提高螺旋焊管焊道外观质量的工艺措施.docx

提高螺旋焊管焊道外观质量的工艺措施彭春明 提高螺旋焊管焊道外观质量的工艺措施 彭春明 , 刘 云 (四川石油管理局资阳钢管厂 , 641304 ) 摘 要 : 分析了影响螺旋焊管焊道外观质量的因素 ,详细介绍了在忠武线 、双兰线等长输管线 的螺旋焊管生产过程中 ,为改善外焊道的外观质量所采取的工艺技术措施 ,如焊接工艺参数的 优化设计 、焊丝形位参数的调整 、焊剂流量的合理控制以及如何选择工艺性能良好的焊剂和如 何控制符合焊接要求的成型缝等 ,以满足管线钢管外防腐对焊道外观质量的要求 。 关键词 : 螺旋埋弧焊钢管 ; 焊道外观形状 ; 焊接工艺参数 ; 焊剂流量 中图分类号 : TG441 文献标识码 : B 文章编号 : 1001 - 3938 ( 2005 ) 06 - 0062 - 04 0 前 言 我厂 2003 年在忠武干线 711 mm ×8. 7 mm 钢管的生产初期 ,因外焊道与管体母材的过渡不 平滑 (即过渡陡峭 ) ,在进行 FB E 防腐时 ,外焊道 与母材过渡处形成空隙 ,造成防腐层出现密集漏 点 ,从而导致防腐验收不合格 。最后 ,不得不靠人 工修磨焊道后再进行防腐 。因此 ,提高焊道外观 质量对提高管线钢管外防腐质量至关重要 。 近年来 ,管线钢管外防腐多采用 3 PE 或 FB E 防腐工艺 ,对焊道外观质量要求较高 。如西气东 输工程 、忠武线 、双兰线等补充技术条件均要求外 焊道余高控制在 0. 5～2. 5 mm 范围内 ,焊道与管 体母材必须平滑过渡 。为满足防腐要求 ,通常将 平滑过渡理解为过渡角大于 120 °(见图 1 ) 。 1 焊道外观质量的影响因素 影响螺旋焊管焊道外观质量的因素较多 ,总 结多年来螺旋焊管的生产经验 ,主要包括焊接工 艺参数 、焊丝形位参数 、焊剂流量 、焊剂工艺性能 以及成型缝等多方面的综合因素 。 1. 1 焊接工艺参数 ( 1 )焊接电流 根据螺旋焊管的生产特点 , 通常内焊使用较小的焊接电流 ,而外焊使用较大 的焊接电流 。但是 ,在较大焊接电流条件下 ,熔池 的搅拌作用加剧 ,且焊丝的熔化量也相应增多 ,得 到的焊缝余高增高 ,焊缝成型恶化 ,边缘过渡较差 。 ( 2 )焊接电压 由于焊接电弧呈圆锥形状 , 而焊接电压 的大 小 直接 影响 到电 弧 的长 短 。因 此 ,随着焊接电压的增加 ,电弧长度增加 ,电弧斑 点的移动范围扩大 ,熔池变宽 ,会得到较宽的焊缝 成型 。如果在水平位置进行焊接 ,仅会使焊缝的 宽度发生变化 ,而不会影响焊缝的边缘过渡 。但 螺旋焊管的外焊是在斜坡上进行焊接 ,熔融状态 图 1 过渡平滑的焊道外观形状 焊道外观质 量是 指 焊道 余高 和 平滑 过渡 质 量 。但是 ,螺旋焊管的焊接特点是边成型边焊接 , 焊接过程是在曲面上完成的 (内焊上坡焊 , 外 焊 下坡焊 ) ,焊道外观成型较直缝焊接困难 ,焊道易 出现偏流现象 ,导致过渡陡峭 (见图 2 ) 。 图 2 过渡陡峭的焊道外观形状 第 28卷第 6期彭春明等 :提高螺旋焊管焊道外观质量的工艺措 第 28卷第 6期 彭春明等 :提高螺旋焊管焊道外观质量的工艺措施 ·63· 的焊缝金属在重力作用下会发生侧向流淌 。 由此可知 ,焊接电压越大 ,熔池越宽 ,焊缝金 属发生侧向流淌的趋势就越严重 ,最终导致焊缝 金属偏流 。 1. 2 焊剂影响 在埋弧自动焊的工艺条件下 ,要获得理想的 焊缝成型 ,所使用的焊剂必须具备良好的工艺性 能 。焊剂的工艺性能是指焊剂在使用和操作时的 性能 ,它是衡量焊剂好坏的重要指标 ,主要包括 : 焊接电弧的稳定性 、焊缝成型在各种位置上焊接 的适应性 、脱渣性等 。 如果焊剂的工艺性能较差 ,外焊脱渣困难 ,外 焊道边缘就会有粘渣现象 ,焊渣并非呈理想的长 条状自动脱落 。这说明 ,熔渣的高温粘度与表面 张力均较大 。熔渣的粘度与表面张力对焊缝的成 型有较大的影响 ,粘度及表面张力越大 ,熔渣的流 动性越差 、脱渣越困难 ,最终导致焊缝成型恶化 , 特别是焊缝边缘过渡变差 。 从理论上讲 ,焊剂成分 ,特别是 CaF2 含量对 熔渣的粘度及表面张力有较大影响 。 CaF2 含量 越高 ,熔渣的粘度及表面张力就越小 ,熔渣的流动 性会增强 ,脱渣就越容易 ,越容易获得良好的焊缝 成型 ,焊缝边缘过渡越趋于平滑 。 1. 3 焊丝形位参数 由于螺旋缝 焊 管的 外焊 施 焊 位 置 位 于 斜 坡 上 ,熔融状态的焊缝金属在重力作用下会产生侧 向流淌 (即向成型缝自由边一侧流淌 )的现象 ,容 易导致焊缝偏流 。此时 ,焊丝的侧倾角度就显得 尤为重要 ,合理的侧