影响埋弧双丝焊焊缝质量的各种因素分析

作者：上海三航-亚新太钢管有限公司 许蓉蓉

欢迎访问e展厅 展厅 9 焊接设备/切割机展厅 交流电焊机, 直流电焊机, 气体保护焊机, 埋弧焊机, 高频焊接机, ... 摘要：分析了在埋弧双丝焊工艺中影响其焊接质量的各项因素，包括焊接参数(如极性、电流、电压、焊速)和焊接工艺条件(如焊接辅材的选择、双丝的间距、焊丝倾角)等，并提供了生产西气东输X60钢管时编制的《焊接工艺指导书》。 一、概述 据资料统计，我国焊接工作量已达到世界焊接强国的水平，因此提高焊接生产效率和焊接质量，减少焊接缺陷存在的高效焊接方法已成为实际生产的迫切需求。焊接生产效率，从某干叶，角度上讲，主要是由单位时间内填充金属的熔化量——熔敷速度来衡量的。但提高熔敷速度意味着热输入的增加，对于采用单一电弧焊接而言，为防止由于热输人增加而引起的焊接变形，一般采用提高焊接速度的方法。但因焊接速度的提高易产生未焊透、焊道不连续、咬边等缺陷，因此需优化焊接工艺。在我们焊管制作行业中都已采用了多丝焊(双丝、三丝)的焊接方法，提高了焊接生产率同时保证了焊缝的质量。在“西气东输”上海管网一期工程中我们使用了双丝焊焊接工艺，因而有效地避免了上述缺陷的产生，提高了生产效率。 目前，在多丝埋弧焊焊接方法中应用最多的还是双丝焊。双丝焊焊接方法是埋弧焊接方法的进一步完善，是两个独立的电弧在一个共用的熔池中焊接，以达到提高焊速，改善焊缝质量的最终效果。 在双丝焊焊接中，前丝作为先导焊丝直接作用于母材上，而后丝则作用在前丝所形成的金属熔池上。当进行双丝焊接时，除了应对进行单丝焊时所注意的各种因素给予遵循外，还要考虑双丝焊的相关因素对焊缝的影响。 本文对影响双丝焊的各种因素分别加以定性或半定量地说明和讨论。 二、西气东输X60钢管的《焊接工艺指导书》 1.焊接工艺指导书(A) 外径：813mm钢级：X60(L415) 卷宽：1550mm 壁厚：12.7mm 焊接方法：埋弧焊(SAW) (1)焊接材料西气东输X60钢管焊接所需焊丝及焊剂见表1。 注：H08C代表H08MnMoTiB。 SJ10G 1.70～0.425mm(10～40目)。 (2)焊前准备焊丝的位置及布置图分别见表2和图1。 2.焊接工艺指导书(B) 焊接材料的消耗量如表3所示。焊缝形状、焊缝尺寸要求及坡口简图分别见图2和表4。表5为X60钢管的焊接工艺参数。 三、双丝焊的影响因素 1.焊丝的极性 (1)前丝一般采用直流反接法，目的是得到较大的熔深，在较高的焊速时得到较稳定的电弧。如果采用直流正接，则所耗的焊接功率增加，得到的熔深小，焊速也提不高。 (2)后丝采用交流供电，以便减少与前丝电弧问的相互影响与磁偏吹。 2.电流 在双丝焊焊接时，焊缝的熔深几乎完全由前丝确定，一般双丝焊控制的内焊的熔深比为58％～62％，以减少焊瘤和缺陷的发生率，所需熔深以及焊缝容积的大小基本上确定了电流的大小。外焊的前丝电流确定也一样，保证内外焊交熔量在2～3mm即可。 而后丝的电流大小应足以将焊缝适当填充并防止产生过烧。一般后丝电流比前丝减少：20％～50％即可，如后丝电流过大则焊缝的边缘会不规则。 3.电压 电压是焊缝截面积形状的决定因索。一般情况下，前丝应尽可能采用较低的电压28～34V，以获得稳定的电弧和较大的熔深。提高前丝的电压则焊缝加宽，在一定范围内可以减小焊缝的中间凹陷现象，但太高的电压会导致焊缝不规则，同时焊缝的凹陷现象再次出现。 后丝的电压影响焊缝的形状和焊缝的宽度，一般后丝电压比前丝高3～5v，但太高最终会在焊缝中间出现凹陷。 4.焊速 提高焊速使熔深减小、焊宽减小。焊速太高，则焊缝中间出现凹陷；但焊速太低时．则会使电弧不稳定，产生焊缝夹渣。 5.焊丝的直径 一般情况下，前丝为¢4mm，后丝为¢3mm，根据壁厚可适当调整。 6.焊丝与焊剂 选择适用交直流，较高焊速下性能良好的焊剂。我公司在“西气东输”工程中选用SJ101G氟碱型烧结焊剂，配H08C焊丝、X60级管线钢在焊速为1.2～1.3m/min下，冲击吸收功(-20℃)≥120J，满足工程要求。 7.焊剂的堆高 焊剂的堆高应调节到使后丝的厚度刚能略微看到其弧光闪烁为佳。如果焊剂太厚，使熔池所受压力增加，从而产生不规则的表面粗糙焊缝，焊接中产生的气体外泄困难，使焊缝容易出现气孔。 焊剂的加入点一般选择在前丝的前2s左右，否则焊剂的流动会影响电弧. 8.偏心距 为获得最大的熔深及光滑的焊道，必须将焊点置于一定的偏移量f。图1中，外焊点采用下坡偏移量f1、2=10～125mm，内焊点采用上坡偏移量f3=10～125mm。调节时注意：f1、2越大，焊缝越宽，呈凹陷、扁平，熔深减小，易造成未熔合；f3越大，焊缝窄而高，呈凸现，易造成咬边。一般要从试验优化选取中获得最佳的偏移量。 9.两焊丝间的距离 前后丝间的距离一般设在15～20mm。减小间距，焊缝变窄，熔深加大，焊缝余高显著提高，两电弧相互影响增大，焊渣与熔融金属易结合，产生灰渣；加大间距，使熔池变长，熔深减小，焊宽增加，焊缝余高降低。另外；前后丝尽可能调节在同一直线上，否则易形成焊偏。 10.焊丝倾角 在标准情况下，前丝调整到垂直于钢管表而，后丝向后倾斜10º～15º，倾角越大，焊宽增加，焊缝余高减小。 四、结语 显而易见，由于双丝焊两焊丝的电弧在同一熔池中燃烧，提高了总的焊接电流，因此提高了熔敷效率和焊接速度，提高了生产牢。单位时间内焊缝成形的热输入量减少，因而热影响区减小，接头力学性能提高。同时两根焊丝交替送进同一熔池，对熔池具有搅拌作用，从而降低了气孔敏感性：，细化了晶粒，改善了焊缝质量。 总之，合理调节和控制好各种焊接参数和工艺条件，是获得优良焊缝质量的保证。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/26/2008)