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不鏽鋼焊管缺陷的產生原因及防止措施
時間: 2019-04-09 14:51:02來源: 無錫AG亞洲國際遊戲金屬製品有限公司

不鏽鋼焊管在焊接過程會出現一些缺陷,不鏽鋼焊管的缺陷會導致應力集中,降低承載能力,縮短使用壽命,甚至造成脆斷。一般技術規程規定,裂紋、未焊透、未熔合和表麵夾渣等是不允許有的;咬邊、內部夾渣和氣孔等缺陷不能超過一定的允許值,對於超標缺陷必須進行徹底去除和焊補。常見不鏽鋼焊接管的焊接缺陷產生原因、危害及防止措施簡述如下。

一、焊縫尺寸不符合要求

焊縫尺寸不符合要求主要指焊縫餘高及餘高差、焊縫寬度及寬度差、錯邊量、焊後變形等不符合標準規定的尺寸,焊縫高低不平,寬窄不齊,變形較大等。焊縫寬度不一致,除了造成焊縫成形不美觀外,還影響焊縫與母材的結合強度;焊縫餘高過大,造成應力集中,而焊縫低於母材,則得不到足夠的接頭強度;錯邊和變形過大,則會使傳力扭曲及產生應力集中,造成強度下降。

產生的原因:不鏽鋼焊接管坡口角度不當或鈍邊及裝配間隙不均勻;焊接工藝參數選擇不合理;焊工的操作技能水平較低等。

預防措施:選擇適當的坡口角度和裝配間隙;提高裝配質量;選擇合適的焊接工藝參數;提高焊工的操作技術水平等。


二、咬邊

由於焊接工藝參數選擇不正確或操作工藝不正確,在沿著焊趾的母材部位燒熔形成的溝槽或凹陷稱為咬邊。咬邊不僅減弱了焊管焊接接頭強度,而且因應力集中容易引發裂紋。

產生的原因:主要是電流過大、電弧過長、焊條角度不正確、運條方法不當等。

防止措施:焊條電弧焊焊接時要選擇合適的焊接電流和焊接速度,電弧不能拉得太長,焊條角度要適當,運條方法要正確。

三、未焊透

未焊透是指不鏽鋼焊接管焊接時焊接接頭根部未完全熔透的現象。未焊透處會造成應力集中,並容易引起裂紋。重要的焊接接頭不允許有未焊透。

產生的原因:坡口角度或間隙過小,鈍邊過大,裝配不良;焊接工藝參數選用不當,焊接電流太小,焊接速度太快;焊工操作技術不良等。

預防措施:正確選用和加工坡口尺寸,合理裝配,保證間隙,選擇合適的焊接電流和焊接速度,提高焊工的操作技術水平等。

四、未熔合

未熔合是指熔焊時,焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結合的部分。未熔合直接降低了接頭的力學性能,嚴重的未熔合會使焊接結構根本無法承載。

產生原因:主要是焊接不鏽鋼焊接管時速度快而焊接電流小,焊接熱輸入太低;焊條偏心,焊條與焊件夾角不當,電弧指向偏斜;坡口側壁有鏽垢及汙物,層間清渣不徹底等。

防止措施:正確地選擇焊接工藝參數,認真操作,加強層間清理,提高焊工操作技術水平等。

五、焊瘤

焊瘤是指焊接過程中熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤。焊瘤不僅影響了不鏽鋼焊接管焊縫的成形,而且在焊瘤的部位,往往還存在夾渣和未焊透。

產生的原因:鈍邊過小而根部間隙過大;焊接電流大而焊接速度快;焊工操作技能水平低等。

防止措施:根據不同的焊接位置要選擇合適的焊接工藝參數,嚴格地控製熔孔的大小,提高焊工操作技術水平等。

六、弧坑

衛生級不鏽鋼焊管焊縫收尾處產生的下陷部分叫做弧坑。弧坑不僅使該處焊縫的強度嚴重削弱,而且由於雜質的集中,會產生弧坑裂紋。

產生原因:主要是熄弧停留時間過短;薄板焊接時電流過大。

防止措施:焊條電弧焊收弧時,焊條應在熔池處稍作停留或作環形運條,待熔池金屬填滿後再引向一側熄弧;鎢極氬弧焊時,要有足夠的停留時間,填滿焊縫後衰減熄弧。

七、氣孔

焊接衛生級不鏽鋼焊接管時,熔池中的氣體在凝固時未能逸出而殘留下來所形成的空穴稱為氣孔。氣孔是一種常見的焊接缺陷,分為焊縫內部氣孔和外部氣孔。氣孔有圓形、橢圓形、蟲形、針狀形和密集形等多種。氣孔的存在不但會影響焊縫的致密性,而且將減小焊縫的有效麵積,降低焊縫的力學性能。

產生原因:衛生級不鏽鋼焊管表麵和坡口處有油汙、鏽、水分等汙物存在;焊條電弧焊時焊條藥皮受潮,使用前沒有烘幹;電弧過長或偏吹,熔池保護效果不好,空氣侵入熔池;焊接電流過大,焊條發紅、藥皮提前脫落,失去保護作用;操作方法不當,如收弧動作太快,易產生縮孔,接頭引弧動作不正確,易產生密集氣孔等。

防止措施:焊前將坡口兩側20~30mm範圍內的油汙、鏽、水分清除幹淨;嚴格地按焊條說明書規定的溫度和時間烘焙;正確地選擇焊接工藝參數,正確操作;盡量采用短弧焊接,野外施工要有防風設施;不允許使用失效的焊條,如焊芯鏽蝕、藥皮開裂、剝落、偏心度過大等。

八、夾雜和夾渣

夾雜是殘留在焊縫金屬中由冶金反應產生的非金屬夾雜和氧化物。夾渣是殘留在焊縫中的熔渣。不鏽鋼焊接管夾渣可分為點狀夾渣和條狀夾渣兩種。夾渣削弱了焊縫的有效斷麵,從而降低了焊縫的力學性能。夾渣還會引起應力集中,容易使焊接結構在承載時遭受破壞。產生原因:焊接過程中的層間清渣不淨;焊接電流太小;焊接速度太快;焊接過程中操作不當;焊接材料與母材化學成分匹配不當;坡口設計、加工不合適等。

防止措施:選擇脫渣性能好的焊條;認真地清除層間熔渣;合理地選擇焊接工藝參數;調整焊條角度和運條方法。

九、燒穿

焊接過程中,熔化金屬自坡口背麵流出,不鏽鋼焊接管形成穿孔的缺陷稱為燒穿。燒穿是焊條電弧焊常見缺陷之一。

產生原因:焊接電流大,焊接速度慢,使焊接管過度加熱;坡口間隙大,鈍邊過薄;焊工操作技能差等。

防止措施:選擇合適的焊接工藝參數及合適的坡口尺寸;提高焊工的操作技能等。

十、裂紋

衛生級不鏽鋼焊管裂紋按其產生的溫度和時間的不同可分為冷裂紋、熱裂紋和再熱裂紋;按其產生的部位不同可分為縱裂紋、橫裂紋、焊根裂紋、弧坑裂紋、熔合線裂紋及熱影響區裂紋等。裂紋是焊接結構中較危險的一種缺陷,不但會使產品報廢,甚至可能引起嚴重的事故。

(一)熱裂紋

焊接過程中,焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區間所產生的焊接裂紋稱為熱裂紋。它是一種不允許存在的危險焊接缺陷。根據焊管熱裂紋產生的機理、溫度區間和形態,熱裂紋又可分成結晶裂紋、高溫液化裂紋和高溫低塑性裂紋。

產生原因:主要是熔池金屬中的低熔點共晶物和雜質在結晶過程中,形成嚴重的晶內和晶間偏析,同時在焊接應力作用下.沿著晶界被拉開,形成熱裂紋。熱裂紋一般多發生在奧氏體不鏽鋼、鎳合金和鋁合金中。低碳鋼焊接時一般不易產生熱裂紋,但隨著鋼的含碳量上升,熱裂傾向也增大。防止措施:嚴格地控製不鏽鋼焊接管及焊接材料的硫、磷等有害雜質的含量,降低熱裂紋的敏感性;調節焊縫金屬的化學成分,改善焊縫組織,細化晶粒,提高塑性,減少或分散偏析程度;采用堿性焊接材料,降低焊縫中雜質的含量,改善偏析程度;選擇合適的焊接工藝參數,適當地提高焊縫成形係數,采用多層多道排焊法;斷弧時采用與母材相同的引出板,或逐漸滅弧,並填滿弧坑,避免在弧坑處產生熱裂紋。

(二)冷裂紋

焊接接頭冷卻到較低溫度下(對於鋼來說在M。溫度以下)產生的裂紋稱為冷裂紋。冷裂紋可在焊後立即出現,也有可能經過一段時間(幾小時、幾天甚至更長時間)才出現,這種裂紋又稱延遲裂紋,它是冷裂紋中比較普遍的一種形態,具有更大的危險性。

產生原因:馬氏體轉變而形成的淬硬組織、拘束度大而形成的焊接殘餘應力和殘留在焊縫中的氫是產生冷裂紋的三大要素。

防止措施:選用低氫型焊接材料,使用前嚴格按照說明書的規定進行烘焙;焊前清除焊件上的油汙、水分,減少焊縫中氫的含量;選擇合理的焊接工藝參數和熱輸入,減少焊縫的淬硬傾向;焊後立即進行消氫處理,使氫從焊接接頭中逸出;對於淬硬傾向高的不鏽鋼焊接管,焊前預熱、焊後及時進行熱處理,改善接頭的組織和性能;采用降低焊接應力的各種工藝措施。

(三)再熱裂紋

焊後,不鏽鋼焊接管在一定溫度範圍內再次加熱(消除應力熱處理或其他加熱過程)而產生的裂紋叫做再熱裂紋。

產生原因:再熱裂紋一般發生在含釩、鉻、鉬、硼等合金元素的低合金高強度鋼、珠光體耐熱鋼及不鏽鋼中,經受一次焊接熱循環後,再加熱到敏感區域(550~650℃)而產生的。裂紋大多起源於焊接熱影響區的粗晶區。再熱裂紋大多數產生於不鏽鋼焊接管和應力集中處,多層焊時有時也會產生再熱裂紋。

防止措施:在滿足設計要求的前提下,選擇低強度的焊接材料,使焊縫強度低於母材,應力在焊縫中鬆弛,避免熱影響區產生裂紋;盡量減少焊接殘餘應力和應力集中;控製焊管焊接熱輸入,合理地選擇預熱和熱處理溫度,盡可能地避開敏感區。

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