浅述下向焊焊接缺陷成因及改进措施

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1、浅述下向焊焊接缺陷成因及改进措施　　摘要：下向焊是一种手工电弧焊焊接工艺方法，该工艺电弧吹力大，熔深大，焊条熔化速度快、熔敷效率高。但下向焊也存在他特有的普遍缺陷，本文主要论述下向焊工艺焊接缺陷的成因及其改进措施。　　关键词：下向焊；缺陷；改进措施　　中图分类号：P755.文献标识码：A文章编号：　　　　1.下向焊在长输管道建设中的发展和应用　　下向焊焊接工艺在长输管道建设中不断发展，得到了广泛的应用，现己成为一门较为成熟的工艺。60年代后期，该工艺主要使用纤维素焊条，但是当用于大直径、厚壁管的焊接时，其焊接

2、速度反而比不上向上焊，因此下向焊焊接方法也在不断发展和完善，出现了以下几种工艺。　　1.1混合型手工下向焊焊接工艺　　根据前述对焊接材料的分析，低氢型焊条由于焊缝金属中含氢量和含氧量较低，在相同条件下，其韧性较纤维素焊条好，但速度慢，由此产生了混合型手工下向焊焊接工艺。该工艺是采用纤维素型焊条根焊、热焊和低氢型焊条填充焊、盖面焊的焊接方法，可充分发挥两种焊条的优点，适用于钢级较高的管道焊接。在国际管道建设上使用较多，美国、加拿大、荷兰及瑞典等国家在80年代后期的长输管道手工焊中广泛采用;在我国也有应用实例。可

3、以预见，随着管道工程对管材提出更高的要求，高强度、高韧性的大口径钢管应用日益广泛，混合型下向焊焊接方法会逐步成为长输管道现场焊接的主要方法。　　1.2复合型下向焊焊接技术　　复合型下向焊是指对根层与热焊层采用下向焊、对填充层与盖面层采用向上焊的焊接方法，它主要用于壁厚较大的管道。如前所述，壁厚较大的管道，采用下向焊焊接方法，焊接层数多，反而不能发挥其焊接速度快的优势，因此考虑采用复合型的焊接方法，可发挥两种工艺的优点。　　1.3下向焊焊接技术中的不同工艺在我国的应用　　1993年建成投产的达连河一哈尔滨煤气管

4、道是我国第一根采用低氢下向焊技术的管道干线工程，管径为630x7一720x7，材质为A3F钢，全长247.45km，最大工作压力为21.6MPa。陕京输　　气管道工程，线路工程用钢管管材为APISLX60级，管径660mm，壁厚7.1一14.3mm；沿途环境比较恶劣，要求焊接接头具有较高的低温冲击韧性，通常的全纤维素焊接工艺难以满足该要求，经过综合性能比较、实验和焊接工艺评定，采用混合型手工下向焊焊接工艺，获得了成功。苏州工业园区输水管道工程，该工程所用的钢管规格为D1400，壁厚14mm。若采用单一的下向焊

5、方法，一道焊口需要7一8层，而采用复合型下向焊方法，只需4一5层，这样，根层与热焊层采用下向焊，可加快焊接速度，而填充层与盖面层采用向上焊的焊接方法，可减少层数，由此一道焊口可节约焊接时间约30mm，可降低焊工的劳动强度，提高工作效率。因此该工程即采用了该项工艺。　　2.管道下向焊焊接技术常见缺陷的原因及预防方法　　2.1气孔　　这种常见缺陷在现实中常常以两种形式出现，即表面气孔和中间层密集性气孔，造成这种现象的主要因素是焊接金属在焊接过程中吸收了过多的气体，而当焊接完成后，金属开始降温冷却，此时气体在金属中

6、的溶解度开始下降，但气体却无法正常的从金属中溢出，从而以气泡的形式存在于金属焊缝中。管道焊缝中存在气孔的现象不仅可以使焊缝的有效截面变小，影响整个焊接缝的强度，还会使焊缝的整体应力分布不均匀，尤其是一些密集型气孔，直接影响着整个焊接点的整体塑性。造成气孔产生的原因主要有：焊接过程的技术手法存在不当；焊接过程中角度的选择不当；焊接口附近存在一些污染物；焊接材料不够干燥；焊接时温度控制不得当，管道的温度太低使得焊接后焊点处温度降低过快。　　焊接过程中预防气孔的有效方法是：焊接时尽量选择短弧焊；并降低焊接时焊条的运

7、行速度，从而使熔池中气体有充足的时间溢出；对焊接点附近的管道进行有效的清洁处理，尤其是管道上存在的油渍和油漆等污物；焊条在使用前需要进行必要的烘干处理，并存放在特定的保温桶内；在周围环境较为寒冷的地点施工时，应该对管道的温度进行合理的控制，此外焊接后管道的保温措施也要到位；在一些刮风下雨天气中进行焊接施工时，应该采取相应的防护措施，防止熔池中进入不必要的气体。　　2.2夹渣　　所谓夹渣就是指在焊缝中残留下的熔渣，夹渣现象会使整个焊缝的强度大大降低，整体的致密性也会受到影响。造成这种缺陷的主要原因就是焊件的清理

8、工作不够彻底或者多层多道焊层间的药皮清理不够彻底。另外，在焊接时药皮掉落在熔池中也会引起夹渣现象，此外，焊层太厚和焊接角度不适合也会导致这种现象。　　预防夹渣现象产生的主要方法有：管道的坡口尺寸应该经过静谧的计算，并且坡口需要进行仔细的打磨操作；焊接使用的焊条应该进行必要的烘干操作，避免使用那些出现偏芯和潮湿的焊条；焊接过程中实用的电流和焊接的速度应该适当，整个运条过程应该速度缓慢。　　2.3咬边