[doc] 浅谈螺旋埋弧焊钢管的焊缝外观形状控制.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流doc 浅谈螺旋埋弧焊钢管的焊缝外观形状控制.精品文档.浅谈螺旋埋弧焊钢管的焊缝外观形状控制?52?焊管?第29卷第2期?2006年3月浅谈螺旋埋弧焊钢管的焊缝外观形状控制罗天宝,乔晓堂(胜利钢管有限公司,山东淄博255082)摘要:分析了焊缝余高,焊缝宽度,焊缝过渡角,焊缝均匀性等焊缝外观形状的主要几何参数及其控制要求,并通过对钢管螺旋缝焊接和焊缝成型特点的分析,阐明了焊缝外观形状控制的难点.指出了焊缝外观形状常见问题的产生原因和防止措施,对生产实践有一定的指导意义.关键词:螺旋埋弧焊钢管;埋弧自动焊;焊缝外观形状中图分类号:TG44文献标
2、识码:B文章编号:1001-3938(2006)020o52040前言螺旋缝埋弧焊钢管焊缝的内在质量随着焊接材料的发展和焊接工艺的进步已得到了较好的保证,完全可以满足产品标准的要求,但焊缝的外观质量与客户对钢管质量日益严格的要求相比还有一定的差距.特别是随着3PE防腐技术在螺旋缝埋弧焊钢管上的应用,客户对焊缝的外观形状提出了更高的要求,因为不良的焊缝外观形状将对钢管的防腐质量和成本产生严重影响.此外,不良的焊缝外观形状对,GB/T9711.21999等螺旋埋弧焊钢管标准中,对焊缝余高要求最严格的是GB/I9711.21999标准,该标准对焊缝余高的规定是:当钢管壁厚r,15mm时,内,外焊缝余
3、高均3mm;当钢管壁厚T>15mm时,内焊缝余高3mm,外焊缝余高4mm.而且除修磨咬边外,焊缝余高不得低于钢管轮廓.但是,许多用户都对焊缝余高提出了更严格的附加要求.例如在西气东输工程用螺旋缝埋弧焊钢管技术条件中,对西1016mm14.6mm和1016mm17+5mm两种钢管都规定了内焊缝余高3mm,外焊缝余高2.5mm的严格要求.对螺旋埋弧焊钢管焊缝余高的控制,主要应防止焊缝余高超高,同时也应防止因焊缝”马鞍形”过大,焊缝凹陷引起的焊缝高度低于钢管表面轮廓的现象.尤其需要引起重视的是,在焊缝余高符合产品验收标准要求情况下的焊缝中间“脊棱”问题.因为这种焊缝会在防腐时严重降低钢管焊缝处
4、的防腐层厚度.1.2焊缝宽度焊缝宽度是决定焊缝外观形状的另一个主要第29卷第2期罗天宝等:浅谈螺旋埋弧焊钢管的焊缝外观形状控制参数,它和焊缝余高决定了焊缝的基本形状.现行的螺旋埋弧焊钢管标准都未对焊缝宽度做出明确要求.可以参考JB/T79491999(钢结构焊缝外形尺寸标准的规定,对于I形焊缝,将钢管的焊缝宽度限制在6+8mm到6+28mm之间(6为对缝间隙);对于开坡口的焊缝,焊缝宽度限制在g十4mm到g十14mm之间(g为坡口最大宽度).在确定焊缝宽度时主要应考虑以下几个因素:首先应保证焊缝的充分熔合,特别是保证在焊缝有少量焊偏情况下的充分熔合,为此要求焊缝有一定的宽度;其次是应该保证焊缝
5、与母材的平缓过渡,避免出现窄而高的焊缝,为此需要焊缝宽度和焊缝高度保持一个适当的比例,将焊缝的高度系数(焊缝宽度和焊缝高度之比)控制在一定的范围内.一般焊缝的高度系数应不小于48;第三,保持一定的焊缝成型系数(焊缝宽度和熔深之比),避免出现窄而深的焊缝,防止焊缝产生裂纹,气孔和夹渣等内部缺陷;第四,在满足以上要求的情况下,也不应一味加大焊缝宽度,因为这样一方面会增加焊丝,焊剂等焊接材料的消耗,此外也容易导致焊缝产生气孔,咬边等缺陷.因此,在确定焊缝宽度时需要和焊缝余高,焊缝熔深等一起综合考虑,以使焊缝获得良好的外观和横截面形状为基本原则.1.3焊缝过渡角焊缝过渡角即焊缝与母材之间的夹角,是表示
6、焊缝与母材过渡情况的参数,过渡角越大,焊缝与母材过渡越平缓.反之亦反.对于焊缝与母材的过渡情况,现行的螺旋埋弧焊钢管产品标准都只定性要求”钢管焊缝与母材过渡平缓”,而没有对焊缝的过渡角大小提出定量要求.在顾客对钢管的附加技术要求中,也未见有对焊缝过渡角提出明确规定的.但是,焊缝与母材过渡的不好是螺旋埋弧焊钢管的主要薄弱环节之一,因此,保证焊缝与母材尽可能平缓过渡对提高钢管质量有重要意义,应引起足够重视.以笔者的生产经验,要充分保证焊缝与母材的平缓过渡,应将焊缝的过渡角控制在不小于135.,最好不小于150.1.4焊缝的均匀性焊缝的均匀性是指焊缝外观形状的连续一致性,包括焊缝宽度的一致性和焊缝高
7、度的一致性.对于焊缝的均匀性,现行的螺旋埋弧焊钢管产品标准都没有明确要求.虽然JB/1_79491999(钢结构焊缝外形尺寸标准对埋弧焊缝外形的均匀性有规定,但对于螺旋埋弧焊钢管来说该标准的要求偏松,如果只满足于符合该标准,难以保证焊缝的均匀美观.根据螺旋埋弧焊钢管生产经验,应将同一根钢管的焊缝高度差控制在不超过1mm;将同一根钢管上焊缝的宽度差控制在不超过2mm,同时将任意50mm长度范围内的焊缝宽度差控制在不超过1mm.这样才能保证焊缝基本美观.2螺旋埋弧焊钢管焊接和焊缝成型特点螺旋埋弧焊钢管的焊缝包括内焊缝和外焊缝.下面根据国内常见的上卷式成型的钢管埋弧自动内焊和外焊过程(图2),来分析
8、螺旋埋弧焊钢管的焊接和焊缝成型特点.图2焊接位置示意图2.1螺旋埋弧焊钢管的焊接特点(1)钢管的内焊缝焊接和外焊缝焊接是在钢管做螺旋状旋转的过程中同时完成的.焊接过程接近于环焊缝焊接,但又有横焊缝的焊接特点.由图2可以看出,由于钢管成型的原因,钢管的内焊也一般采用下坡焊,使得内焊缝的熔池无法实现在水平位置的凝固,只能在有坡度的钢管内表面凝固,给钢管的内焊缝成型增加了难度.(2)焊接速度比较快.例如对于外径不小于426mm,壁厚为8mm的螺旋埋弧焊钢管,不少工厂的焊接速度已经达到了1.82.0m/min.在高速焊接的情况下,钢管的液态熔池金属必须在高速旋转的钢管上完成结晶过程,使焊缝成型条?54
9、?焊管2006年3月件恶化.(3)焊缝质量与钢管的成型质量有较大的关系.钢管成型过程中的管径变化,椭圆度,错边,挤厚,噘嘴,以及成型缝间隙变化,大桥摆动等,会导致焊接过程的不稳定和焊接参数的变化,引起焊缝形状变化.在生产中经常会看到在焊接参数未做调整的情况下焊缝形状突然变坏的情况,这常常是由于钢管的成型不佳,成型缝或钢管几何形状发生较大变化而引起的.2.2螺旋埋弧焊钢管的焊缝成型特点(1)由于钢管内焊缝和外焊缝是下坡焊,若焊点偏心距过大,相当于下坡焊的工件倾角变大,容易形成中间低两边高的所谓”马鞍形”焊缝.焊点偏心距越大,焊缝的”马鞍形”越严重.相反,如外焊下坡焊的焊点偏心距过小,则液态熔池金
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