不銹鋼薄壁管焊接缺陷的產(chǎn)生與防止及焊絲和焊劑的選擇
不銹鋼薄壁管焊接結構在制作過(guò)程中受各種因素影響,生產(chǎn)出每一件薄壁不銹鋼管都不可能完美無(wú)缺,不可避免地產(chǎn)生焊接缺欠,它的存在不同程度上影響到不銹鋼薄壁管的質(zhì)量和安全使用。焊接檢驗的目的之一就是運用各種檢驗方法把不銹鋼焊接管上產(chǎn)生的各種缺欠檢查出來(lái),并按有關(guān)標準對它進(jìn)行評定,以決定對缺欠的處理。缺欠與缺陷本無(wú)原則區別,均表征產(chǎn)品不完整或有缺損。但對于焊接結構而言,基于合于使用準則,有必要對缺欠和缺陷賦予不同的含義。在焊接接頭中的不連續性、不均勻性以及其他不健全等的欠缺,統稱(chēng)焊接缺欠。不符合焊接產(chǎn)品使用性能要求的焊接缺欠,稱(chēng)焊接缺陷。也就是說(shuō),不銹鋼薄壁管焊接缺陷是屬于焊接缺欠中不可接受的那種缺欠,必須對該缺欠進(jìn)行修補產(chǎn)品才能使用,否則就是廢品。 GB/T 6417.1-2005《金屬熔化焊接頭缺欠分類(lèi)及說(shuō)明》對焊縫缺陷進(jìn)行了分類(lèi),該標準等效采用了IS0 6520 -1:1998《焊接及相關(guān)工藝金屬材料幾何缺欠的分類(lèi)第1部分:熔化焊》(英文版)。金屬熔化焊焊縫缺陷共分為六類(lèi):第1類(lèi)裂紋;第2類(lèi)孔穴;第3類(lèi)固體夾雜;第4類(lèi)未熔合及未焊透;第5類(lèi)形狀和尺寸不良;第6類(lèi)其他缺陷。
一、焊接缺陷的特征
1. 焊接裂紋
焊接裂紋是指薄壁不銹鋼管在焊接應力及其他致脆因素共同作用下,焊接接頭中局部地區金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙,具有尖銳的缺口和長(cháng)寬比大的特征,是焊接結構(件)中最危險的缺陷。
a. 薄壁不銹鋼管按裂紋外觀(guān)形貌和產(chǎn)生的部位來(lái)劃分各種裂紋。
如橫向裂紋、縱向裂紋、弧坑裂紋、放射狀裂紋、枝狀裂紋、間斷裂紋、微觀(guān)裂紋等。
b. 按裂紋產(chǎn)生的溫度范圍來(lái)劃分各種裂紋
按溫度范圍則可分為熱裂紋、冷裂紋及再熱裂紋。
(1). 熱裂紋
在固相線(xiàn)附近的高溫區形成的裂紋稱(chēng)為熱裂紋。熱裂紋主要發(fā)生在晶界處。由于裂紋形成的溫度較高,在與空氣接觸的開(kāi)口部位表面有強烈的氧化特征,呈藍色或天藍色,這是區別于冷裂紋的重要特征。
(2). 冷裂紋
不銹鋼薄壁管的焊接接頭冷卻到材料M溫度以下時(shí)形成的裂紋稱(chēng)為冷裂紋。其特點(diǎn)是表面光亮,無(wú)氧化特征。
(3)再熱裂紋
不銹鋼焊接管焊接后,若再次被加熱到一定溫度而產(chǎn)生的裂紋稱(chēng)為再熱裂紋。
二、氣孔
焊接時(shí),熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留下來(lái)形成的孔穴稱(chēng)為氣孔
三、固體夾雜
1. 夾渣
薄壁不銹鋼管焊后殘留在焊縫中的熔渣稱(chēng)為夾渣。其形狀較復雜,一般呈線(xiàn)狀、長(cháng)條狀、顆粒狀及其他形式。
2. 夾鎢
在進(jìn)行鎢極氬弧焊時(shí),若鎢極不慎與熔池接觸,使鎢的顆粒進(jìn)入不銹鋼薄壁管焊縫中而造成夾鎢。焊接鎳鐵合金時(shí),則其與鎢形成合金,使X射線(xiàn)探傷很難發(fā)現。
四、未熔合和未焊透
1. 未熔合
在焊縫金屬和母材之間或焊道金屬與焊道金屬之間未完全熔化結合的部分稱(chēng)為未熔合,不銹鋼薄壁管的這種缺陷有時(shí)因間隙很大,與熔渣難以區別。有時(shí)雖然結合緊密但未焊合,往往從未熔合區末端產(chǎn)生微裂紋。
2. 未焊透
焊接時(shí),不銹鋼焊接管之間應該熔合而未焊上的部分稱(chēng)為未焊透,出現在單面的坡口根部及雙面焊的坡口鈍邊。
五、形狀和尺寸不良
1. 咬邊
由于薄壁不銹鋼管焊接參數選擇不當,或操作工藝不正確,沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷稱(chēng)為咬邊。在立焊及仰焊位置容易發(fā)生咬邊,在角焊縫上部邊緣也容易產(chǎn)生咬邊。
2. 焊瘤
焊接過(guò)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稱(chēng)為焊瘤。焊瘤存在于焊管焊縫表面,在其下面往往伴隨著(zhù)未熔合、未焊透等缺陷。
3. 燒穿和下塌
焊接過(guò)程中,熔化金屬自坡口背面流出,形成穿孔的缺陷叫做燒穿。燒穿容易發(fā)生在第一道焊道及薄板對接焊縫或管子對接焊縫中。穿過(guò)單層焊縫根部,或在多層焊接接頭中穿過(guò)前道熔敷金屬塌落的過(guò)量焊縫金屬稱(chēng)為下塌。
4. 錯邊和角變形
由于兩個(gè)不銹鋼薄壁管沒(méi)有對正而造成板的中心線(xiàn)平行偏差稱(chēng)為錯邊。由于兩個(gè)薄壁不銹鋼管沒(méi)有對正而造成它們的表面不平行或不成預定的角度稱(chēng)為角變形。
六、其他缺陷
1. 電弧擦傷
在焊縫坡口外部引弧時(shí)產(chǎn)生于母材金屬表面上的局部損傷稱(chēng)為電弧擦傷。如果在不銹鋼焊接管的坡口外隨意引弧,有可能形成弧坑而產(chǎn)生裂紋,又容易被忽視、漏檢,從而導致事故發(fā)生。
2. 飛濺
熔焊過(guò)程中,熔化的金屬顆粒和熔渣向周?chē)w散的現象稱(chēng)為飛濺。不同藥皮成分的焊條具有不同的飛濺損失。不銹鋼焊接管熔化焊焊縫缺陷分類(lèi)及標記見(jiàn)表7 -2。缺陷用數字序號標記,每一缺陷大類(lèi)用一個(gè)三位阿拉伯數字標記,每一缺陷小類(lèi)用一個(gè)四位阿拉伯數字標記,同時(shí)采用國際焊接學(xué)會(huì )(IIW)“參考射線(xiàn)底片匯編”中目前通用的缺陷字母代號來(lái)對缺陷進(jìn)行簡(jiǎn)化標記。每一數字序號僅適合于某一特定類(lèi)型的缺陷,例如1021為“焊縫橫向裂紋”,1023為“熱影響區橫向裂紋”等。
焊絲和焊劑的種類(lèi)很多,焊接薄壁不銹鋼管的焊絲、焊劑,常用的為高錳高硅型焊劑配合焊08高( H08A)和焊08錳高(H08MnA)焊絲,或采用低錳型、無(wú)錳型焊劑配合焊08錳高( H08MnA)和焊10錳2 (HioMn2)焊絲,都能獲得滿(mǎn)意的機械性能。但對焊接薄壁不銹鋼管的焊絲、焊劑的選用,就不僅和鋼材的強度有關(guān),而且和板材厚度、坡口形式有聯(lián)系。如16錳鋼,對于薄板不開(kāi)坡口的對接焊縫,由于沒(méi)有坡口,母材熔合比大,可以采用焊08高(H08A)焊絲和高錳高硅型的431焊劑。對中板、開(kāi)坡口的接頭,就要選用焊08錳高( H08MnA)等焊絲和431焊劑。對于特大坡口,就應用焊10錳2( HioMn2)焊絲和431焊劑,以保證焊縫中有足夠的錳的含量,以提高焊縫的強度。對15錳釩和15錳鈦鋼,如板厚不大,不開(kāi)坡口,可以采用焊08錳高( H08MnA)焊絲,配以131焊劑。對特大厚度和深坡口的接頭,則要采用焊08錳鉬高(H08MnMoA)焊絲,配以431、350或250焊劑。431焊劑工藝性能較好,但抗裂性能不如焊劑350和焊劑250。焊劑250要用直流電源焊接,因此,當鋼板厚、剛性大、焊縫容易產(chǎn)生裂縫時(shí),最好采用焊劑350或焊劑250。對不同的鋼種、厚度和坡口形式的焊縫,其應選用的焊絲、焊劑推薦如表。
本文標簽:不銹鋼薄壁管
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