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螺旋埋弧焊管外焊缝外形掌握手艺讨论

浏览次数[] 公布工夫:2013/7/22 18:13:19

择要:剖析了影响螺旋埋弧焊管外焊缝外形的主要因素,这些身分重要是焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝偏幸距、焊丝倾角及侧倾角、焊丝间距、焊丝伸出长度、焊接坡心、成型掌握和焊剂等焊接设备的挑选等,经由过程对这些身分的公道挑选取掌握,从而得到优越的焊缝成形。最初提出了接纳磁控电弧焊及预粗焊工艺进一步改进焊缝成形的特别路子,以便更好天知足钢管防腐对外焊缝外形的要求。

0 媒介跟着大直径、大壁厚、下材质、长距离高压油气管道的快速生长,对螺旋埋弧焊管理化机能及焊缝外形提出了更高要求。当母材取焊缝过渡角较小时,焊趾处应力集中,轻易发作委靡生效。别的,跟着3PEFBE防腐手艺的接纳,对螺旋埋弧焊管焊缝外形一样提出了更高的要求。如西气东输工程等管线为了知足防腐要求,正在增补手艺前提中要求中焊缝余下掌握正在2.5 mm之内,而摩洛哥钢管手艺规格书中要求中焊缝余下掌握正在1.5 mm之内。若焊缝形状不规则,如“鱼脊”焊缝,刚涂敷完的钢管经由过程压辊和扭转辊时,焊缝处的防腐层受压应力和推应力比别处更大,从而使防腐层减薄以至开裂。若是焊缝取母材过渡角太小,正在防腐中还会泛起焊趾处喷砂清算不净,涂敷不到位构成闲暇,形成防腐层泛起密集漏点,从而致使防腐验收不合格。因而,讨论螺旋埋弧焊管外焊缝外形掌握手艺,对防备焊趾处应力集中、防腐层开裂、密集漏点、涂层不均匀和防腐材料的虚耗等具有十分重要的意义。

1 影响中焊缝成形的身分及掌握

   螺旋埋弧焊管尺度中划定,焊缝形状应匀称规整,取母材过渡陡峭。优越的焊缝成形应该是焊缝外面润滑,波纹仔细雅观;无咬边缺点,无经较大的“麻点”或疵坑;焊缝背母材陡峭油滑过渡(而非“矩形”焊缝);焊缝宽度匀称规整(而非“花边”焊缝);焊缝余下匀称适中(而非“马鞍”形或“鱼脊”形焊缝),取母材陡峭油滑过渡的中焊缝外形如图1所示,图2为宽度不均匀的“花边”中焊缝外形。本研讨从焊接工艺参数、工艺身分、构造身分、焊剂和焊接设备等几个方面停止剖析讨论,为得到优越的焊缝成形供应参考。

1.1焊接工艺参数对外焊缝外形的影响及掌握

1.1.1焊接电流

     正在其他前提稳定时,增添焊接电流,焊缝熔深和余高都增添,而熔宽则险些连结稳定(或略有增添),如图3所示。正在螺旋埋弧焊管消费中,一般内焊运用较小的焊接电流,而外焊运用较大的焊接电流。但正在较大的焊接电流条件下,熔池的搅拌感化加剧,且焊丝的融化量也响应增加,获得的焊缝余下增添,焊缝成形恶化,边沿过渡较差。

    正在较小焊接电流条件下,熔池的搅拌感化削弱,焊丝的融化量削减,焊缝余高会低落,焊缝成形获得改进,外面波纹细美,边沿过渡趋于陡峭。但跟着焊接电流的减小,熔透深度随之减小,又会影响焊缝的内涵质量。为处理那一抵牾,可恰当增大内焊焊接电流,同时恰当低落焊接速度,也可调整外焊前丝倾角。恰当增大外焊前丝前倾角(但不宜凌驾12°),电弧力对熔池金属后排的感化加强,熔池底部的液体金属层变薄,熔深增大。如许,可正在较小焊接电流条件下得到较大熔深,既包管了焊缝的内涵质量,又包管了焊缝的表面质量。

1.1.2焊接电压

     正在其他前提稳定时,电弧电压增大,焊缝熔宽明显增添而熔深和余高将略有减小,如图4所示。

    跟着焊接电压的增添,电弧长度增添,电弧雀斑的挪动局限扩大,熔池变宽,会获得较宽的焊缝成形。由于螺旋埋弧焊管的外焊是正在斜坡上停止焊接,熔融状况的焊缝金属正在重力感化下会发作侧向流淌。可见,焊接电压越大,熔池越宽,焊缝金属发作侧向流淌的趋向就越严峻,终究致使焊缝金属偏流。因而,为得到较好的中焊缝成形,可恰当减小中焊前后丝焊接电压。

1.1.3 焊接速度焊速对熔深和熔宽均有显着影响,焊速较小时(如单丝埋弧焊焊速小于0.7 m/min时)熔深随焊速增添略有增添,熔宽减小。但焊速到达肯定数值后,熔深和熔宽都随焊速增大而显着减小,如图5所示。跟着管线钢络续背高钢级、大直径、大壁厚偏向生长,进步焊速的局限性将随之增大。障碍螺旋焊管高速焊的主要原因是焊缝成形的恶化和咬边等缺点的发生。但若挑选优化的焊接前提,仍可获得优越的焊缝成形。

    接纳单丝(或多丝)埋弧焊是一种既能包管公道的焊缝成形和优越的焊接质量,又可进步焊接速度的有用要领。双丝埋弧焊的基本原理是:前丝通直流电,接纳大电流和低电压,可使焊速高,熔深大,但焊缝成形欠好;后丝通交流电,接纳小电流和下电压,构成一个熔广大、熔深小的局势,同时应用前后两个电弧场之间的电磁感化,有利于消弭咬边又防备裂纹,如许前后丝同时焊接,可到达高速、深熔、成形好、无裂纹和无咬边的目标。1.2-www.XPJ8818com焊接工艺身分对外焊缝外形的影响及掌握

1.2.1焊丝偏幸距

    螺旋焊缝是沿着络续构成的螺旋线的活动偏向而焊成的,因而正在焊缝上已凝固的液体金属将跟着所处的空间位置的转变而流淌。若要包管得到优越的焊缝外形,必需使融化而活动的液体金属正在倾斜的母材上具有稳固的凝固前提。因而,外焊点应正在钢管极点且顺扭转偏向偏移一段距离,使熔池金属凝固时靠近于水平位置,以得到较好的焊缝成形。

     外焊点偏幸距的选用取管径成反比。管径愈大,偏移量也应较大;管径愈小,偏移量也应减小。一样平常直径为273~1 020 mm的钢管,其下坡偏移量可正在10~100 mm范围内与值。下坡偏移量过大,焊缝熔宽增添,熔深减小,易形成已熔合,焊缝呈扁平或中凸的“马鞍”形,如图6所示;下坡偏移量过小,熔深增添,焊缝窄而下,易形成咬边缺点,焊缝呈中凸的“鱼脊”形,如图7-澳门新葡京pt.www.8455.com所示。

1.2.2 前后丝倾角及侧倾角

    正在螺旋埋弧焊管消费中,当焊丝正在肯定的倾角内后倾时,电弧力后排熔池金属的感化削弱,熔池底部液体金属删薄,熔深稍有减小,而电弧对熔池火线的母材预热感化增强,故熔宽增大。从双丝埋弧焊调解的履历来看,前丝接纳直流前倾,重要是包管焊缝熔深;后丝接纳交换后倾,重要是去改进焊缝外面外形。如图8所示,α1、α2离别为前丝和后丝取垂直中心线间的夹角。α1正在较小范围内增大时,熔深无显着转变,熔宽减小,而α1过小时,焊讲中央有棱,呈“鱼脊”外形;而α1较大时,对防备气孔和裂纹晦气,易形成已熔合或咬边,使焊缝成形变坏。α1一样平常应掌握正在12°以下,正在挑选α1经常常使前丝延长偏向近似经由过程钢管中央。α2增大时,焊缝成形无显着转变。当α2较大时,焊讲中央泛起凸起,且焊讲两侧有小夹渣等缺点,α2一样平常应掌握正在20°以下。

    螺旋埋弧焊管的外焊点位置位于斜坡上,熔融状况的焊缝金属正在重力感化下会发生背成型缝自在边一侧侧向流淌的征象,轻易致使焊缝偏流,挑选公道的侧倾角可有用减缓焊缝金属侧向偏流的征象。一般挑选焊丝指向成型缝递送边的侧倾角为8°~16°。

1.2.3 焊丝间距

    双丝埋弧焊焊丝间距的巨细对电弧的稳定性及单弧的热效应影响较大,并间接影响焊接质量和焊缝成形。间距太小时,每每易正在两丝间发生第3弧,使双弧热效应低落,影响熔深;易泛起两丝电流滋扰严峻,损坏一般的稳固焊接历程,易发生“粘渣”征象,使焊缝的脱渣性下落;焊缝窄而下。间距太大时,熔池延伸,熔深削减,焊缝加宽,焊缝高度减小;前、后丝正在一个熔池两个弧坑中,并正在两个弧坑间因为电弧吹力作用使熔池中构成一个突出,这个动乱的突出对电弧的稳定性影响很大,使焊缝表面成形变差。

    焊丝间距的选用取管径成反比。管径愈大,焊丝间距可恰当加大;管径愈小,焊丝间距可恰当减小。一样平常焊丝间距常与8~20 mm。焊丝间距开端选定后,可经由过程视察焊缝成形状况进一步调解。若焊缝窄而下,可恰当增大间距;若焊缝宽而低,可恰当减小间距。

1.2.4 焊丝伸出长度

    双丝焊中焊丝伸出长度对焊接质量影响也较大。焊丝伸长量过大,电阻很大,则电阻热便增添,效果使熔深减小,熔合不良,焊剂堆比高度增添,焊缝凸出量进步。别的,导电嘴热量增高,易过热氧化以至烧白,收缩导电嘴寿命。焊丝伸长量过小,影响焊剂堆比高度,以至泛起明弧,熔深增添,凸出高度减小,影响焊缝成形。

    正在螺旋焊管消费中,前丝直径多用4 mm,后丝直径多用3 mm。前丝为了包管熔深,接纳直流反接,要求大电流、低电压,果此前丝伸长应只管挑选短一些,但也不能太短,一样平常为28~40 mm。后丝接纳交换,要求小电流、下电压,以便加大熔宽,包管优越的焊缝成形,果今后丝伸长量可选择稍长些。因为后丝直径一样平常比前丝细且焊丝间距较小而前后丝又皆有倾角,易发生两丝打仗和交织,严峻损坏焊接历程的稳定性,故其伸长量也不宜太长,一样平常挑选24~36 mm

1.3 构造身分对外焊缝外形的影响及掌握

1.3.1 焊接坡心

    消费大壁厚螺旋埋弧焊管时,为包管表里焊讲的熔深、减小焊缝余下和焊缝力学性能知足尺度要求,一样平常均接纳钢板边沿开Y形或X形坡口后停止埋弧焊接。挑选公道的焊接坡口形式是进步螺旋埋弧焊钢管焊接质量的要害。坡口形式的挑选,可参照GB/T 985.22008《埋弧焊的推荐坡心》给出的推荐坡口形式。正在其他前提雷同时,跟着坡吵嘴度的增添,焊缝高度和熔合比显着低落,熔深显着增添,焊缝宽度略有增添,焊缝取母材的过渡角也显着增添。除坡吵嘴度外,要得到优越的焊缝成形,坡心深度和钝边量掌握也很重要,不容忽视。

1.3.2 成型-3522.com

    螺旋埋弧焊管消费中,成型和焊接是同步停止的,因而焊接质量的优劣取成型的稳定性密不可分。成型缝时紧时松、“噘嘴”、内紧外松、内松外紧、螺距窜动、部分错边,板边挤厚、切口不齐、海浪、毛刺和坡心不规则等均会致使焊缝成形不良和咬边、烧塌、气孔、夹渣等缺点的发生。因而,发明成型不稳时必需实时调解。

1.4焊剂对外焊缝外形的影响及掌握螺旋埋弧焊管焊缝成形质量取焊剂化学成分、黏度、聚积密度、颗粒度和聚积高度等身分亲切相干。

1.4.1化学成分和黏度焊剂身分对焊缝成形有很大影响。只管各焊剂厂家消费的焊剂均相符GB/T 52931999尺度的要求,但因为其配方差别,其冶金机能和工艺机能等也不尽雷同。正在挑选运用时,我们能够经由过程视察、实验、剖析和对照,选用最好者。所选用的焊剂应确保具有优越的冶金机能和工艺机能,电弧熄灭稳固,熔渣具有相宜的熔点、黏度和表面张力,且焊缝成形优越,脱渣轻易和发生的有毒气体要少。

    一样平常以为焊剂黏度小,改进了熔渣的流动性使焊缝成形优越。下黏度焊剂所得焊缝没有波纹,但成形不良。运用熔点稀奇低的焊剂时,焊剂融化量较多,焊接熔池外面压力较大,形成气体析出难题,气体集中正在熔渣上面,使焊缝成形也不稳固。为得到优越的焊缝成形,电弧腔四周的熔渣厚度要适宜,随温度转变的黏度要适中。实验证实,外面成形优越的焊剂正在1 400℃时黏度正在2 dPa·s为佳。

1.4.2 聚积密度和颗粒度

    接纳聚积密度较小的焊剂所得的焊缝低而宽,熔深较浅,从焊缝边沿到根基金属表面有较匀称的陡峭过渡。接纳聚积密度小的焊剂时,因为透气性较大,其弧腔中蒸气压比用聚积密度大的焊剂要小,所得焊缝要宽,熔深小。当蒸气压增高时对焊接熔池加热猛烈,焊剂的剖析和蒸发斲丧热能较大,形成电弧腔压加大,电弧长度减小,以是接纳聚积密度大的焊剂时所得焊缝较窄,熔深大,焊缝突出,表面欠安。

    正在每一种状况下,颗粒度较小的焊剂显现较小的聚积密度。值得注重的是,焊剂颗粒度应匀称,不然使聚积密度增添,把颗粒间的闲暇挖死,堵住气体排挤的通道,使焊缝外面发生“麻点”的时机增添。正在大线能量焊接时,接纳细颗粒焊剂比粗颗粒焊剂好。接纳细颗粒焊剂,因为具有较小的聚积密度,阐明焊剂颗粒间闲暇较多其透气性较好,有利于气体的排挤,可改进电弧空腔的稳定性,使焊缝外面成形优越,有助于削减焊缝外面“麻点”。

1.4.3 堆放高度

    焊剂堆放高度取焊接熔池外面的压力成反比。焊剂堆放得愈下,处在金属取熔渣界面上的气泡受上部焊剂施加的压力愈大,气泡愈不容易跑出去,相对应的气泡内部压力增添,对液态金属表面的压力增大,留下的气泡压痕愈深。因而,正在包管不明弧的条件下应只管低落焊剂堆放高度,或接纳聚积密度较小的浮石状焊剂以减轻焊剂对气泡的压力,以消弭或削减“麻点”。一样平常焊速下堆放高度为25 mm阁下,正在高速焊接时焊剂堆放高度更应低落。如许,可获得外面润滑、波纹匀称仔细的焊缝,且脱渣性好。1.5焊接设备对外焊缝外形的影响及掌握

1.5.1焊机取控制系统的婚配

    电弧的稳固熄灭是包管写意的焊缝成形和内涵质量的要害。电弧的稳固熄灭是由焊丝的送给速度和焊丝的融化速度去决意的,当两者速度同等时电弧便稳固熄灭。正在现实焊接生产过程中,弧少的转变及电网电压的颠簸等在所难免,那便需求挑选适宜的电弧掌握体式格局,才气包管焊接电弧不受外界的影响而又能稳固熄灭。焊接电弧的掌握有三种体式格局:一是电弧本身调治体系(常称焊丝等速收丝体系),二是电弧固有的调治体系,三是电弧电压主动调治体系。掌握焊丝的送给速度常有匀称送给和等电弧电压送给两种体式格局,并取焊接电源的中特性曲线和电弧的静特性曲线有关。林肯焊接设备具有电源和控制系统稳固、特性好、故障率低、寿命少等长处,因而目前国内大型管厂多数接纳林肯焊机。林肯直流焊机DC-1500-8234.com婚配NA-5NA-3S控制系统。

    林肯交换焊机AC-1200婚配NA-4控制系统。DC-1500有三种事情体式格局:一是CV INNERSHIELD(恒压珍爱焊),二是CV SUBMERGED(恒压埋弧焊),三是VV SUBMERGED(下落特性埋弧焊)。NA-3S控制系统有CC(恒流)和CV恒压)两种掌握体式格局。因为钢管焊接通例内焊电流正在600~1 000 A,中焊电流正在800~1 200 A,焊接电流密度很大,远远凌驾50 A/mm2的特性,因而接纳焊丝等速送给去保持电弧稳固熄灭是能够的,电源中特性曲线可采用陡降的或恒流外特性曲线都可获得电弧稳固熄灭,即DC-1500事情体式格局应挑选VV,而与之婚配的控制系统NA-3S应挑选CC掌握体式格局。当钢管壁厚较薄,焊接电流小于400 A(焊接电流密度小于50 A/mm2)时,接纳焊接电压恒压掌握,则电源中特性曲线接纳缓降型较好,即DC-1500事情体式格局应挑选CV SUBMERGED,而与之婚配的控制系统NA-3S应挑选CV掌握体式格局。

1.5.2焊机容量

    DC-1500焊机通例运用最大焊接电流正在1200A阁下,AC-1200焊机通例运用最大焊接电流正在800 A阁下,焊接电流过大,焊机的稳定性变差且轻易破坏。但近年来跟着螺旋焊管背大壁厚、大直径偏向生长,和焊接手艺的前进和焊速的不断提高,响应的焊接参数络续变大,接纳单台林肯焊机消费时,焊机的故障率显着增高,稳定性变差。当DC-1500焊机焊接电流凌驾1 300 A时,焊机现实的输出电流比操纵箱上设定的电流值小,焊接参数达不到范例要求,因此发生未焊透、一连气孔、咬边、焊讲不规则等,焊接缺点显着增加。为处理那一题目,可采用两台DC-1500焊机并联的要领。焊机并联手艺的运用,可大大增添焊机的可靠性,以确保焊接质量的进步和优越的焊缝成形。

1.5.3焊接设备毛病

    钢管一般焊接历程中,正在其他各工艺前提稳定的状况下,偶然焊缝成形忽然恶化,那很可能是因为焊接设备某零部件泛起了毛病而引发的。好比,DC-1500焊机-新澳门葡京官方网站6只可控硅中有1只破坏,而别的5只仍能一般事情,这时候固然能焊接但输出不稳定,焊接质量变差。状况开关位置不正确、电源输入缺相或打仗不良、可控硅触发不可靠、收丝系统故障、反应电路毛病等均会致使相似状况的发作。因而,切实诊断并实时扫除焊接设备毛病一样也是确保焊接质量及焊缝成形的主要身分。

1.5.4其他须注重的题目

     运用双丝焊时,跟踪轨道(轴向微调轨道)应取钢管的轴向同等,如许,正在调治跟踪(轴向微调)时,不会影响偏幸距,不然将影响焊缝成形。偏幸距调治机构的导向杆应取钢管螺旋线偏向同等,如许正在调解偏幸距时可使焊丝不偏离焊讲,从而包管准确的焊点位置而不影响焊缝成形。指示灯、前丝、后丝必需对正,以防备焊偏偏、未焊透、双焊道、焊缝成形不良等缺点的发生。

2 得到优越焊缝成形的特别路子

2.1 接纳磁控电弧焊

    电弧焊所构成的熔池是带电流体,当正在熔池四周引入一个外加磁场时,熔池液体金属将发生一个附加的电磁作用力。熔池中各点电流场散布是很庞大的,外加磁场正在熔池中的散布也是转变的,因而熔池中各点发生那一附加的磁场搅拌是一定的,这类搅拌感化将取决于外加磁场的体式格局、强度及焊接电流的巨细。横向磁场及纵向磁场将对焊接熔池发生一个垂直向上的感化及响应的搅拌活动,同轴磁场将使熔池做不规则的圆周运动,改动磁场频次及强度,将使这类活动获得调治。接纳公道的磁场情势、频次及强度,将有助于改进焊缝成形,包孕消弭咬边、气孔、热裂纹,使熔深和不和成形极其匀称。

2.2 接纳预粗焊工艺

    预精焊生产工艺也称两步法生产工艺,它重要由预焊和精焊两局部构成。其重要寄义是:正在制造螺旋埋弧焊管时,将钢板成型后先用气体珍爱焊停止预焊(定位焊),然后再将成型后的管坯正在专门的焊接工作台(粗焊工做站)上停止埋弧焊接,从而使成型历程和焊接历程得以离别自力停止。那一工艺有用处理了成型和焊接之间的互相滋扰题目,充分利用成型和焊接的各自特性,实现高速成型和低速焊接的有机联合,使生产率大幅进步,剩余应力获得有用掌握,同时螺旋埋弧焊管固有的缺点获得根本性改进,焊缝表面质量更趋于雅观易控。

3 结语

    影响螺旋埋弧焊管外焊缝外形的身分是多方面的,因而正在消费现实中,必需综合思索各个身分,公道挑选取掌握各个参数,需要时可接纳特别路子。优越的焊缝成形,不只能够防备焊趾处的应力集中,低落防腐本钱,确保防腐质量,并且借能够赢得客户口碑,进步企业荣誉,为企业发明更大的社会取经济效益,因而不容忽视。