1、焊接缺陷与维抢修队伍常用焊接工艺焊接技术是一门重要的金属加工技术，尽管焊接技术发展很快，自动化程度也越来越高，但手弧焊和半自动焊仍占有不可替代的地位，尤其是在我们的维抢修单位焊接仍然以手工作业为主。优质的的焊缝表面应圆滑过渡至母材，表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、气孔、焊瘤、咬边等缺陷，焊缝内部同样不允许有缺陷。但焊接过程中由于设备、材料、工艺及操作等原因，使得形成的焊缝达不到质量要求，从而对结构的工作质量和使用寿命产生严重的影响。做为一名普通的焊工我谨结合自己在实际工作中遇到的问题做一些经验性的总结和分析。1、输油管道与焊接工艺1.1 石油管道管材输油管道材料很多， 如碳钢、低碳钢、低合金钢以
2、及不锈钢等 ，根据石油输送管的承受压力，目前常见材质选用有 Q235B、X60、X65、X70 等，不同管材又分有无缝钢管(SMLS)、电阻焊钢管(ERW)、直缝埋弧焊钢管(LSAW)和螺旋缝埋弧焊钢管(SSAW) 。一般 610 以下大多选用 ERW 管，529 以上选用 SSAW 或 JCOE、等管。输油主干线多为低合金高强钢材料，站内管网低碳钢及不锈钢使用较多。1.2 常用焊接材料对应于管道系统所使用的管材，在维抢修单位中所使用的主要焊接材料有：酸型焊条的代表：J422 焊条，对应国际标准牌号 E4303。它是一种酸性焊条，药皮钛钙型，执行标准 GB/T5117-2012 碳钢焊条。对低
3、碳钢的手工电弧焊通常选择 E4303.碱性焊条的代表：J507 低氢钠型焊条，国际标号 E5015 它是一种碱性焊条，可以焊接结构钢材中典型的 Q235、Q245R、Q345R 等钢材，也适应于输油气管道的X60、X65、X70 以及早期管线 A3 钢 16Mn 等材质钢管的焊接，其抗拉强度相对于E4315 普通焊条大得多，所以一般用于受力较大或受动载荷的钢结构。适合全位置焊接是输油管道系统使用最广泛的焊接材料。同种类的焊条还有 J506（E5016）等。E5015 广泛应用于输油管网中的重要结构。此外在长输管线敷设中下向焊纤维素型焊条 E8010、E7010、E6010 等也被广为采用，大口
4、径 X70 以上钢管则采用半自动下向焊，焊接材料为药芯焊丝 AWS A5 系列。1.3 管道公司维抢修队伍常用焊接工艺种类维抢修队伍常用的焊接工艺主要有以下三种：手弧焊 ：这里主要是指 J422 与 J507 的手工操作，也是在工作中用应用最广泛的焊接工艺。尤其是 J507 的单面焊双面成型技术是衡量焊工的操作水平的一个基准。氩弧焊：是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术，焊缝质量好成型美观。氩弧焊又可分为全氩焊接和氩电联焊，目前也已成为管道系统主流工艺技术。下向焊：在日常工作中应用不多，但下向焊效率高在大口径管线焊接通常使用下向焊。目前已经有许多维抢修队伍已经配备了半自动下向焊设备。2 焊接缺
5、陷2.1 焊接缺陷定义一般情况下，我们把焊接过程中，焊接接头的不完整性称为焊接缺欠。2.2 常见的焊接缺陷2.2.1 尺寸上的缺陷包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。焊缝外表高低不平和波纹粗劣，焊缝宽度不均匀、太宽或太窄，焊缝余高过低或过高，角焊缝焊脚尺寸不等都属于焊缝尺寸及形状不符合要求。这些缺陷不仅使焊缝成形不美，而且容易造成应力集中,影响焊缝与母材的结合强度。2.2.2 结构上的缺陷包括气孔、夹渣、非金属夹杂物、熔合不良、未焊透、咬边、裂纹、表面缺陷等。这些缺陷是焊接过程中最容易出现的缺陷。这些缺陷减弱了焊缝的有效面积，降低了焊接接头的力学性能，而且易造成应力集中，引起裂纹，导致结构
6、破坏，使焊接结构无法承受正常工作载荷。2.2.3 性质上的缺陷包括力学性能和化学性质等不满足焊件的使用要求的缺陷。力学性能指的是抗拉强度、屈服点、伸长率、硬度、冲击吸收功、塑性、疲劳强度、弯曲角度等。化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。这些缺陷使焊缝结构无法达到设计要求的力学性能和化学性能3 常用焊接工艺中焊接缺陷的防范对于外观成型上的尺寸缺陷需要操作人员进一步提高自己的技能水平，而对于结构上和性质上的缺陷就需要我们共同探讨摸索总结出经验加以避免。3.1.防止未焊透和未熔合的措施未焊透的防止措施：生产实践证实，根据焊接材料与工艺参数适当调整较大电流可以对防范未焊透有较好的效果，其他措施还有清理
7、干净坡口，根据技术参数选择短弧焊等措施。未熔合的防止措施：为了防止未熔合现象的发生，焊接技术人员可以适当的调整电流（调大）,配合材料及其他因素调整工艺参数，清洁坡口和层面。一旦出现，应当清除并重新焊接。分析总结：在实际工作中未焊透未融合缺陷在所有焊接工艺中都存在，主要问题是工艺参数选择不当，但也有一部分心理因素存在，在训练中一味地追求内侧成型担心过流或烧穿，使电弧不敢深入到坡口根部而造成不允许存在的缺陷产生。所以在打底焊过程中一定要保证坡口根部的融合。在使用 J422 焊接小口径管件和低碳钢结构时，因其药皮流动性好，不容易区分熔池和熔渣，尤其是在平焊位极易出现未融合显现，需要认真操作及时敲渣。
8、3.2.防止气孔的措施焊接气孔的防止措施主要有三方面：一是清理干净母材坡口。二是对于气保护的焊接方法，保证气体纯度三是保证焊材烘干，不受潮。分析总结：在工作中产生气孔最主要的原因还是在于焊条，碱性焊条烘干温度、时间不足或再次受潮，药皮脱落等都容易造成气孔。碱性焊条操作一定要保证焊条的质量，采用短弧操作。另外在氩弧焊时也会经常遇到因氩气不纯的而产生气孔的情况，还有就是氩弧焊施焊过程中要注意氩气带的位置，避免被碾压踩踏，稍一疏忽就可能因气体保护不足形成气孔。气孔的形成与操作水平关联不大，足够的专心和细心是可以基本避免的。3.3.防止夹渣与夹杂物的措施清理每层熔渣；关注焊条摆动的宽度不能太宽；选择正
9、确的焊接规范，防止焊缝冷却速度过快；注意及时清理焊接坡口处的熔渣；严格按照技术规范搅拌熔池等。分析总结：检合格的二级片准许有少量的夹渣存在，在一些焊接任务中完全清除所有焊渣会降低生产效率，而目视到的焊渣会不会被下层焊道融掉就是经验问题了。每层焊道的熔深有 2-4mm，可以在工作中积累经验，在打磨过程观察可见夹渣的深度，久而久之便可以清楚焊道打磨到什么程度最为合理。下向焊的熔深浅，所以下向焊要求务必将前一层焊道打磨出金属光泽。3.4 防止焊接裂纹的措施根据焊接裂纹的种类差别，防止热裂纹的措施主要从冶金和工艺两个方面着手。从工艺措施角度来将，如果产品一定，可以通过调节冷却速度，注意熔合比及焊缝成形
10、系数的变化来影响焊接客观条件。冶金措施在生产实践中更为重要。生产中的实际情况比较复杂，必须根据具体条件（材料、产品结构、技术要求、工艺条件）的不同，才能做到有针对性的采取措施。在生产实践中证明，以下措施能够在一定范围能防控焊接裂纹的出现：（1）、控制焊缝中硫、磷、碳等有害元素的含量。（2）、对熔池进行变质处理。（3）、调质熔渣的碱度。在焊接较重要的产品时，宜选用碱性焊条、焊剂。（4）、合理调整焊接参数。一般来说，提高焊缝的成形系数可以提高焊缝的抗裂力。一般情况下，成形系数随电弧电压的升高而增加，对焊接电流的增加而减小。如果线能量不变，那么焊速越大，裂纹发生的倾向就越大。（5）、调整冷却速度。冷
11、却速度越快，热裂纹倾向就越大。但要注意，热裂纹的形成需要较高的预热温度才能降低高温的冷却速度。高温预热成本高，劳动条件恶劣，有时还会影响焊接金属的性能。在生产中，只在焊接一些热裂纹非常敏感的材料时，才会用到预热来防止热裂纹的出现。（6）、合理调整焊接顺序。在产品尺寸一定的条件下，合理安排焊接顺序，对降低焊接接头的刚度、减小内变形有非常明显的效果，从而可以有效地防范裂纹的发生。（7）.适当加入某些合金元素。提高焊缝金属的韧性能防止裂纹的产生。分析总结现代的冶炼工艺越来越先进，管道系统用钢很少出现焊接裂纹，不过我们还是要了解母材的材质选择正确的焊接材料和工艺进行施焊。输油管道的材质多属于低合金钢，
12、如目前常见的 X65 冷裂倾向不大，采取一定的工艺措施，冷裂纹是可以避免的。措施如下：选用低氢型焊材；选用适合的焊接范围；焊前预热 100；根焊完成后撤走内对口器；根焊与热焊时间间隔不超过 5min；环境温度较低或风速较大时停止施焊。在工作中常见的裂纹多见于管材与法兰焊接，管材与阀门焊接。阀门多为铸钢含杂质较多，法兰的生产渠道不同有可能购买到焊接性不好的钢材制成的法兰。一旦发现裂纹不要盲目补焊，那样有可能造成裂纹的延伸，一定要通过拍片知道裂纹的确切位置和长度深度，返口打磨长度要大于裂纹长度确保裂纹被完全清楚，再选用合适的焊材和补焊工艺施焊。3.5 防止偏析的产生措施减少焊缝中的 S,P,C 等
13、有害杂质的含量是防止焊缝金属产生偏析的的主要措施。改变焊缝金属的结晶形态和细化晶粒均有利于减少焊缝重金属的偏析。合理地控制焊缝的断面形状和焊接速度，均有利于防止焊缝中的区域偏析。分析总结：偏析现象在维抢修作业中较为少见，管道用钢都是严格限制磷硫碳的含量的，只有少数非正规厂家生产的管件才会有超标现象，对一些阀门管件零件的焊接要尽可能知道母材的材质，选择合适的焊接材料，控制线能量。3.6 防止咬边与烧穿的措施在焊接操作的时候，严格按照规范操作姿势和流程,掌握合适的焊接速度，不能过速也不能过慢；合理设计坡口尺寸；采用良好的运条方式等都是防止咬边的常用而有效的技术措施。如果防止焊接烧穿，则要严格观察焊
14、接电流不能过大，适当加大焊接速度等。分析总结：咬边烧穿与人的因素即技术水平有着更大的联系，需要在技术上下苦工。焊条的角度，运条的方式，施焊者的稳定都起着决定性因素。即便焊接参数选择合理，也需要长期的练习才能够完全避免。3.7 防止弧坑的措施主要防止弧坑产生的措施有在电弧焊收弧时，使焊条应在熔池处稍作停留以使熔化液态金属填满弧坑，具体操作时也可采用环形运条的手法。也可回焊一小段后收弧。但当用大电流或焊接薄板时，不宜采用这种方法，可采用灭弧引弧灭弧的挑火方法点焊几次，直至弧坑填满为止。经验总结弧坑主要出现在熄弧处，训练后稍加注意就可以避免。下向焊仰焊位置的熄弧不容易控制，容易产生超标的弧坑。在接近仰脸位置前应适当降低焊接电流采用反复断弧法熄灭电弧。总结本文重点分析在维抢修队伍中常用种类焊接工艺方式及其容易出现缺陷的防范措施，强调防控焊接缺陷的重要性。以上对于各种焊接方式的特点及其缺陷分析都是在生产实践中总结的，有些缺陷也十分常见，为尽可能的避免焊接缺陷现象的发生，焊接技术人员提高对焊接缺陷的危害的意识，从技术和意识上防止焊接缺陷的产生保证输油管线的平稳运行。参考文献：焊接技术1989.05 GB/T3375-1994焊接术语
