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钢管焊接技术交流 1 第一部分 钢管牌号概述 2 一 钢材牌号表示方法 我国 钢铁产品牌号表示方法 GB T221 2000 的规定 一般采用汉语拼音字母 化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示 简单介绍部分钢材牌号的表示方法普通碳素结构钢牌号采用屈服点的拼音的第一个字母 Q 及屈服强度值 MPa 质量等级 A B C D E 脱氧方法 F b Z和TZ 其中Z和TZ可省略 等符号表示 按顺序组成牌号 如 235AF表示屈服点 235Mpa 质量为A级的沸腾碳素结构钢 GB700中的碳素结构钢表示方法 Q195 Q215 Q235 Q255 Q275 低合金高强度结构钢的牌号表示方法与上述基本一致 如 GB T1591中的Q295 Q345 Q390 Q420 Q450 3 2 优质碳素结构钢钢号采用钢中含碳量的万分数 平均值 表示 如 我们工程上常用的20号钢 表示20当钢中含碳量为0 15 0 6 含Mn量超过0 7 0 7 1 0 时 称之为高锰钢 必须将 Mn 标出 如20Mn 40Mn等 3 合金钢牌号 采用 两位数字 合金元素符号 数字 表示 前两位数字表示钢的平均含碳量 万分之几 合金元素用化学符号表示 或汉字表示 后边的数字表示合金元素的平均百分含量 当合金元素含量小于1 5 时 只写出元素符号 一般不标明含量 当含量为1 5 2 49 2 5 3 49 22 5 23 49 时 则在元素后相应写成2 3 23 表示 例如40Cr表示平均含碳量为0 4 Cr含量小于1 5 当钢中硫 磷含量低于0 025 时即为高级优质钢 此时在钢号后再加上 高 字或 A 例如35CrMoA 4 1 GB T9711 2 1999 石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分 B级钢管 规定中第四条钢类及钢级的命名分为 L175 L210 L245 L290 L320 L360等 2 其中L所代表的意义为 line的缩写 如公司目前常用L245 L290术语管线钢 245和290为屈服强度 二 钢管级别的表示方法 5 下面介绍一下 我司钢制埋地燃气管道目前常用的几种材质1 常用的材质有 20 Q235A Q235B L245 L290 X42 2 几种材质的性能比较 6 3 20 Q235A Q235B L245 L290均属于碳素钢 成分及性能基本相似 但L245 L290由于Mn的含量已超过1 00 因此也属于低合金钢一种 GB T13304规定Mn元素的含量 7 第二部分 公司常用钢管介绍 8 一 钢管的分类 钢管根据制造方法不同 分为无缝钢管和焊接钢管两大类 二 公司目前常用钢管的分析 1 公司目前常用埋地钢管有三种 无缝钢管 直缝电阻焊管 螺旋埋弧焊管 2 对这三种钢管进行简单分析 1 无缝钢管为采用热加工方法制造的不带焊缝的钢管 2 电阻焊是通过电阻焊接或电感应焊接而形成一条焊缝的一种工艺 电阻焊钢管定义为由电阻焊工艺生产的 带有一条直焊缝的钢管 3 埋弧焊就是通过一个或几个裸金属自耗电极与工件之间的一个或数个电弧对金属加热而产生金属结合的一种焊接工艺 4 直缝埋弧焊钢管为由埋弧焊工艺生产的 带有一条直焊缝的钢管 也称为埋弧焊钢管 5 螺旋缝埋弧焊钢管定义为由自动埋弧焊工艺生产 带有一条螺旋焊缝的钢管 也称为螺旋焊管 9 焊接钢管由于产品尺寸 形状偏差小 钢管表面质量好 价格低 应用范围迅速扩大 随着焊缝检验技术的发展和提高 在许多应用中已代替了无缝钢管 输送极度和高度危害介质 可燃介质或压力温度参数较高或承受机械振动 压力脉动及温度剧烈变化的的管道宜选用无逢钢管 10 第三部分 焊条分析 11 一 焊条的分类 我国焊条基本是以施焊的母材类别来分类 主要有 碳钢焊条 低合金钢焊条 不锈钢焊条 堆焊焊条 铸铁焊条 铜及铜合金焊条和铝及铝合金焊条等 12 二 焊条型号和牌号 焊条型号是根据熔焊金属的机械性能 化学成分 药皮类型 焊接位置和焊接电流种类来划分 并有相应的标准规定了各项要求 我们公司常用的钢管管材基本属于碳素钢 因此采用的焊条为碳钢焊条 GB5117规定了碳钢焊条的技术要求碳钢焊条表示符号 Exxxx 表示焊条药皮类型和焊接电流种类 表示焊条适用于焊接位置 表示熔焊金属抗拉强度最小值 表示焊条 13 E后前两位数字表示熔焊金属抗拉强度的最小值 单位为MPa如公司目前常用型号E4303 其熔焊金属抗拉强度为等于和大于420MPa公司目前所用管材常用碳钢焊条 14 三 酸性焊条与碱性焊条区别 焊条根据药皮的性质不同 分为酸性焊条和碱性焊条两种 药皮中含有多量酸性氧化物 TiO2 SiO2 的焊条为酸性焊条 药皮中含有多量碱性氧化物 CaO Na2O 的焊条为碱性焊条 酸性焊条对水 锈产生气孔的敏感性不大 焊条在使用前经75 1500C烘干1 1 5小时 碱性焊条对水 锈产生气孔的敏感性较大 焊条在使用前经350 4000C烘干1 2小时 碱性焊条烘干后可置于1000C左右保温箱存放 随用随取 焊工领用焊条应放在保温筒内 特别是碱性焊条 不在保温筒内的焊条 退回仓库要重新烘干 重复烘干的次数不得超过3次 15 第四部分 常用焊接方法 16 一 目前公司常用到的焊接方法 气焊与气割焊条电弧焊气体保护焊 我司常用钨极氩弧焊钎焊 用在户内铜管施工工艺上 17 二 公司埋地钢管施工常用焊接方法比较 1 焊条电弧焊 用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法 利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧 使焊条和焊件熔化 从而获得牢固的焊接接头 焊接过程中 焊条药皮熔化分解生成气体和熔渣 在气 渣的联合保护下 有效地排除了周围空气的有害影响 通过高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应 还原与净化金属得到优质的焊缝 特点 焊接质量好焊接变形小生产率高设备简单适应性强 可焊接各种位置焊缝质量依赖性强 依赖于焊工的操作技能及现场发挥 18 2 氩弧焊 在惰性气体氩气保护下 利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝 也可不加填充焊丝 形成焊缝的焊接方法特点 焊区保护好 焊接质量优良电弧稳定 飞溅少 焊缝致密 没有残渣 成型美观焊接变形小可全位置焊成本高 19 三 氩弧焊简单介绍 钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法 钨极氩弧焊可以全位置焊接 特别适用于薄板的焊接 钨极氩弧焊适用于大多数金属及合金的焊接 氩气是钨极氩弧焊的关键焊接材料 氩气中氩含量必须达到99 99 及以上 满瓶氩气压力为15 0MPa 当气瓶用至表压为2 0 3 0MPa时 因此时含水量有所增加 应停止使用 以免影响焊缝质量 20 四 焊接方法及代号 21 第五部分 焊接缺陷概述 22 一 焊接缺陷定义 焊接缺陷是指焊接过程中在焊接处产生不符合设计或工艺文件要求的缺陷 二 产生焊接缺陷原因 1 设计不当2 选才不当 材料的结合性能不好 3 焊接工艺不当 4 焊条失效 人和环境因素 23 三 焊接缺陷分类 焊接缺陷可分为内部缺陷和外部缺陷 外部缺陷可以通过表面检验发现 内部缺陷必须通过无损探伤发现 24 1 焊缝成型不符合要求2 焊缝尺寸不符合要求3 焊接变形不符合要求4 未填满5 根部未焊透外部缺陷6 咬边7 焊瘤8 烧穿9 凹坑10 塌陷11 表面气孔12 表面裂纹 25 1 内部气孔2 夹渣 夹钨 内部缺陷3 未焊透4 未融合5 内部裂纹 26 焊缝质量分级标准 27 第六部分 焊接外部缺陷分析 28 一 焊接头的外部缺陷分析 1 焊缝成型尺寸不符合要求 焊缝成形是指熔焊时 液态焊缝金属冷凝后形成的外形 1 形状要求 焊缝的焊波要求均匀细密 配置合格的图片 2 尺寸要求 焊缝宽度 焊缝厚度 余高 角焊缝的焊角尺寸和凸度 凹度等 配置图片及举例说明 如D323钢管焊接要求焊缝宽度等级怎样判断 29 焊缝成型外观形状比较 成型均匀细密 成型凹坑 成型焊瘤 30 焊缝宽度量取 焊缝高度量取 焊缝外型尺寸要求 31 焊缝坡口量取 公司2005年编制的企业标准 表6 2 3坡口型式组装要求已经描述的很详细 32 焊缝错边 33 怎样做到焊缝成形和尺寸符合要求 1 在于确定合适的坡口和控制对装质量 2 要选择合适的焊接工艺参数 如 焊接电流 电压 速度等参数 3 要有焊接操作的最佳选择 包括焊接顺序 方向 熔敷顺序 多层焊时各焊道施焊次序 焊接位置 焊条角度 运条方式等因素的选择 34 2 咬边 咬边是由于焊接参数选择不当或操作工艺不正确和技术性能不熟练 沿焊脚的母材部位产生的沟槽或凹陷 焊缝咬边 35 咬边产生的主要原因 1 电流过大 2 焊速过快 3 电弧过长 4 焊条角度不当 5 上坡焊掌握不好 特别是立焊 横焊 仰焊时运条不当容易造成咬边防止咬边 就必须注意这几个方面的因素 并加以有效控制 咬边超过允许时应补焊 36 3 焊瘤 焊瘤是指焊接过程中 融化的金属流淌到焊缝以外未融化的母材上形成的金属瘤 37 焊瘤产生的主要原因 1 电流操作不当发现焊瘤应及时磨掉 并对焊缝的形状进行必要的修补 38 4 烧穿 烧穿是指焊接过程中 融化的金属自坡口背后流出 形成穿孔 主要发生于第一层 打底 焊接过程中 焊缝内壁成型 存在焊瘤 焊口烧穿现象 39 烧穿产生的主要原因 1 电流过大 2 间隙过大 3 突然改变焊接位置 防止烧穿的措施 1 控制电流和运条方法 2 间隙要均匀 间隙大的位置要用小焊条 小电流 对烧穿的部位 要清除周围的熔渣 修饰适当的坡口进行补焊 40 5 凹坑 凹坑是指焊缝表面或背面低于母材表面的局部低过部分凹坑图片 41 凹坑产生的主要原因 1 坡口截面不均匀 金属溶液未填满坡口而形成的凹坑 2 速度控制不均匀 焊接层数与焊接速度没有配合好所致发现凹坑后应补焊 42 6 表面裂纹 表面裂纹常见的有纵 横 焊脚 弧坑和热影响区表面裂纹 在外力作用下 它有明显的扩展倾向 对脆性状态的材料 还会有脆性破坏的倾向 外部缺陷它是焊缝中最危险的缺陷 焊缝不得有这种缺陷 焊接裂纹是一种非常严重的缺陷 结构的破坏多从裂纹处开始 在焊接过程中要采取一切必要的措施防止出现裂纹 在焊接后要采用各种方法检查有无裂纹 一经发现裂纹 应彻底清除 然后给予修补 43 焊接裂纹 热裂纹 冷裂纹 1 热裂纹热裂纹是焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹 特征是焊后立即可见 且多发生在焊缝中心 沿焊缝长度方向分布 热裂纹的裂口多数贯穿表面 呈现氧化色彩 裂纹末端略呈圆形 44 产生热裂纹的原因A 焊接熔池中存有低熔点杂质 如FeS等 由于这些杂质熔点低 结晶凝固最晚 凝固后的塑性和强度又极低 因此 在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下 熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开 或在凝固后不久被拉开 造成晶间开裂 B 焊件及焊条内含硫 铜等杂质多时 也易产生热裂纹 防止产生热裂纹的措施A 要严格控制焊接工艺参数 减慢冷却速度