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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及其控制要求,并通過對鋼管螺旋縫焊接和焊縫成型特點的分析,闡明了焊縫外觀形狀控制的難點.指出了焊縫外觀形狀常見問題的產生原因和防止措施,對生產實踐有一定的指導意義.關鍵詞:螺旋埋弧焊鋼管;埋弧自動焊;焊縫外觀形狀中圖分類號:TG44文獻標識碼: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在質量隨著焊接材料的發(fā)展和焊接工藝的進步已得到了較好的保證,完全可以滿足產品標準的要求,但焊縫的外觀質量與客戶對鋼管質量日益嚴格的要求相比還有一定的差距.特別是隨著3PE防腐技術在螺旋縫埋弧焊鋼管上的應用,客戶對焊縫的外觀形狀提出了更高的要求,因為不良的焊縫外觀形狀將對鋼管的防腐質量和成本產生嚴重影響.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,大多數焊接產品標準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準中,對焊縫余高要求最嚴格的是GB/I9711.2—1999標準,該標準對焊縫余高的規(guī)定是:當鋼管壁厚r,≤15mm時,內,外焊縫余高均≤3mm;當鋼
4、管壁厚T>15mm時,內焊縫余高≤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條件》中,對西1016mm×14.6mm和1016mm×17+5mm兩種鋼管都規(guī)定了內焊縫余高≤3mm,外焊縫余高≤2.5mm的嚴格要求.對螺旋埋弧焊鋼管焊縫余高的控制,主要應防止焊縫余高超高,同時也應防止因焊縫"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,在焊縫余高符合產品
5、驗收標準要求情況下的焊縫中間"脊棱"問題.因為這種焊縫會在防腐時嚴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,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準都未對焊縫寬度做出明確要求.可以參考JB/T7949~1999(鋼結構焊縫外形尺寸》標準的規(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).在確定焊縫寬度時主要應考慮以下幾個因素:首先應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的比例,將焊縫的高度系數(焊縫寬度和焊縫高度之比)控制在一定的范圍內.一般焊縫的高度系數應不小于4—8;第三,保持一定的焊縫成型系數(焊縫寬度和熔深之比),避免出現(xiàn)窄而深的焊縫,防止焊縫產生裂紋,氣孔和夾渣等內部缺陷;第四,在滿足以上要求的情況下,也不應一味加大焊縫寬度,
7、因為這樣一方面會增加焊絲,焊劑等焊接材料的消耗,此外也容易導致焊縫產生氣孔,咬邊等缺陷.因此,在確定焊縫寬度時需要和焊縫余高,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,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品標準都只定性要求"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量有重要意義,應引起足夠重視.以筆者的生產經驗,要充分保證焊縫與母材的平緩過渡,應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
