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高頻焊管焊接缺陷及其分析

高頻直縫焊接鋼管的焊接質(zhì)量缺陷有裂縫、搭焊、漏水、劃傷等等。下面僅對裂縫、搭焊這兩個主要缺陷進(jìn)行分析：

一、 裂縫

裂縫是焊管的主要缺陷，其表現(xiàn)形式可以由通常的裂縫，局部的周期性裂縫，不規(guī)則出現(xiàn)的斷續(xù)裂縫。也有的鋼管焊后表面未見裂縫，但經(jīng)壓扁、矯直或水壓試驗后出現(xiàn)裂縫。裂縫嚴(yán)重時便漏水。產(chǎn)生裂縫的原因很多。消除裂縫是焊接調(diào)整操作中最困難的問題之一。

下面分別從原料方面、成型焊接孔型方面和工藝參數(shù)選擇方面進(jìn)行分析。

1.原料方面

（1）鋼種，即鋼的化學(xué)成分對焊接性能有明顯的影響，鋼中所含的化學(xué)元素都或多或少、或好或壞地影響著焊接性能。高頻焊由于焊接溫度高，擠壓力大等原因，比低頻焊允許的化學(xué)范圍要廣些，可以焊接碳素鋼、低合金鋼等。碳素鋼主要含有碳、硅、錳、磷、硫五種元素。低合金鋼還可以含有錳、鈦、釩、鋁、鎳等各種元素。

下面分述各種元素對焊接性能的影響。

1.碳 碳含量增加，是焊接性能降低，硬度升高，容易脆裂。低碳鋼容易焊接。
2.硅 硅降低鋼的焊接性，主要是容易生成低镕點的SiO2夾雜物；增加了熔渣和溶化金屬的流動性，引起嚴(yán)重的噴濺現(xiàn)象，從而影響質(zhì)量。
3.錳 錳使鋼的強度、硬度增加，焊接性能降低，容易造成脆裂。
4.磷 磷對鋼的焊接性不利。磷是造成藍(lán)脆的主要原因。
5.銅 含量小于0.75%時，不影響鋼的焊接性。含量再高時，使鋼的流動性增加，不利于焊接。
6.鎳 鎳對鋼的焊接性沒有顯著的不利影響。7)鉻  鉻使鋼的焊接性能降低,高熔點氧化物很難從焊縫中排除。
8.鈦 鈦能細(xì)化晶粒，鈦增加鋼的焊接性能，鈦能使鋼的流動性變差，粘度大。
9.硫 硫?qū)е潞缚p的熱裂。在焊接過程中硫易于氧化，生成氣體逸出，以致在焊縫中產(chǎn)生很多氣孔和疏松。硫不利于焊接并且降低鋼的機械性能，通常鋼中硫被限制在規(guī)定的微量以下。
10.釩 釩能顯著改善普通低合金鋼的焊接性能。釩能細(xì)化晶粒、防止熱影響區(qū)的晶粒長大和粗化，并能固定鋼中一部分碳，降低鋼的淬透性。
11.鋁 鋁對鋼的焊接性能的影響使鋼中鋁含量的不同而不同，一般說來，脫氧后殘留在鋼中的鋁，對焊接性能影響不大，如果作為合金元素加的量較大時，則和硅的作用相似，降低鋼的焊接性能。
12.氧 氧在鋼中是作為有害元素來看待的，較高的含氧量在焊接時形成較多的FeO殘留在焊縫處，從而降低了焊接性能。
13.氫 氫是造成發(fā)裂的原因。
14.鈮 鋼中加入0.005～0.05%的鈮，能提高屈服強度和沖擊韌性，改善焊接性能。
15.鎬 鋯能改善焊接金屬的致密性。
16.鉛 鉛對鋼的焊接性能沒有顯著影響。
某個鋼中里面所行各種元素對該鋼中綜合的焊接性能的影響，以碳當(dāng)量來衡量。碳當(dāng)量上限為0.65～0.70%。超過該上限，則焊縫易脆裂，硬度上升，焊接質(zhì)量不好，飛鋸切斷和切斷困難。

（2）帶鋼成分有偏析，尤其是B2F、B3F帶鋼卷的頭部，通常都是沸騰鋼錠的頭部，成份偏析比較嚴(yán)重，含有較多的雜質(zhì)和氧化物，焊接性能不好。因此，同一卷帶鋼在頭部易出現(xiàn)裂縫。

（3）帶鋼有夾層，特別是邊緣夾層是產(chǎn)生裂縫的主要原因之一。

（4）帶鋼寬度不夠，對于超出負(fù)偏差的帶鋼就不能充滿擠壓滾孔型，焊接壓力不夠，甚至無壓力，造成裂縫。

（5）帶鋼厚度變化較大，焊接電流忽大忽小，產(chǎn)生裂縫。

（6）帶鋼邊緣不整齊，呈鋸齒狀，或缺肉，或撕裂，焊接以后出現(xiàn)不規(guī)則斷續(xù)小裂縫。

（7）由于縱剪時圓盤刀間隙過大或刀刃磨損嚴(yán)重造成帶鋼邊緣毛刺過大，成型時毛刺向外易產(chǎn)生裂縫。為防止產(chǎn)生裂縫拆卷時將帶鋼反方向上斜，使成型時毛刺向內(nèi)。

2.成型和焊接孔型方面

1）成型封閉孔的導(dǎo)向環(huán)損壞，造成啃邊，易出現(xiàn)裂縫。

2）擠壓輥軸承損壞，造成焊接壓力不夠，易出現(xiàn)裂縫。

3）擠壓輥孔型設(shè)計不合理，或者使用錯誤孔型使帶鋼成型為尖桃形，焊接壓力內(nèi)大外小，易出現(xiàn)裂縫。

4）擠壓輥加工不合格，上下兩個軸承臺、中間軸孔和外部圓孔型這幾個園不同心。當(dāng)不同心度比較大時（0.10～0.20毫米）擠壓輥呈偏心轉(zhuǎn)動，造成擠壓力不穩(wěn)定，易出現(xiàn)裂縫。

5）擠壓輥孔型磨損嚴(yán)重，造成上壓力減小呈尖桃形，焊接后出現(xiàn)裂縫。

3.工藝參數(shù)選擇方面

1）焊速過高，造成溫度低，產(chǎn)生裂縫。

2）焊速過低，造成溫度過高，易產(chǎn)生過燒現(xiàn)象，壓扁后易裂開。嚴(yán)重的甚至在焊縫處產(chǎn)生氣孔。

3）壓力小，低熔點的夾雜物不易擠出，而且壓力小熔化金屬之間結(jié)合力小，焊縫受力時易產(chǎn)生開裂。

4）焊接溫度低，焊不上，應(yīng)降低速度。

5）焊接溫度過高，電流過大，易產(chǎn)生過燒甚至有氣孔及氧化物，應(yīng)提高速度。

6）電極或感應(yīng)器位置不適當(dāng)，距擠壓輥中心線過遠(yuǎn)，造成熱量消耗大，溫度低，焊接質(zhì)量不良。

7）開口角過小，造成焊接電流不穩(wěn)定，在過梁處發(fā)生小的爆破形成砂眼，產(chǎn)生焊接裂縫。

二、搭焊

搭焊是管坯兩邊緣在焊接時錯位，雖刮除外毛刺仍能看到錯位的痕跡。其原因有：

1）成型質(zhì)量不好。成型管坯兩邊緣不平時出現(xiàn)通常的搭焊，成型邊緣有波浪和鼓包時，出現(xiàn)局部的小的搭焊。

2）生產(chǎn)薄壁管時，擠壓力不當(dāng)，容易引起大旱。在擠壓輥孔型中心管體里面安裝一個小托輥，能有效地克服薄壁管的搭焊。

3）擠壓輥安裝不平，一高一低，造成搭焊。

4）帶鋼邊緣縱剪不良，卷邊或邊緣毛刺過大，造成搭焊。

5）成型立輥、水平輥和擠壓輥軋制中心線不在一條直線上，或者帶鋼有鐮刀彎，造成成型不穩(wěn)定，焊縫扭轉(zhuǎn)，造成搭焊。

6）阻抗器前端位置正好在擠壓輥中心線處時，擴口強度值和壓扁強度值最好。當(dāng)超過擠壓輥中心線，伸向定徑機一側(cè)時，擴口強度和壓扁強度都明顯下降。當(dāng)不到中心線而在成型機一側(cè)時，也是焊接強度降低。

邊緣鋼質(zhì)形態(tài)對對焊接質(zhì)量的影響

1. 非金屬夾雜物

在鑄錠時由于偏析形成的非金屬夾雜物，經(jīng)熱軋縱切以后，暴露在帶鋼邊緣部分，成型焊接時，影響焊接性能，使焊接質(zhì)量降低。

2. 邊緣夾層

在鑄錠時形成的縮孔和疏松組織，經(jīng)熱軋縱切以后，殘留在帶鋼邊緣部分，可以明顯看到夾層，或者不顯著的夾層，焊接時影響焊接質(zhì)量，造成裂縫。

3. 殘余氧化物

邊緣部分殘余大量的氧化物，焊接時不能全部被清除出焊縫，殘留在焊縫里面，而影響焊接質(zhì)量。