常见焊接失败的原因

1、2.常见焊接失败的原因2.1 对接焊案例一：北方某地， PE80管道外径 200mm，SDR11，通过强度试验压力 0.6MPa 和气密性试验，运行压力 0.07MPa，运行四个月后巡线发现泄漏，开挖后发现焊口处泄漏（见图1），观察其焊缝翻边，明显小于正常焊缝的宽度，第一感觉为焊接温度低，吸热时间不足；剖开泄漏处，焊接面光亮如镜，焊口为脆性断裂，并且在焊接面上留有镶入的铁屑和泥土砂粒。图 1 运行四个月焊口泄漏剖为脆性断裂 原因分析：将“用热板平整待焊接端面”的过程遗漏，直接开始“吸热”后对接；焊缝的翻边明显偏小，端面不平整 造成焊接面吸热不足，使聚乙烯（ PE）大分子未获得足够的能量和空间进

2、行迁移、缠绕，从而未达到应有的强度和性能，在 管道内应力作用下四个月时间即发生开裂。案例二：北方某地敷设聚乙烯（ PE）管道，公称外径 250mm， SDR17.6，材料等级 PE80，焊接管道长度约 60M，在拖管入沟时发生焊口开裂（见图 2）图2 拖管时焊口开裂原因分析：根据计算， 该管米重量约 11kg/M，总重量约为 660kg，加上拖管的摩擦力最大 1000kg，按照其屈服应力 18MPa 为断裂强度，至少需要 19 吨的力，但施工当时的力根本不可能将焊口拉开；观察焊口的内外翻边都正常，说明加热板温度 满足焊接要求；但断口端面的平整光亮来看，加热板表面有油，焊接时形成油膜，污染了焊接

3、面，最终形成假焊所致。案例三：南方某地，公称外径 315mm，SDR17.6，材料等级 PE100，工程完工后强度试验 0.6MPa，验收完成，该管线是 城市建设预埋的管线；第二年准备使用，运行前重新打压试验发现泄漏（见图3）。图 3 外径 315mm，SDR17.6 预埋管道焊口泄漏处图原因分析：准备在焊口未开裂处作拉伸试验， 取样时未用大力就断裂， 强度非常低， 断口的表面有镶入的泥沙 （见图 3）， 据焊接记录记载是施工开始焊接的第一个焊口，说明焊接准备不充分，热板表面不洁净，未进行清洁热板，热板未预热，切 换时间过长，从而造成假焊。案例四：南方某地外径 315mm，SDR11，材料等级

4、 PE80，焊接后翻边表面产生 1 2mm的气泡（见图 4），焊口下方密集， 焊口上方稀少，造成外观不合格。原因分析： 在焊接的前一天施工现场下雨， 管口未封堵，管内进入雨水， 在焊接时虽然对管材的内外表面用干布进行除 湿处理， 但是处理的长度不够， 由于坡度的问题， 致使雨水在焊接的过程中由高处慢慢流到低处热板处， 对接时熔融面将水 份裹入，翻边时气化产生较大的气泡，焊口上方的水流到焊口的下方，致使焊口上方气泡稀少下方密集，现场将焊口锯开， 擦干后又用乙醇（酒精）进行擦试来加快水份挥发，焊接后气泡现象消除。图4 焊口下方气泡密集案例五：南方某地外径 200mm，SDR11，材料等级 PE80

5、，由于翻边有缺陷（见图 5），对焊口质量怀疑，监理时未通过图 5 管材表面处理不彻底翻边受阻产生缺陷原因分析： 该焊口经性能试验其性能符合要求， 是一个合格的焊口， 翻边的缺陷是由于管材的外表面粘有厂家不干胶的 合格证，在焊接前距管材的焊接端面 2030mm范围未经处理，熔融聚乙烯（ PE）的熔体在翻边时受阻，造成了翻边缺陷， 监理非常负责任，致使焊口不合格。从以上案例和国内多年的实际施工中来看，出现的问题均属于低级错误，而对接焊产生焊接失败的主要原因：1. 无焊接工艺：施工单位忽略了对焊接工艺进行评定，没有根据本单位的实际情况制定焊接工艺，执行焊接工 艺不严格，操作过程不规范，缺乏应有的管理

6、。2. 焊接温度低：加热板温度未达到焊接温度就开始焊接；电源电压低，距电源距离远，导线截面积小，导致加 热板不能正常工作。3. 焊接面污染：热板表面不洁净污染焊接面；施工环境恶劣，铣削后的焊接面受污染。4. 恶劣天气焊接操作时无应有的保护措施；5. 切换对接的过程超出规定时间。6. 焊接参数设定错误：由于操作者失误将焊接参数设定错误；焊机生产厂提供的焊接参数本身有错误，焊机与 管材不匹配，焊接参数未做试验验证。7. 焊机未定期维护：压力表、温度指示器从未校正，发出错误信息。8. 装夹管材 / 管件两端间距过宽，机架行程不足，形成假焊。9. 采用了不合格厂家的管材或管件。10. 冷 却过程未完成

7、过早的停机拆卸。2.2 电熔焊案例一：北方某地电熔套筒进行碰口连接，管材公称外径250mm，SDR11，材料等级 PE80，电熔套筒材料与管材相同，焊接后熔融的物料从观察孔流出形成焊瘤，并且将电热丝顶出（见图 6），由于焊瘤太大而锯去。图 6 管材不同轴管件加热时受力原因分析：公称外径 250mm，SDR11的管材，壁厚为 22.7mm，在进行电熔焊时管道不同轴，未使用电熔固定夹具或用其 它的物品进行管道固定。 由于不同轴而产生较大的翘力， 在加热电熔管件时， 熔融状态的聚乙烯 （PE）体积膨胀大约在 20 左右，它们在外力的作用下迫使电热丝移位集中， 产生了较大的热能， 集中到观察孔处，将观

8、察孔处应当为固体的物料熔融 为流体，顶开观察孔处的物料而流出管件界面，并且在管材与管件的界面一侧带出电热丝，造成焊接失败。案例二：北方某地居民小区工程验收完成，一栋楼中某个单元一侧居民炉灶火力不足做饭困难，楼前管道运行压力为 200mm水柱，管材公称外径 110mm，SDR17.6， PE80，楼前支管为 63mm,SDR11,PE80怀, 疑支管堵塞，锯下支管检查未发现异 常，在异径三通 110/63 处进行检查发现 63mm口部堵（见图 7）。图 7 未作焊接长度标记管材承插过长原因分析：焊接操作时没有划线，未将电熔管件的焊接长度，标记在需要焊接的管材表面，误将三通视为直通焊接，将 异径三

9、通 63mm的端口堵，造成开挖抢修。案例三：北方某地 9 月份敷设聚乙烯（ PE）管道，管材公称外径 250mm，SDR11，PE80，用 250mm规格电熔套筒进行焊接，打压试验时发生泄漏，用氢气查出泄漏点，发现电熔套筒一端空焊 （见图 8）PE）的热膨胀系图 8 电熔套筒一端空焊 原因分析：当天收工未能及时焊接，第二天的早上焊接，管道经过一夜，与白天的温差较大，聚乙烯（ 数为 1.1 1.3 10-4，连接完的一端管材因收缩造成空焊。案例四：北方某地 5 月份敷设聚乙烯（ PE）管道，管材公称外径 110mm，SDR17.6，PE100，用 110mm规格电熔套筒进行 焊接，打压试验时发生

10、泄漏 （ 见图 9）。图 9 承插不到位管材偏离轴线原因分析：管材一端未插到位，露出电热丝加热的密集区约10mm，并且严重偏离轴线，电熔管件在受力的情况下进行焊接，熔融物料在外力的作用下将电热丝挤到一起， 热量不能传导于管材， 导致材料在高温下降解甚至炭化， 造成焊接失败， 打压泄漏。案例五：北方某地敷设 PE管道，管材外径 315mm，SDR11，PE100，由于工程重要，未在国内购买 315 规格的电熔套筒， 进口 GF公司的管件，运行一年后发生泄漏。泄露的管件见图10。图 10 承插不到位管材偏离轴线原因分析：从现场的情况可以看出，是用电熔套筒进行管道的碰口时，管材长度不够，长度差60m

11、m，错误的采取了用废管段填充的方法进行焊接，最终导致泄露。从以上案例和国内多年的实际施工中反馈的信息来看， 与对接焊出现的问题性质相同， 均属于责任心不强， 聚乙烯 （PE） 管道的焊接操作简单，忽略了焊接过程中的细节，电熔焊产生焊接失败的主要原因：焊接时管道不同轴俗称别劲，未使用电熔固定夹具来固定管道，使管件在焊接时受到外力。 不划线，管材承插不到位，造成空焊或承插过位。截取管材斜度大， 管件电热丝密集区 （加热区） 暴露在空气中， 不能将热量及时的传导给管材， 造成过热聚乙烯 （ PE） 炭化。焊接等待跨时过长， 不及时焊接致使焊接面污染， 人为的造成温差大， 管道由于温差大， 热胀冷缩产生空焊和过位。 电熔管件在施工现场过早去除包装，暴露在施工现场，使电熔管件的焊接面受到污染。 管材表面氧化皮刮削不彻底甚至不刮削，焊接面出现分层。电熔鞍形三通违反操作工艺，先打孔后焊接，由于鞍形三通打孔刀的设计通常为无屑切削，打孔时所用