螺旋鋼管焊接缺陷的成因和解決措施

付雪強，王遠征，潘 強

（華油鋼管有限公司，河北滄州 062658）

0 引言

螺旋鋼管由于其生產工藝的特殊性，可以生產較大口徑的鋼管。因此螺旋鋼管的應用范圍較廣，可以用在管道運輸、建筑、橋梁等多個方面，不僅可以保證施工質量，同時也可以大幅度降低成本。在螺旋鋼管的焊接作業中，一般采用的是單絲或者雙絲的埋弧焊接，這樣可以保證產品有較高的質量，能夠滿足施工的需求。同時螺旋鋼管機組運行也對螺旋鋼管的質量產生決定性的影響。在螺旋鋼管機組運行良好的狀態下，焊接質量的好壞直接關系到螺旋鋼管的質量。因此，針對螺旋鋼管的焊接問題進行深入的分析，對螺旋鋼管焊接中的缺陷認真進行探討，從而獲取焊接問題的解決方法。

1 螺旋鋼管產生焊接缺陷的原因

螺旋鋼管在焊接的過程中，可能產生各種焊接缺陷，這些缺陷的產生是由多種因素造成的。通常情況下，認為影響焊接質量的因素主要有以下5 個方面：人的因素、機器的因素、原材料的因素、焊接工藝的因素以及氣候條件因素等。在這些因素的作用下，會產生各種各樣的焊接缺陷。這些缺陷可能對焊接質量產生嚴重的影響，因此，有效地規避這些缺陷，將大大提升螺旋鋼管的焊接質量，從而為企業創造更大的經濟效益。

1.1 氣孔缺陷

在螺旋鋼管焊接的過程中，焊縫的表面或者是焊縫中存在著氣體空間，這個缺陷叫做氣孔缺陷，氣孔缺陷產生的主要原因是由于焊縫表面處理不干凈，存在著水分或者銹跡，這樣在焊接的過程中，受電焊高溫的影響，水分等雜質開始蒸發，由于水分或者銹跡蒸發較慢，則在熔解的金屬中形成空腔，這個空腔就是焊接過程中的氣體缺陷。特別是在進行坡口焊接的過程中，由于坡口清潔不徹底，更容易產生氣體缺陷。氣體缺陷的存在，將嚴重影響焊縫的焊接質量，因為減少了應該焊接的體積，使焊接金屬沒有完全填滿焊縫，焊縫的強度下降，容易導致焊縫開裂。

1.2 夾渣缺陷

在焊接的過程中，焊條以及鋼板會產生一定的熔渣，而這些熔渣并不能完全排除，有一部分會殘留在焊縫中，這部分殘留在焊縫中的熔渣，最后就形成了焊接中的夾渣缺陷。夾渣缺陷也是焊接過程中較為常見的缺陷之一。夾渣有很多分類標準，從不同角度闡述夾渣產生的原因。在焊接過程中，由于堿性焊條的使用，在高溫的條件下容易產生氧化物，特別是在受到焊接電流的影響下，焊條中的氧化物與鋼板中的氧化物急驟生成，隨著焊液進入到焊接縫隙中，在金屬冷卻的過程中，就容易形成夾渣缺陷。

1.3 咬邊缺陷

在焊接的過程中，如果在焊接的邊緣處產生凹陷，使焊縫低于母材，這個凹陷就是咬邊缺陷。引起咬邊缺陷的原因有很多，如果在焊接的過程中焊接速度過快或者是使用較大的焊接電流，從而使電弧增強，這些都可以引發咬邊缺陷發生。另外，在焊接的過程中，由于焊機焊道的問題使焊接深度出現起伏，在這種情況下焊縫金屬不容易得到補充，從而產生較為嚴重的應變現象，因此在進行螺旋鋼管焊接作業中，要盡量避免咬邊缺陷的出現。

1.4 未焊透、未熔合缺陷

在焊接的過程中有一部分鋼板與焊條之間沒有相互融化的趨勢，這樣在焊接的過程中，就會出現未焊透或者是未熔合的缺陷。未焊透缺陷主要出現在焊接的接頭根部，特別是在鋼板厚度較大的情況下，未焊透現象更加明顯。在螺旋鋼管的焊接過程中，未融合現象可能發生在焊接的任何部分。可見未焊透、未熔合缺陷是螺旋鋼管制作中的主要缺陷，這些缺陷將導致鋼管的整體質量急劇下降，從而影響鋼管的正常使用。

1.5 裂紋缺陷

裂縫是一種常見的螺紋鋼管焊接缺陷，對于管道的安全有著較大的影響，不僅會加快鋼管的腐蝕速度，同時裂紋也會有擴大的風險，從而產生巨大的安全隱患。鋼管裂紋產生的條件各不相同，可以分為熱裂紋和冷裂紋。熱裂紋是在焊接的過程中，一些物質聚集，最后因焊縫收縮而產生的裂紋，熱裂紋的擴散方向主要形成橫向裂紋。冷裂紋則是在焊接后冷卻至馬氏體溫度時轉變的裂紋。冷裂紋主要受到應力以及淬硬組織、擴散氫等因素的影響，可能導致橫向裂紋和縱向裂紋的產生。

2 螺旋鋼管焊接缺陷的解決措施

2.1 氣孔缺陷的解決措施

為了更好地解決在螺旋鋼管焊接中的氣孔缺陷，需要根據已經掌握的氣孔形成原理，來對焊縫表面進行處理，這樣可以有效地消除水分和鐵銹等雜質對于氣泡形成的影響。從焊接的角度來看，還需要對焊接參數進行一定的調整，使焊接電流和焊接速度能夠滿足焊接要求，從而降低氣孔缺陷產生的概率。不僅如此，還要進行全過程的焊接檢查。從原材料的進場開始，就要做好儲藏與保管工作，根據焊接鋼板的特性來采用與之相符合的儲存方法，使鋼板能夠在良好的儲存環境中進行儲存，從而避免生銹等現象的發生。對于加工后的鋼板也要進行認真檢查，特別是對于焊接部位要進行更加深入的檢查，通過檢查可以發現可能存在的問題，這樣及時對問題進行清理，提高焊接部位的清潔度，可以有效避免氣泡缺陷的產生。

2.2 夾渣缺陷的解決措施

為了提高螺旋鋼管的焊接質量，有效解決夾渣缺陷，需要處理好坡口的尺寸。根據實際總結出來的經驗來確定好坡口尺寸，這樣可以有效地避免夾渣缺陷的出現。不僅如此，還要注意調整好焊接電流大小，控制好焊接速度，這樣可以使鋼板均勻受熱，從而避免過冷和過熱的情況下氧化物的殘留。還需要密切注意運條的擺動位置，使運條的運行軌跡不出現大的偏差，從而破壞焊接質量。過多的焊渣也會產生夾渣現象，因此在進行焊接作業時，要及時做好焊渣的清理工作。焊條本身的質量也對夾渣缺陷有著較大的影響。如果出現偏心焊條，焊料分布不均勻，那么將會產生大量的夾渣，因此，在焊條的挑選過程中，要將形狀不規則、夾心位置不正確的焊條挑揀出來，這樣可以有效避免夾渣缺陷出現。

2.3 咬邊缺陷的解決措施

咬邊缺陷的主要解決措施是控制好焊接電流，這樣在很大程度上能避免咬邊缺陷的出現。控制好焊接電流，使電弧長度保持穩定，焊接速度均勻，從而避免因焊接速度不穩定造成的咬邊現象。在焊接參數調整的過程中，也要認真核對參數，焊條的傾斜角度要與行進速度相匹配，才有可能提高焊接質量。同時要注意檢查焊縫情況，對發現的問題及時進行處置。

2.4 未焊透、未熔合缺陷的解決措施

未焊透、未熔合缺陷顯然與坡口的尺寸有著相當重要的關系，因此在坡口的設計上要嚴格遵守設計要求，按照設計規范，嚴謹設計。在焊接的過程中，要注意選擇好焊接電流，防止電流過高或過低影響焊接質量。同時要做好焊接速度的把控，使焊接速度在合理的運行范圍之內，避免因過快而造成的未焊透、未熔合缺陷。還要注意好焊口的清潔，對于焊口產生的氧化物質，要及時進行清除，防止產生缺陷，同時要注重觀察焊口的焊接質量，發現問題及時進行處置。

2.5 裂紋缺陷的解決措施

由于裂紋缺陷的危害影響巨大，因此對于裂紋缺陷的檢查就必須投入更多的精力。在焊接過程中，首先要對焊接參數進行合理的選擇，使焊接過程中焊接的冷卻速度能夠適當減慢，同時要注意焊縫的形狀，使焊縫的形狀符合焊接工藝技術要求，不利于裂紋產生。螺旋鋼管的焊接工藝中，要采用多層、多道的焊接工藝，通過采用小電流的方式來減緩或者預防裂紋缺陷的產生。在進行焊接工藝設計時，要將防止裂紋缺陷產生作為基本要求在設計中明顯體現。同時要根據焊接情況，盡量減少焊接應力，這樣可以有效避免焊接裂紋的產生。

3 結束語

在螺旋鋼管制作的過程中，焊接起到了關鍵性的作用，對焊接過程中出現的各種缺陷進行解決，可以提高螺旋鋼管的質量。因此在生產的過程中要注重質量管理，不僅要使用先進的檢測方法，同時也需要有專人進行定期檢查，這樣才能夠不斷提高螺旋鋼管的制作質量，從而確保能夠為工業建設提供更加有力的保障。