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城市排水管道焊接缺陷及預(yù)防措施

文檔作者：何調(diào)林文檔來源：廣州市自來水工程公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年09月26日
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城市排水管道焊接缺陷及預(yù)防措施
510430 廣州市自來水工程公司一f．-3調(diào)林
摘要：
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施排水系統(tǒng)的要求越來越高，近年來由于管網(wǎng)建設(shè)落后導(dǎo)致內(nèi)澇頻現(xiàn)，城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的升級(jí)改造勢(shì)在必行。
其中鋼制排水管道應(yīng)用廣泛，本文對(duì)排水管道焊接過程中的常見缺陷、缺陷危害及其預(yù)防措施進(jìn)行了分析。
1．城市排水系統(tǒng)現(xiàn)狀
城市排水是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基
礎(chǔ)設(shè)施，是城市的“地下血脈” 。發(fā)達(dá)國(guó)家城
市排水系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)較早，現(xiàn)已發(fā)展較為成熟，
美國(guó)城市排水管道長(zhǎng)度在2OlO年大約為15o萬
km，人均長(zhǎng)度為4m以上，城市排水管網(wǎng)密度平
均在15km／km2以上。截止2012年底，我國(guó)城
市排水管道長(zhǎng)度總量為37萬km，城市排水管道
密度為9．0km／km2，城鎮(zhèn)人均排水管長(zhǎng)度僅0．57
m。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)城市排水管網(wǎng)不論是
總量，還是人均占有量和管網(wǎng)密度均落后，且
差距懸殊。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，未來的
十幾年我國(guó)城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)將有令人
振奮的發(fā)展。
2．管道焊接常見缺陷的危害及預(yù)防措施
(1)氣孔
氣孔一般呈圓形或橢圓形，內(nèi)壁潔凈光滑。
氣孔可以在焊縫內(nèi)部，也可以穿透到焊縫表面，
或者兩種都有。產(chǎn)生氣孔的原因很多，如母材
周圍的鐵銹和油污未清理干凈；焊接時(shí)焊縫大，
熔池深， 氣體從熔池中溢出困難； 當(dāng)采用未經(jīng)
很好烘干的焊條進(jìn)行焊接時(shí)，使用交流電源，
焊縫最易出現(xiàn)氣孔； 焊接速度增加，焊接電流
增大，電弧電壓升高都會(huì)使氣孔傾向顯著增大。
氣孔屬于體積性缺陷，它主要是削弱焊縫
的有效截面積， 降低焊縫的機(jī)械性能和強(qiáng)度，
尤其是焊縫的彎曲強(qiáng)度和沖擊韌性， 同時(shí)也破
壞了焊縫金屬的致密性，應(yīng)力集中， 也易誘發(fā)
裂紋等更嚴(yán)重的缺陷。
預(yù)防措施是焊接前應(yīng)按規(guī)定烘干焊條，仔細(xì)
清除坡口及母材表面的上的鐵銹和油污等雜質(zhì)；
采用合適的焊接工藝參數(shù)；在室外焊接，氣體保
護(hù)焊時(shí)當(dāng)風(fēng)速超過2m／s時(shí)，要設(shè)置防風(fēng)措施。
(2)夾渣
夾渣缺陷分單個(gè)與條狀兩類。有的外形不
規(guī)則， 有的呈球狀，他們都是焊縫金屬中殘留
的外來固體物質(zhì)。夾渣形成的原因一般是： 由
于焊接電流太小， 以至于液態(tài)金屬和熔渣分離
不徹底，焊接速度太快使熔渣來不及浮起； 焊
件的坡口設(shè)計(jì)不合理， 坡口的角度太?。?多層
焊接時(shí)清渣不徹底； 焊件坡口處雜質(zhì)及油污和
有機(jī)物質(zhì)清理不徹底： 手弧焊時(shí)焊條角度不正
確等。
166 Machine China中國(guó)機(jī)械
夾渣的危害是影響了焊縫金屬的致密性及
連貫性， 易引起應(yīng)力集中，并且可能成為一種
裂紋源：夾渣缺陷有尖銳的邊緣，同時(shí)也會(huì)因
減少焊縫的有效截面積而降低焊縫機(jī)械強(qiáng)度、
塑性、韌性和耐腐蝕的能力以及疲勞極限。
預(yù)防措施是設(shè)計(jì)合理的焊接坡口，焊前要
嚴(yán)格清理母材坡IS]及附近的油污、氧化皮等；
多層焊時(shí)特別要注意前道焊渣的徹底清理：選
擇適當(dāng)?shù)暮附右?guī)范， 采用具有良好工藝性能的
焊條，正確選用焊接電流和運(yùn)條角度，防止焊
縫金屬冷卻過快；焊接過程中不斷地?cái)噭?dòng)熔池
中的熔化金屬，促使熔渣與鐵水分離。
(3)裂紋：
對(duì)焊接接頭質(zhì)量影響最大的缺陷是裂紋，
裂紋的產(chǎn)生可以由不適當(dāng)?shù)暮附庸に嚒⒑腹ぜ?
術(shù)或材料所致。裂紋分為熱裂紋和冷裂紋。熱
裂紋一般是在焊縫金屬結(jié)晶過程中形成的， 是
應(yīng)力對(duì)焊縫金屬結(jié)晶過程作用的結(jié)果，冷裂紋
是焊縫冷卻過程中出現(xiàn)的，它可在焊接后立即
出現(xiàn)，也可在焊接后較長(zhǎng)時(shí)間后出現(xiàn)。
裂紋是焊縫中危害性最大的一種缺陷， 尖
端是一個(gè)尖銳的缺口，應(yīng)力集中很大，任何焊
縫都不能允許有裂紋出現(xiàn)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)必須馬上
返修。
熱裂紋的預(yù)防措施是控制鋼材及焊條中的
有害雜質(zhì)的含量即碳、硫、磷的含量，減少溶
池中低溶點(diǎn)共晶體的形成；預(yù)熱以降低冷卻速
度，改善應(yīng)力狀況：采用堿性焊條以降低焊縫
中的雜質(zhì)含量， 改善焊縫金屬組織； 冷裂紋的
預(yù)防措施是首先從減少氫元素的來源入手，焊
接是采用堿性焊條，焊條在使用前必須按規(guī)定
進(jìn)行烘干、保溫：對(duì)接頭部位必須先清除油污、
水分和銹蝕采用焊前預(yù)熱、焊后熱處理等措施，
以利于氫的溢出。
(4)未焊透
未焊透屬于一種面狀缺陷，通常都是為裂
紋類缺陷。主要是焊縫坡口鈍邊過大， 坡口角
度太小，焊根未清理干凈焊接時(shí)有磁偏吹現(xiàn)象，
或電流過大，焊件金屬尚未充分加熱時(shí)，焊條
已急劇融化：層問或母材邊緣的鐵銹、氧化皮
及油污等未清理干凈，焊接位置不佳，焊接可
達(dá)性不好等。
未焊透的存在會(huì)導(dǎo)致焊縫的有效截面減少，
從而降低焊縫的強(qiáng)度。在應(yīng)力主要作用下很容
易擴(kuò)展形成裂紋導(dǎo)致構(gòu)件破壞。若是連續(xù)性未
焊透，更是一種及其危險(xiǎn)的缺陷。所以焊縫中
的未焊透是一種不允許存在的缺陷。
預(yù)防措施是正確選用和加工坡口尺寸， 保
證必須的裝配間隙， 正確選用焊接電流和焊接
速度，認(rèn)真操作， 防止焊偏等。
(5)未熔合
未熔合發(fā)生在焊道之間或焊道與母材之間，
通常是因?yàn)楸缓覆课晃茨芡耆刍Y(jié)合或液態(tài)
金屬流動(dòng)不充分所造成的。主要是焊接電流過
小，焊接速度太快， 使母材坡口或先焊的金屬
未能完全熔化。
未熔合其實(shí)質(zhì)就是一種虛焊現(xiàn)象， 從而導(dǎo)
致焊縫的有效截面積減少，在交變應(yīng)力高度集
中的情況下致使焊縫的強(qiáng)度降低， 塑性下降，
最終造成焊縫開裂。
預(yù)防措施是焊前對(duì)坡口周圍進(jìn)行認(rèn)真清理，
去除油污和鐵銹； 加強(qiáng)層間清渣；正確選擇焊
接工藝參數(shù)；防止焊條偏心，注意焊條擺動(dòng)等。
(6)咬邊和焊瘤
主要是由于焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，一般
講，焊接速度過快， 容易產(chǎn)生咬邊， 當(dāng)焊接速
度過慢， 容易產(chǎn)生焊瘤。咬邊最大的危害是損
傷了母材，使母材有效面積減少， 也會(huì)引起應(yīng)
力集中。預(yù)防措施是選擇正確的焊接電流及焊
接速度， 電流不宜過大， 且控制弧長(zhǎng)，盡量采
用短弧焊接，掌握正確的運(yùn)條方法和運(yùn)條角度。
3．結(jié)語
對(duì)于新建、擴(kuò)建的排水管道焊接過程中，
建立焊接質(zhì)量管理體系、實(shí)行全面質(zhì)量控制，
是影響管道焊接質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文主要針
對(duì)管道焊接常見缺陷進(jìn)行了分析，并提出了幾
點(diǎn)相關(guān)的預(yù)防措施， 旨在能夠在理論方面與大
家進(jìn)行探討。
參考文獻(xiàn)
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