,熔池中的气体和杂物能充分浮出;

2采用多层多道焊,除打底焊外,其余焊道在坡口两侧交替排列(见下图)。焊接线能量不宜过大,采用薄层焊,避免在坡口母材边缘形成深凹槽和咬边;

3焊接过程中注意道间熔渣的清理,控制道间温度不低于预热温度;

4每焊完一焊道应进行检查,对坡口母材边缘已形成的深凹槽,用砂轮打磨至覆盖焊道能充分熔化焊透为止;若发现咬边、夹渣等缺陷必须清除和修复;

5背面采用碳弧气刨清根的,应特别注意碳刨后坡口形状的修整,对坡口表面凸凹不平处或形状不规则处应打磨修整到符合要求为止;

6采用中4m m焊丝,电源直流反接。正、反面打底焊时焊接电流500-650A,电弧电压3任一34V,焊速7一习mmsl,其余焊道焊接电流5 0605 A,电弧电压3236 V,焊速与打底焊时相同;

7肋板对接焊时,注意控制焊接变形,在采取多层多道施焊时,适时调整焊接顺序,防止出现角变形;在有效控制线能量的情况下,尽量连续焊接,以减小角变形;

6)后热消氢厚度大于23m m的高强钢和低合金钢应作后热消氢处理。后热温度,低合金钢宜为200250,保温时间宜为0.51h,层间温度应不低于预热温度,且不高于230度。

4 结论

采用上述焊接工艺措施焊接岔管及肋板,焊接质量可以得到有效的控制,焊缝一次拍片合格率达到98%,焊接接头的力学性能满足了标准的要求,保证了产品的质量。


关键字:
  产品分类: 大口径 结构 厚壁 管线 油管 套管