不锈钢常识
您的当前位置:网站首页 / 不锈钢常识 / 螺旋缝埋弧焊管焊接裂纹产生的原因与防控方案

螺旋缝埋弧焊管焊接裂纹产生的原因与防控方案

来源:至德钢业 日期:2020-05-31 05:36:33 人气:1105

本文通过对螺旋缝埋弧焊管焊接过程进行简述,分析焊接过程中裂纹产生的原因,主要包括氢的作用、淬硬组织和应力状态的影响,并在此基础上提出了冶金因素和工艺因素的解决措施。

1螺旋埋弧焊管生产线

螺旋埋弧焊管生产线主要包括两个部分,分别是前部成型生产线和后部精整生产线。对于前部成型生产线而言,其主要的工作是从卷板的开卷开始到矫平、翦边、对头、铣边、递送,成型、内外焊接成管结束,是整个钢管生产中重要的环节。而对于后部精整生产线而言,其主要的工作是将钢管半成品进行加工成为成品,加工完成过程中还需要对其进行各种数据的检验和检测,同时还包括钢管修补工序。成型生产线机组主要分为前摆桥式成型机组和后摆桥式成型机组两种,当生产不同类型、规格的钢管时,两种机组都可以通过调整成型器的成型角度来实现螺旋钢管的生产。

2螺旋焊管焊接裂纹产生的原因

2.1氢的作用

在焊接过程中,材料中含的水份、空气中的水分以及卷板表面的铁锈、油污及氧化铁等原因,会使得焊缝中溶解较多的氢,在电弧中氢会被分解成为原子或离子进入到熔池金属中。在冷却时,由于冷却时间较短,氢浓度会高于其溶解浓度,导致部分的氢离子或氢原子重新结合成氢气逸出,小部分被溶解在晶粒中,重新合成的氢气具有比较高的气体压力,使得氢处于饱和的状态因此会极力进行扩散,这个扩散过程发生的时间可能在几秒之内就能结束,也可能需要更长的时间,因此具有延迟性。

2.2淬硬组织的影响

在焊接过程中,裂缝产生的主要原因是因为马氏体的存在,马氏体是碳在铁素体中的过饱和固液体,组织比较硬,是一种淬硬组织。在焊接时,会有一个快速冷却的过程,这时近缝区粗大的奥氏体就会转变成为粗大的马氏体。与此同时,淬硬组织会导致更多的晶格缺陷产生,在一定程度上会形成裂源。

2.3应力状态的影响

在焊接过程中所产生的应力主要包括热应力、组织应力和结构应力,他们统称为拘束应力,其应力的大小由拘束度的大小决定。一般情况而言,板的厚度越小,其拘束度也就越小。在实际工作中,冷裂纹产生的原因并不是因为平均的拘束应力所导致的,而是在一个缺口或者内部缺陷的位置达到一个非常大的应力所导致的。

3螺旋焊管焊接裂纹防治策略

3.1冶金因素

在焊接时,随着合金元素的增加,结晶裂纹产生的几率就会相应的增加,经过研究表明SPC的增加会导致产生结晶裂纹几率增加,因此加大对SPC元素含量的控制是一种非常有效的措施。表1和表2所示的是两种牌号焊丝和焊剂的SP元素含量对比,从表中可以看出S元素含量较高的是BG-H06H1的焊丝和BG-SJ101G的焊剂;P元素含量较高的是BGH06H1的焊丝和SJ102G的焊剂。

3.2工艺因素

在焊接时,由于焊接温度非常高,如果线能量比较大,在近缝区域会产生比较粗大的晶粒;如果线能量比较小,会影响淬硬,都会加大裂纹产生的几率,因此合适的线能量对于焊接而言是非常重要的,对于预防裂纹的产生能起到较好的作用。同时通过预热来降低冷却速度也是一种非常好的预防产生裂纹的措施,它可以使得氢得到充分的扩散,降低裂纹的产生机率。

4结论

总的来说,在焊接过程中为了减小裂纹出现的几率,可以从以下几个方面采取措施。第一,选择合适的焊丝和焊剂,严格控制焊接时SPC等金属元素的含量。第二,选择合适的焊丝和焊剂搭配使用,仔细清理焊接区域的杂质,减少氢的产生,从而减少焊缝裂纹产生的机率。第三,合适的焊接线能量能降低裂纹产生的机率。气温较低的冬季施工时、焊接低合金高强度钢材料时,适当的焊前预热、焊后缓冷,可以降低焊缝的冷却速度,有利于氢的扩散和逸出,对于防止裂纹的产生也是一种非常有效的措施。

本文标签:焊管 

北京 天津 河北 山西 内蒙 辽宁 吉林 黑龙江 上海 江苏 浙江 安徽 福建 江西 山东 河南 湖北 湖南 广东 广西 海南 重庆 四川 贵州 云南 西藏 陕西 甘肃 青海 宁夏 新疆 台湾 香港 澳门