淺談螺旋埋弧焊鋼管的焊縫外觀形狀控制

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1、淺談螺旋埋弧焊鋼管的焊縫外觀形狀控制?52?焊管?第29卷第2期?2006年3月淺談螺旋埋弧焊鋼管的焊縫外觀形狀控制羅天寶,喬曉堂(勝利鋼管有限公司,山東淄博255082)摘要:分析了焊縫余高,焊縫寬度,焊縫過渡角,焊縫均勻性等焊縫外觀形狀的主要幾何參數(shù)及其控制要求,并通過對鋼管螺旋縫焊接和焊縫成型特點(diǎn)的分析,闡明了焊縫外觀形狀控制的難點(diǎn).指出了焊縫外觀形狀常見問題的產(chǎn)生原因和防止措施,對生產(chǎn)實(shí)踐有一定的指導(dǎo)意義.關(guān)鍵詞:螺旋埋弧焊鋼管;埋弧自動焊;焊縫外觀形狀中圖分類號:TG44文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1001

2、-3938(2006)02—0o52—040前言螺旋縫埋弧焊鋼管焊縫的內(nèi)在質(zhì)量隨著焊接材料的發(fā)展和焊接工藝的進(jìn)步已得到了較好的保證,完全可以滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求,但焊縫的外觀質(zhì)量與客戶對鋼管質(zhì)量日益嚴(yán)格的要求相比還有一定的差距.特別是隨著3PE防腐技術(shù)在螺旋縫埋弧焊鋼管上的應(yīng)用,客戶對焊縫的外觀形狀提出了更高的要求,因?yàn)椴涣嫉暮缚p外觀形狀將對鋼管的防腐質(zhì)量和成本產(chǎn)生嚴(yán)重影響.此外,不良的焊縫外觀形狀對焊縫的超聲波無損檢測也有不良影響.因此,提高螺旋埋弧焊鋼管的焊縫外觀質(zhì)量非常必要.1焊縫外觀形狀及其控制要求焊縫外觀

3、形狀的主要幾何參數(shù)有:焊縫余高,焊縫寬度,焊縫過渡角等(見圖1),此外還包括焊縫的均勻性.B一焊縫寬度^一焊縫余高矗-_焊縫熔深a一焊縫過渡角圖1焊縫形狀示意圖1.1焊縫余高焊縫余高是焊縫外觀形狀控制的最主要幾何參數(shù),大多數(shù)焊接產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對焊縫余高均有明確要求.在現(xiàn)行的APISPEC5L,GB/T9711.1—1997,GB/T9711.2—1999等螺旋埋弧焊鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,對焊縫余高要求最嚴(yán)格的是GB/I9711.2—1999標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)對焊縫余高的規(guī)定是:當(dāng)鋼管壁厚r,≤15mm時(shí),內(nèi),外焊縫余高均≤3mm;當(dāng)鋼

4、管壁厚T>15mm時(shí),內(nèi)焊縫余高≤3mm,外焊縫余高≤4mm.而且除修磨咬邊外,焊縫余高不得低于鋼管輪廓.但是,許多用戶都對焊縫余高提出了更嚴(yán)格的附加要求.例如在《西氣東輸工程用螺旋縫埋弧焊鋼管技術(shù)條件》中,對西1016mm×14.6mm和1016mm×17+5mm兩種鋼管都規(guī)定了內(nèi)焊縫余高≤3mm,外焊縫余高≤2.5mm的嚴(yán)格要求.對螺旋埋弧焊鋼管焊縫余高的控制,主要應(yīng)防止焊縫余高超高,同時(shí)也應(yīng)防止因焊縫"馬鞍形"過大,焊縫凹陷引起的焊縫高度低于鋼管表面輪廓的現(xiàn)象.尤其需要引起重視的是,在焊縫余高符合產(chǎn)品

5、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求情況下的焊縫中間"脊棱"問題.因?yàn)檫@種焊縫會在防腐時(shí)嚴(yán)重降低鋼管焊縫處的防腐層厚度.1.2焊縫寬度焊縫寬度是決定焊縫外觀形狀的另一個主要第29卷第2期羅天寶等:淺談螺旋埋弧焊鋼管的焊縫外觀形狀控制參數(shù),它和焊縫余高決定了焊縫的基本形狀.現(xiàn)行的螺旋埋弧焊鋼管標(biāo)準(zhǔn)都未對焊縫寬度做出明確要求.可以參考JB/T7949~1999(鋼結(jié)構(gòu)焊縫外形尺寸》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,對于I形焊縫,將鋼管的焊縫寬度限制在6+8mm到6+28mm之間(6為對縫間隙);對于開坡口的焊縫,焊縫寬度限制在g十4mm到g十14mm之間(g為坡

6、口最大寬度).在確定焊縫寬度時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個因素:首先應(yīng)保證焊縫的充分熔合,特別是保證在焊縫有少量焊偏情況下的充分熔合,為此要求焊縫有一定的寬度;其次是應(yīng)該保證焊縫與母材的平緩過渡,避免出現(xiàn)窄而高的焊縫,為此需要焊縫寬度和焊縫高度保持一個適當(dāng)?shù)谋壤?將焊縫的高度系數(shù)(焊縫寬度和焊縫高度之比)控制在一定的范圍內(nèi).一般焊縫的高度系數(shù)應(yīng)不小于4—8;第三,保持一定的焊縫成型系數(shù)(焊縫寬度和熔深之比),避免出現(xiàn)窄而深的焊縫,防止焊縫產(chǎn)生裂紋,氣孔和夾渣等內(nèi)部缺陷;第四,在滿足以上要求的情況下,也不應(yīng)一味加大焊縫寬度,

7、因?yàn)檫@樣一方面會增加焊絲,焊劑等焊接材料的消耗,此外也容易導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔,咬邊等缺陷.因此,在確定焊縫寬度時(shí)需要和焊縫余高,焊縫熔深等一起綜合考慮,以使焊縫獲得良好的外觀和橫截面形狀為基本原則.1.3焊縫過渡角焊縫過渡角即焊縫與母材之間的夾角,是表示焊縫與母材過渡情況的參數(shù),過渡角越大,焊縫與母材過渡越平緩.反之亦反.對于焊縫與母材的過渡情況,現(xiàn)行的螺旋埋弧焊鋼管產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都只定性要求"鋼管焊縫與母材過渡平緩",而沒有對焊縫的過渡角大小提出定量要求.在顧客對鋼管的附加技術(shù)要求中,也未見有對焊縫過渡角提出明確規(guī)定的

8、.但是,焊縫與母材過渡的不好是螺旋埋弧焊鋼管的主要薄弱環(huán)節(jié)之一,因此,保證焊縫與母材盡可能平緩過渡對提高鋼管質(zhì)量有重要意義,應(yīng)引起足夠重視.以筆者的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),要充分保證焊縫與母材的平緩過渡,應(yīng)將焊縫的過渡角控制在不小于135.,最好不小于150..1.4焊縫的均勻性焊縫的均勻性是指焊縫外觀形狀的連續(xù)一致性,包括焊縫寬度的一致性和焊縫高度的一致性.對于焊縫的均勻性,現(xiàn)行的螺