低碳鋼管道焊接缺陷產(chǎn)生的原因及措施研究

低碳鋼管道焊接缺陷產(chǎn)生的原因及措施研究摘要：低碳鋼屬于鋼材中一種應(yīng)用較為廣泛的材質(zhì)，鋼材本身的質(zhì)量直接對(duì)工程質(zhì)量造成了極大的影響，因此把控焊接過(guò)程尤為重要，為了能夠降低焊接缺陷率，需要對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行合理把控，解決焊接期間存在的細(xì)節(jié)問(wèn)題，為管道能夠可靠及穩(wěn)定運(yùn)行提供保證。在本文研究中將低碳鋼管道作為研究對(duì)象，對(duì)焊接缺陷出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，并提出合理化的解決措施。關(guān)鍵詞：低碳鋼管道；焊接缺陷；原因；措施前言：低碳鋼管道焊接作為管道安裝工程中的一項(xiàng)主要工序，焊縫質(zhì)量是直接關(guān)乎管道能否長(zhǎng)久使用的主要因素，對(duì)焊接人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)提出了較高的要求。在從事焊接工作之前，應(yīng)學(xué)習(xí)各種焊接技術(shù)，并且了解到焊縫的本質(zhì)及在焊接過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題及焊接缺陷解決措施，以便在焊接期間能夠避免焊接缺陷情況的產(chǎn)生，提升管道焊接質(zhì)量。低碳鋼管道焊接缺陷及產(chǎn)生的原因裂紋在低碳鋼管道焊接缺陷中裂紋缺陷是對(duì)管道造成危害最大的一種缺陷，裂紋類(lèi)型包括層狀撕裂、冷裂紋及熱裂紋幾種，當(dāng)此裂紋出現(xiàn)之后，會(huì)在一定程度上削弱焊縫強(qiáng)度，并且從裂縫的末端部位處，也能夠清晰的看到存在有一些較為尖銳的缺口，裂紋的出現(xiàn)，會(huì)加速應(yīng)力的聚集，打破焊接結(jié)構(gòu)正常的模式，進(jìn)而出現(xiàn)開(kāi)裂情況。引發(fā)熱裂紋的產(chǎn)生，最為突出的原因是高溫作用，從裂紋的特征可以看出，其裂縫主要分布在原奧氏體晶界部位處[1]。一旦C的含量呈現(xiàn)出一種增高發(fā)展趨勢(shì)，隨之會(huì)導(dǎo)致在Fe中S的溶解度出現(xiàn)下降發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而會(huì)促使鋼和焊接材料中的S含量也呈現(xiàn)出一種增高趨勢(shì)，在以上因素的作用之下，從而產(chǎn)生熱裂紋。引發(fā)冷裂紋的產(chǎn)生，與擴(kuò)散氫、拘束應(yīng)力及淬硬組織有直接關(guān)系，其產(chǎn)生的條件為-200℃的環(huán)境中。由于在結(jié)晶期間，氫含量過(guò)高，不能在較短時(shí)間之內(nèi)被逸出去，從而被阻隔在了熱影響區(qū)。而母材本身具有較快的冷卻速度，并且淬硬呈現(xiàn)出一種不斷增大發(fā)展趨勢(shì)，從而出現(xiàn)硬、脆的馬氏體組織結(jié)構(gòu)，由于各個(gè)部位未能均勻受熱，一旦進(jìn)入到冷卻階段之后，拉應(yīng)力也會(huì)隨之而增加，并且拉應(yīng)力與溫度之間成反比。受以上因素影響，進(jìn)而出現(xiàn)冷裂紋。氣孔在低碳鋼管道焊接過(guò)程中出現(xiàn)概率較大的一種問(wèn)題為氣孔問(wèn)題，之所以會(huì)產(chǎn)生該種現(xiàn)象，與操作方法不當(dāng)、焊接材料本身存在有雜質(zhì)、油污、未能及時(shí)進(jìn)行烘干有直接關(guān)系。引發(fā)氣孔現(xiàn)象的產(chǎn)生，是因?yàn)樵诤附舆^(guò)程中，由于溫度過(guò)高，金屬會(huì)出現(xiàn)溶解情況，進(jìn)而有很多的氣體被釋放出來(lái)，當(dāng)溫度處于下降趨勢(shì)時(shí)氣體的溶解度也會(huì)隨之而減小。當(dāng)結(jié)晶時(shí)由于未能將一些氣體及時(shí)溢出，會(huì)以氣泡這一狀態(tài)存在，是金屬中氣孔的重要構(gòu)成。通過(guò)對(duì)氣孔中的物質(zhì)進(jìn)行調(diào)查可知，成分主要為CO氣孔和氫氣孔兩種形式構(gòu)成，通常在焊縫內(nèi)部產(chǎn)生的氣孔為CO氣孔，在焊接表面產(chǎn)生的氣孔為氫氣孔[2]。夾渣夾渣本身作為一種夾雜物，主要是存在于熔合區(qū)和焊縫區(qū)之間的一種物質(zhì)，該種物質(zhì)的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致焊縫金屬的韌性出現(xiàn)減弱，表面的裂紋主要表現(xiàn)為層狀撕裂和熱撕裂兩種形式。通過(guò)對(duì)夾雜物的構(gòu)成進(jìn)行了解可知，由氮、硫及氧化物構(gòu)成，在形式上三種產(chǎn)物存在極大的差異，但是均屬于冶金產(chǎn)物。Fe4N作為氮化物的夾渣，硫酸鐵和硫化錳作為硫化物的夾渣，二氧化硅作為氧化物的夾渣。引發(fā)夾渣的產(chǎn)生，是因?yàn)樵趯?duì)低碳鋼管管道進(jìn)行焊接期間，使用了較小的電流，從而在一定程度上降低了焊接的電壓，由于金屬熔池本身的溫度不高，從而導(dǎo)致熔渣無(wú)法向上漂浮，增加了與液態(tài)金屬之間分離的難度。另外，在焊接期間由于焊條有較快的運(yùn)條速度，會(huì)促使溶液同熔渣快速的融合起來(lái)，一旦熔池出現(xiàn)凝固，將不能及時(shí)及快速的清出熔渣。并且未能清理干凈母材中包含的夾渣、鐵銹等物質(zhì)，導(dǎo)致熔池中留有較多的難溶物，從而導(dǎo)致夾渣的產(chǎn)生[3]。未熔合未熔合主要是指未能實(shí)現(xiàn)完全的熔化和結(jié)合，主要存在于焊道和母材中間位置處，引發(fā)該種情況的產(chǎn)生，與電弧出現(xiàn)偏吹、焊接熱輸入低、污物及銹蝕存在于坡口側(cè)面位置處有直接關(guān)系，并且未能及時(shí)及有效的清理干凈焊道中存在的焊渣，發(fā)病部位主要集中在焊縫根部、層間及坡口側(cè)壁位置處。低碳鋼管道焊接缺陷解決措施合理選擇焊接材料為了能夠降低低碳鋼管道焊接缺陷情況的產(chǎn)生，應(yīng)選取一些高質(zhì)量的焊接材料，并對(duì)焊接成本進(jìn)行有效控制，使焊接質(zhì)量得以提升。因此，當(dāng)管道焊接工作在開(kāi)始之前，相關(guān)人員需要做好原材料采購(gòu)工作，應(yīng)由一些專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的人員承擔(dān)采購(gòu)工作，清晰掌握采購(gòu)流程、采購(gòu)方法、原材料使用方法及存放方法等。焊接材料的選取需要結(jié)合工程的實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，有針對(duì)性的選取適合工程的原材料，尤其是在強(qiáng)度選取上應(yīng)與工程的實(shí)際要求相符合。同時(shí)，也對(duì)焊接材料的力學(xué)性能及抗拉強(qiáng)度提出了較高的要求，以上兩個(gè)指標(biāo)均需要與工程的要求相符合。在低碳鋼管道焊接中，焊接材料的選取也同樣重要，應(yīng)保證選取的焊接材料能夠符合力學(xué)性能及抗拉強(qiáng)度要求，由于市面上焊條種類(lèi)比較多，從而增加了選擇的難度，應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況為依據(jù)有針對(duì)性的進(jìn)行選取。另外，由于焊接材料本身具備機(jī)械性能及化學(xué)成分因素，在進(jìn)行選取時(shí)應(yīng)參照工藝文件要求，并確保選取的焊接材料能夠與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符合，還需要再次對(duì)材料進(jìn)行檢查一遍。焊接材料的存放方法直接影響焊接材料使用效果及質(zhì)量，需要以焊接材料類(lèi)型的不同，在采購(gòu)時(shí)應(yīng)詢(xún)問(wèn)廠家存放地點(diǎn)、溫濕度要求，以便采購(gòu)回來(lái)能夠合理進(jìn)行安置。當(dāng)焊接材料被采購(gòu)回來(lái)入庫(kù)之前，需要做好質(zhì)量檢驗(yàn)工作，當(dāng)檢驗(yàn)通過(guò)之后才可將其放入到庫(kù)中以備使用。為了方便管理和使用，需要對(duì)每一個(gè)采購(gòu)回來(lái)的焊接材料進(jìn)行集中管理，粘貼不同的標(biāo)簽，并根據(jù)材料性質(zhì)的不同，分類(lèi)對(duì)材料進(jìn)行存放[4]。焊接環(huán)境在焊接質(zhì)量影響因素中環(huán)境是最為重要的一項(xiàng)，不同的焊接材料所要求的存儲(chǔ)條件存在一定的差異，對(duì)于一些溫度過(guò)低的存放條件，應(yīng)做好預(yù)熱處理。另外，濕度和風(fēng)速也是影響焊接材料存放的主要影響因素，對(duì)于一些特殊的天氣，應(yīng)事先聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)，以便能夠提前做好焊接材料的存儲(chǔ)處理。當(dāng)存放的焊接材料與存放條件不相符時(shí)，則不可使用焊接材料。焊接檢驗(yàn)為了能夠提升焊接質(zhì)量，做好焊接檢驗(yàn)工作尤為重要，需要做好焊前、焊中、焊后檢驗(yàn)工作。在焊接之前需要對(duì)檢查計(jì)劃進(jìn)行合理編制，對(duì)焊鉗各項(xiàng)準(zhǔn)備工作有無(wú)做好進(jìn)行檢查，對(duì)焊道的清理效果進(jìn)行檢查。在焊接中檢驗(yàn)中將重點(diǎn)檢查內(nèi)容放在相關(guān)檢查指標(biāo)能否與焊接工藝要求相符合上，焊接是否是按照?qǐng)D紙上的要求進(jìn)行。在焊接后檢驗(yàn)中應(yīng)對(duì)焊縫的尺寸、形式及外觀進(jìn)行重點(diǎn)檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊縫存在缺陷時(shí)應(yīng)立即返工，重新進(jìn)行焊接[5]。三、結(jié)論明確管道焊接缺陷，并掌握缺陷解決措施是提升低碳鋼管道焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素，應(yīng)保證焊接材料選取的合理性，將焊接材料存放在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中，并做好檢驗(yàn)工作，以促進(jìn)焊接質(zhì)量的提升。參考文獻(xiàn)：[1]劉建波.淺談低碳鋼管道焊接缺陷產(chǎn)生的原因及措施[J].冶金與材料,2018,38(6):143-144.[2]史俊亮.淺談低碳鋼管道焊接缺陷產(chǎn)生的原因及措施[J].山西焦煤科技,2007(z1):93-94.[3]劉淑清,裴明智.低碳鋼管道焊接缺陷淺析[