高频焊管焊接缺陷及其分析

高频焊管焊接缺陷及其分析

焊接缺陷及其分析

高频直缝焊接钢管的焊接质量缺陷有裂缝、搭焊、漏水、划伤等等。下面仅对裂缝、搭焊这两个主要缺陷进行分析：

一、裂缝

裂缝是焊管的主要缺陷，其表现形式可以由通常的裂缝，局部的周期性裂缝，不规则出现的断续裂缝。也有的钢管焊后表面未见裂缝，但经压扁、矫直或水压试验后出现裂缝。裂缝严重时便漏水。产生裂缝的原因很多。消除裂缝是焊接调整操作中最困难的问题之一。

下面分别从原料方面、成型焊接孔型方面和工艺参数选择方面进行分析。

1. 原料方面

（1）钢种，即钢的化学成分对焊接性能有明显的影响，钢中所含的化学元素都或多或少、或好或坏地影响着焊接性能。高频焊由于焊接温度高，挤压力大等原因，比低频焊允许的化学范围要广些，可以焊接碳素钢、低合金钢等。碳素钢主要含有碳、硅、锰、磷、硫五种元素。低合金钢还可以含有锰、钛、钒、铝、镍等各种元素。

下面分述各种元素对焊接性能的影响。

1）碳碳含量增加，是焊接性能降低，硬度升高，容易脆裂。低碳钢容易焊接。

2）硅硅降低钢的焊接性，主要是容易生成低镕点的SiO2夹杂物；增加了熔渣和溶化金属的流动性，引起严重的喷溅现象，从而影响质量。

3）锰锰使钢的强度、硬度增加，焊接性能降低，容易造成脆裂。

4）磷磷对钢的焊接性不利。磷是造成蓝脆的主要原因。

5）铜含量小于0.75%时，不影响钢的焊接性。含量再高时，使钢的流动性增加，不利于焊接。

6) 镍镍对钢的焊接性没有显著的不利影响。7)铬铬使钢的焊接性能降低,高熔点氧化物很难从焊缝中排除。

8) 钛钛能细化晶粒，钛增加钢的焊接性能，钛能使钢的流动性变差，粘度大。

9）硫硫导致焊缝的热裂。在焊接过程中硫易于氧化，生成气体逸出，以致在焊缝中产生很多气孔和疏松。硫不利于焊接并且降低钢的机械性能，通常钢中硫被限制在规定的微量以下。

10)钒钒能显著改善普通低合金钢的焊接性能。钒能细化晶粒、防止热影响区的晶粒长大和粗化，并能固定钢中一部分碳，降低钢的淬透性。

11）铝铝对钢的焊接性能的影响使钢中铝含量的不同而不同，一般说来，脱氧后残留在钢中的铝，对焊接性能影响不大，如果作为合金元素加的量较大时，则和硅的作用相似，降低钢的焊接性能。

12）氧氧在钢中是作为有害元素来看待的，较高的含氧量在焊接时形成较多的FeO残留在焊缝处，从而降低了焊接性能。

13）氢氢是造成发裂的原因。

14）铌钢中加入0.005～0.05%的铌，能提高屈服强度和冲击韧性，改善焊接性能。15）镐锆能改善焊接金属的致密性。

16）铅铅对钢的焊接性能没有显著影响。

某个钢中里面所行各种元素对该钢中综合的焊接性能的影响，以碳当量来衡量。碳当量上限为0.65～0.70%。超过该上限，则焊缝易脆裂，硬度上升，焊接质量不好，飞锯切断和切断困难。

（2）带钢成分有偏析，尤其是B2F、B3F带钢卷的头部，通常都是沸腾钢锭的头部，成份偏析比较严重，含有较多的杂质和氧化物，焊接性能不好。因此，同一卷带钢在头部易出现裂缝。

（3）带钢有夹层，特别是边缘夹层是产生裂缝的主要原因之一。

（4）带钢宽度不够，对于超出负偏差的带钢就不能充满挤压滚孔型，焊接压力不够，甚至无压力，造成裂缝。

（5）带钢厚度变化较大，焊接电流忽大忽小，产生裂缝。

（6）带钢边缘不整齐，呈锯齿状，或缺肉，或撕裂，焊接以后出现不规则断续小裂缝。（7）由于纵剪时圆盘刀间隙过大或刀刃磨损严重造成带钢边缘毛刺过大，成型时毛刺向外易产生裂缝。为防止产生裂缝拆卷时将带钢反方向上斜，使成型时毛刺向内。

2.成型和焊接孔型方面

1）成型封闭孔的导向环损坏，造成啃边，易出现裂缝。

2）挤压辊轴承损坏，造成焊接压力不够，易出现裂缝。

3）挤压辊孔型设计不合理，或者使用错误孔型使带钢成型为尖桃形，焊接压力内大外小，易出现裂缝。

4）挤压辊加工不合格，上下两个轴承台、中间轴孔和外部圆孔型这几个园不同心。当不同心度比较大时（0.10～0.20毫米）挤压辊呈偏心转动，造成挤压力不稳定，易出现裂缝。5）挤压辊孔型磨损严重，造成上压力减小呈尖桃形，焊接后出现裂缝。

3.工艺参数选择方面

1）焊速过高，造成温度低，产生裂缝。

2）焊速过低，造成温度过高，易产生过烧现象，压扁后易裂开。严重的甚至在焊缝处产生气孔。

3）压力小，低熔点的夹杂物不易挤出，而且压力小熔化金属之间结合力小，焊缝受力时易产生开裂。

4）焊接温度低，焊不上，应降低速度。

5）焊接温度过高，电流过大，易产生过烧甚至有气孔及氧化物，应提高速度。

6）电极或感应器位置不适当，距挤压辊中心线过远，造成热量消耗大，温度低，焊接质量不良。

7）开口角过小，造成焊接电流不稳定，在过梁处发生小的爆破形成砂眼，产生焊接裂缝。

二、搭焊

搭焊是管坯两边缘在焊接时错位，虽刮除外毛刺仍能看到错位的痕迹。其原因有：

1）成型质量不好。成型管坯两边缘不平时出现通常的搭焊，成型边缘有波浪和鼓包时，出现局部的小的搭焊。

2）生产薄壁管时，挤压力不当，容易引起大旱。在挤压辊孔型中心管体里面安装一个小托辊，能有效地克服薄壁管的搭焊。

3）挤压辊安装不平，一高一低，造成搭焊。

4）带钢边缘纵剪不良，卷边或边缘毛刺过大，造成搭焊。

5）成型立辊、水平辊和挤压辊轧制中心线不在一条直线上，或者带钢有镰刀弯，造成成型不稳定，焊缝扭转，造成搭焊。

6）阻抗器前端位置正好在挤压辊中心线处时，扩口强度值和压扁强度值最好。当超过挤压辊中心线，伸向定径机一侧时，扩口强度和压扁强度都明显下降。当不到中心线而在成型机一侧时，也是焊接强度降低。

边缘钢质形态对对焊接质量的影响

1. 非金属夹杂物