焊接常见缺陷的预防措施Word格式.docx
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气孔、未熔合、夹渣、未焊透、错边、咬边、夹钨等焊接缺陷的产生。
为了避免焊接觉缺陷的产生,满足对质量的更高要求,在此结合工程建造期间的施工管理经验,拟在人员、设备、材料、标准文件和环境等多方面加强焊接管理,有针对性采取严格控制措施,可以在工艺管道预制、仪表测量管、压力容器、大型储罐、支吊架、钢结构焊接等方面进行质量控制与预防,不但可以保证焊接质量,而且可以避免焊接通病的出现,达到进一步提高焊接效率,加快施工进度的要求;
还可以减少返修数量,降低焊接成本,获得良好的焊接质量,改善现场的施工条件,更好地使用焊接资源,具有一定的参考价值。
2焊接常见缺陷
(1)常见的类型:
气孔、夹渣、未熔合、未焊透、错边、咬边、夹钨。
(2)生产的影响因素:
人员____关键要素;
母材和焊材_____决定要素;
焊接设备状况____重要要素;
标准/规范的执行状况____施工管理要素;
环境管理状况____施工管理要求。
(3)质量控制的流程如图1所示。
3各种缺陷的预防措施
3.1气孔的控制
(1)按国家标准要求,加强施工环境控制,现场建立合理的施工清洁区。
(2)按焊接施工方案要求进行坡口清理,严格控制坡口两侧的清洁度。
(3)加强焊工基本技能的培训,控制焊接电弧的合适长度。
(4)严禁管内有穿堂风,采取端部封堵等措施。
(5)加强现场通风条件,控制空气潮湿度小于等于90%。
(6)采用低氢型焊条。
(7)控制氩气纯度大于等于99.99%。
(8)选择设备性能稳定的电焊机且标定合格。
(9)按工艺评定要求,控制氩气流量,避免出现紊流。
3.2夹渣的控制
(1)加强焊工基本技能的培训,控制铁水与熔渣分离。
(2)按焊接工艺数据单要求,控制焊接电流。
(3)加强焊接过程的层道清理。
(4)使用合适规格的焊条。
(5)焊接接地线应该在工件中合理接地,控制电弧偏吹。
3.3未熔合的控制
(1)加强焊工基本技能的培训,消除根部未熔合缺陷产生。
(2)注意层间修整,避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。
(3)严格按WPS要求,采用合理的焊接电流。
(4)正确处理钨丝的打磨角度和焊接停留时间。
3.4未焊透的控制
(1)加强坡口质量检查,控制合理的钝边量。
(2)加强装配质量检查,严把装配质量关,控制合理的错边量。
(3)加强标准培训及伪缺陷在结构的模拟检验,避免内部缺陷的错判。
(4)加强焊工基本技能的培训。
(5)按焊接工艺数据单要求采用合理的焊接电流。
(6)使用合适规格的焊材。
(7)正确处理钨丝的打磨角度。
3.5错边的控制
(1)加强原材料的验收质量,控制两部件的壁厚差达到标准要求。
(2)加强质量检验人员在现场对装配质量的检查,严把装配质量关,控制合理的错边量。
(3)加强焊工自检工作,按要求进行点焊,达不到要求授权拒焊,确保装配质量。
(4)加强图纸的审查,避免设计在设备、阀门与管道尺寸接口存在问题。
3.6咬边的控制
(1)加强焊接标准和评定缺陷标准的学习,正确判断咬边的深度和长度。
(2)加强焊工基本技能培训。
(3)严格按焊接工艺数据单要求,正确选择焊接电流。
(4)加强焊工的自检工作,正确处理咬边缺陷。
3.7夹钨的控制
(1)加强焊工基本技能的培训。
(2)正确处理钨丝的打磨角度。
(3)选择质量好的钨棒做电极。
4结论
通过采用以上控制措施,焊接工程可以实现从施工管理、技术管理、质量管理的全方位控制,确保焊接质量优良,使进度、质量、成本相统一,确保优质焊接工程的实现。
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电站锅炉受热面管子焊口焊接缺陷的产生及防止
日期:
2008-8-1
来源:
科教探索
作者:
宋启明 徐秀国
摘要:
本文详细分析了焊缝外观缺陷及其影响,并提出了合理的对焊缝外观缺陷的控制,以有效地保证焊缝的整体质量。
关键词:
焊缝外观焊接质量
焊缝质量直接影响焊接结构的使用性能与安全性,焊缝的质量直接体现焊工的技术水平,决定其工作能力,焊缝外观质量能直接体现焊缝的整体质量。
在焊接生产中,焊工往往只注重无损检测人员的探伤结果,对焊缝的外观质量不能引起足够的重视,从而经常导致焊缝外观不合格而返工,降低了劳动生产率。
1焊缝形状尺寸与焊缝质量的关系
对接接头最重要的尺寸是熔深H,它直接影响到接头的承载能力;
另一个重要尺寸是焊缝宽度B。
B与H之比构成的焊缝成形系数影响到熔池中的气体逸出的难易、熔池的结晶方向,以及焊缝中心偏析严重程度等。
焊缝的另一个尺寸是余高,余高可避免熔池金属凝固收缩时形成缺陷,也可增大焊缝截面提高承载能力。
但余高过大将引起应力集中或疲劳寿命的下降,因此要限制余高的尺寸。
当工件的疲劳寿命是主要因素时,焊后应将余高去掉。
DL/T869—2004中详细规定了各类焊接接头的外观质量,包括焊缝余高、焊缝余高差、焊缝宽度、角变形量及焊缝表面缺陷如裂纹、未熔合、根部未焊透、气孔、夹渣、咬边、根部凸出和内凹等。
2焊接参数和工艺因素对焊缝尺寸的影响
2.1焊接电流
焊接电流增大,工件上电弧力的热输入均增大,热源位置下移,熔深增大;
弧柱直径增大,电弧潜入工件的深度增大,电弧斑点移动范围受到限制,因而熔宽基本不变;
焊丝熔化量也成比例地增多,所以余高增大。
2.2电弧电压
电弧电压增大后,电弧功率加大,工件热输入有所增大,同时弧长加大,分布半径增大,热输入量减小,因此熔深减小而熔宽增大,焊丝因熔宽增大而熔化量略有减小,从而导致余高减小。
2.3焊接速度
焊速提高时热输入量减小,熔宽和熔深都减小。
余高也因单位长度焊缝上的焊缝金属的熔敷量与焊速成反比而有所减小。
2.4电流的种类和极性
熔化极电弧焊时,直流反接时焊缝熔深和熔宽都要比直流正接时大,交流电焊接时介于两者之间;
钨极氩弧时直流正接的熔深最大,反接最小。
2.5焊丝直径和伸出长度的影响
熔化极电弧焊时,如果电流不变,焊丝直径小,则焊丝上的电流密度变大,热量集中,因此熔深增大,熔宽减小,余高加大,焊丝伸出长度加大时焊丝电阻热增大,焊丝熔化量增多,余高增大,熔深略有减小。
2.6坡口和间隙
其他条件不变时,坡口和间隙的尺寸越小,余高越小。
2.7工件的材料和厚度
工件材料的密度越大,液态金属排出越困难,熔深减小;
工件的厚度越大,熔宽和熔深越小。
3焊缝缺陷产生的原因分析和预防措施
3.1咬边(如图3-1)
咬边是常见的焊缝外观缺陷,咬边是由于焊接参数选择不正确。
或操作工艺不正确和焊接技能不熟练,沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。
如焊接电流太大,电弧过长,运条方式和角度不当,坡口两侧停留时间太长或太短等均有产生咬边的可能。
而正确咬边选择焊接电流及焊接速度,电弧不能拉得太长,掌握正确的运条方法,灵活调整焊条角度均可以有效防止咬边的产生。
3.2未焊透(如图3-2)
在单面焊和双面焊时都能产生此类缺陷,主要原因是焊接电流小,焊速过快和坡口尺寸、装配间隙不当及焊丝未对准焊缝中心。
3.3未熔合(如图3-3)
熔池金属在电弧力作用下被排向尾部而形成沟槽,当电弧向前移动时,沟槽中又填充熔池金属,如果这时槽壁处的液态金属层已凝固,填充熔池的金属热量又不足以使之再度熔化,则形成未熔合。
多数情况下未熔合区内部有渣流入。
这就需要加强层间清理,正确选择焊接电流,注意焊条摆动等。
3.4焊瘤(如图3-4)
产生焊瘤的原因通常有:
根部间隙过大、焊条角度和运条方法不正确、焊接电流大及焊接速度过慢等。
焊接时要严格控制熔池温度,不使其过高。
3.5烧穿
焊接电流过大、焊速过小或者间隙坡口尺寸过大都可能形成烧穿。
另外,还有凹坑和塌陷等表面缺陷。
焊接时可以采用衬垫或使用脉冲电流防止烧穿。
4控制焊缝外观
4.1加强焊接管理。
4.1.1全面落实焊接规定,强化每位焊工的焊接规范意识。
通过车间对检修人员考评办法的实施,使每位检修工、焊工端正工作态度。
特别是电焊工的管理,因为焊工的工作态度、心理状态决定每条焊缝的外观质量。
同时,要求检修工学习焊接管理规定,让其熟知焊接知识常识和现场焊接要求。
4.1.2焊接材料和焊接工件的准备
保证在焊前一定要按焊接工艺卡要求、焊接工件的材料性质,正确匹配焊接材料,同时严格按照焊条说明烘干,保证随取随用,条件允许情况下,选择品牌较好的焊条。
工作前按标准准备焊接坡口,严格清理焊口,合理进行装配以便利于焊接。
4.2提高焊工的业务技术水平。
每位焊工都应熟知焊接规范,正确了解和熟练掌握各种焊接位置的焊接每一种运条方式。
加强理论培训,熟悉焊接理论,了解焊接缺陷知识。
在生产实际中对于无法避免的困难位置焊接前,应进行模拟练习,保证实际工作中的焊接质量。
4.3选择合理的焊接方法,控制外观质量。
在熟悉掌握九种基本运条方式的基础上,将锯齿运条法加以改进,得出一个新的运条方式,可以有效避免咬边缺陷的发生。
保证焊缝的咬边即使存在,也可将其控制在正品范围之内。
改变过去横焊接头方式,将焊条引燃后,回拉至前一个熔池立即做一个向下切的动作,后直接向前移动,这样便可以有效地阻止焊接接头过高的缺陷。
(见下图)
4.4加强实际操作练习、考核。
焊工熟悉掌握焊接缺陷标准,充分利用空余时间,有针对性地进行强化训练,训练必须有步骤,循序渐进,由易到难。
同时要有时间限制,如每位焊工一星期至少完成三条合格焊缝,由班组成员对照标准共同进行测评,结果与奖金挂钩,以此来提高焊工练习的主动性,可以进一步提高焊工的操作技能。
结束语
实践证明,严格控制焊缝外观对提高焊接质量能收到事半功倍的效果。
参考文献:
[1]刘云龙.焊工技师手册.北京:
机械工业出版社,1998.
摘要:
电站锅炉受热面管子焊口焊接缺陷的产生及防止
【摘要】目前电站锅炉受热面管子安装之中主要采用手工氩弧焊,在焊口焊接过程中易出现气孔、未焊透、裂纹等缺陷。
【关键词】焊接;
缺陷;
受热面管;
预防
焊接质量是锅炉安装工程的重中之重,直接关系到锅炉能否安全运行。
氩弧焊封底时膜式水冷壁焊口的未焊透、手工焊盖面时省煤器(32mm×
3.5mm)、过热器(38mm×
3.5mm)等小口径管焊口起弧和收弧处的气孔是电站锅炉安装中容易产生的焊接缺陷。
一、膜式水冷壁安装焊口打底焊道未焊透缺陷产生的主要原因
电站锅炉膜式水冷壁一般是用规格为60mm×
5mm或51mm×
5mm的鳍片管组焊而成的大片,在安装施工中一般先在现场地面水平预制组焊成整体,再吊装就位。
预制采用手工钨极氩弧焊封底加手弧焊盖面的工艺进行。
焊缝经X射线探伤检查一次合格率比较高,但在所发现的焊接缺陷中,有相当一部分未焊透缺陷。
经研究分析,产生未焊透的原因有多方面,当焊工技能、焊接参数等能够满足焊接质量要求时,产生此缺陷的主要原因有以下几方面:
1、模式水冷壁管屏工地进行管子对接安装,由于窄间隙有障碍操作极容易在3点、9点处位置产生未焊透、未熔合曲线。
2、管子周围壁厚不等,见图1。
组对每片水冷壁时,先将距焊口约50mm处的鳍片用气割切去。
由图1可见,在割去鳍片处沿管周弧长约12mm的范围内,管壁比其它处厚1.5~2mm。
再加上此处(焊口3点和9点处)焊接时受两侧管的障碍,如果在焊接参数相同的情况下,不采取相应措施,极易在此处出现未焊透缺陷。
3、组对间隙不一致,锅炉制造厂提供的膜式水冷壁半成品件是由多根管子组焊成一片。
在工地进行片与片组装时,就要同时组对多个焊口,然而使组对间隙相同很困难。
另外,多个焊口不可能同时焊接,当焊完一部分焊口,其余尚未焊的焊口间隙就会缩小,甚至为零。
这些焊口在施焊中容易出现未焊透缺陷,焊接时应尽量先施焊间隙较小的焊缝。
4、强力组对出现的错口。
由于半成品水冷壁在制造、长途运输和存放过程中会产生一定的变形,在现场地面水平预制时,多个焊口就有可能不在一条水平线上,也就是说产生焊口组对不平齐的现象。
此时若采取强力组对,被强行组对的管子在TIG打底焊热源的作用下,有可能复原产生错口。
如果此时正好由于上述
(2)的原因使对口间隙趋于零时,就会导致单侧或双侧未焊透现象。
二、未焊透的防止措施
1、每片半成品水冷壁组对前,应认真校验焊口平齐情况,对于较轻微的变形可采用火焰矫正或机械方法矫形后再组对。
待整片水冷壁组焊完后,再将割开的鳍片焊缝采用分段退焊法重新焊好。
2、严格控制多个焊口组对的最小间隙和最大间隙,使其中最小组对间隙能满足焊接质量要求;
最大组对间隙不超过5mm。
施焊时,采取先焊间隙较小的焊口,后焊间隙大的焊口。
3、对于每片最后焊的焊口间隙过小而不易保证焊接质量时,可使用端部修磨较尖锐的钨极施焊,以使电弧集中,易于焊缝根部熔透。
4、改变原来在下面施焊焊工的操作方式,把添加焊丝的工作改由上面的焊工进行,见图2。
这样,下面的焊工可以集中精力操作焊枪,将电弧始终准确地对准焊缝根部,以确保熔透。
为了保证焊丝能够准确地加入熔池,先将焊丝端部按管子直径弯曲,由上面焊工持焊丝将焊丝上提,使紧贴坡口间隙,由下面焊工引燃电弧将坡口钝边和焊丝同时熔化形成封底焊缝。
这样,满足水冷壁管内通球的要求。
提高焊缝一次合格率和封底效率,节约焊丝。
5、当焊至鳍片部位时(焊口3点和9点处),因此处受管间距限制,除最好使用端部修磨较尖锐的钨极施焊,增大焊枪可达性外,关键应适当降低焊速,增加电弧在此处的停留时间,待熔池尺寸与其它部位相等,熔融金属成“渗入”状态时再前移。
同时下面的焊工尽量向上多焊一段,为焊缝接头创造条件。
三、小口径管手工焊盖面引弧和收弧时气孔的产生主要原因
气孔产生的因素是多方面的。
当施工现场焊前准备工作相当充分合格,已严格做到:
①严格遵守焊接参数并保持稳定;
②电流的极性及其种类影响不大;
③焊件坡口符合要求且清理干净,使用的低氢型焊条严格烘培,并放在保温筒内,随用随取;
④焊工质量意识强;
⑤具有严密的防风防雨措施;
⑥X射线检验结果气孔也非氩弧焊所致时,气孔的产生往往是由于引弧和收弧不当引起的。
我们知道气泡上浮速度与熔池金属粘度成反比,对于小口径焊口来说,起弧点(除冶金过程产生的气体外,还有药皮保护效果差易混入气体)温度较低,冷却快。
又由于坡口小,焊速快,收弧点输入热量相对较少,同样冷却快。
于是熔池金属的粘度急剧增加,使气泡上浮速度大大减小,因而焊缝中的气泡来不及逸出而残存在内部形成气孔。
综上所述,起弧收弧点产生气孔的主要原因是由于熔池冷却快,气体在熔池中来不及逸出。
因此,根据现场的客观条件采取对策。
四、气孔防止措施
1、热引弧法
在引燃电弧的1~2s内,使加热电流Ih是恒定电流I的1.5~2倍,以便易于激发电弧,迅速建立气体保护,阻止外界气体混入。
同时使母材中输入热量增大,熔池冷却速度减慢,金属粘度缓慢增加而利于气体逸出,这种热引弧法对减少起弧处的气孔特别有效,但它需要人配合,在引弧时调节电流,可见热引弧法具有其局限性。
2、采取特殊工艺措施
起弧收弧时采取适当的运条方法,在正仰焊稍远处起弧,而后拉回正仰焊(或者说沿接头稍远处起弧,而后拉回接头处)。
这样可以使起弧点由于碳酸钙(使用的都是低氢型焊条)分解形成的CO2保护不够充分,混入的其它气体重新逸出而避免产生气孔。
收弧时,电弧超过正平焊,而后拉回,使正平焊(或说接头处)的熔池和输入热增大,冷却速度减慢,气体易逸出而减少气孔。
对于排管的立焊部位及其横焊侧面的接头处均可采取相似措施。
五、实践结果
采取上述措施后,焊口一次拍片合格率达98.5%,缺陷得到有效的控制,收到了较好的效果。
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