低碳钢管道焊接缺陷产生的原因及措施研究

低碳钢管道焊接缺陷产生的原因及措施研究摘要：低碳钢属于钢材中一种应用较为广泛的材质，钢材本身的质量直接对工程质量造成了极大的影响，因此把控焊接过程尤为重要，为了能够降低焊接缺陷率，需要对焊接过程进行合理把控，解决焊接期间存在的细节问题，为管道能够可靠及稳定运行提供保证。在本文研究中将低碳钢管道作为研究对象，对焊接缺陷出现的原因进行分析，并提出合理化的解决措施。关键词：低碳钢管道；焊接缺陷；原因；措施前言：低碳钢管道焊接作为管道安装工程中的一项主要工序，焊缝质量是直接关乎管道能否长久使用的主要因素，对焊接人员的专业素养提出了较高的要求。在从事焊接工作之前，应学习各种焊接技术，并且了解到焊缝的本质及在焊接过程中可能会出现的问题及焊接缺陷解决措施，以便在焊接期间能够避免焊接缺陷情况的产生，提升管道焊接质量。低碳钢管道焊接缺陷及产生的原因裂纹在低碳钢管道焊接缺陷中裂纹缺陷是对管道造成危害最大的一种缺陷，裂纹类型包括层状撕裂、冷裂纹及热裂纹几种，当此裂纹出现之后，会在一定程度上削弱焊缝强度，并且从裂缝的末端部位处，也能够清晰的看到存在有一些较为尖锐的缺口，裂纹的出现，会加速应力的聚集，打破焊接结构正常的模式，进而出现开裂情况。引发热裂纹的产生，最为突出的原因是高温作用，从裂纹的特征可以看出，其裂缝主要分布在原奥氏体晶界部位处[1]。一旦C的含量呈现出一种增高发展趋势，随之会导致在Fe中S的溶解度出现下降发展趋势，进而会促使钢和焊接材料中的S含量也呈现出一种增高趋势，在以上因素的作用之下，从而产生热裂纹。引发冷裂纹的产生，与扩散氢、拘束应力及淬硬组织有直接关系，其产生的条件为-200℃的环境中。由于在结晶期间，氢含量过高，不能在较短时间之内被逸出去，从而被阻隔在了热影响区。而母材本身具有较快的冷却速度，并且淬硬呈现出一种不断增大发展趋势，从而出现硬、脆的马氏体组织结构，由于各个部位未能均匀受热，一旦进入到冷却阶段之后，拉应力也会随之而增加，并且拉应力与温度之间成反比。受以上因素影响，进而出现冷裂纹。气孔在低碳钢管道焊接过程中出现概率较大的一种问题为气孔问题，之所以会产生该种现象，与操作方法不当、焊接材料本身存在有杂质、油污、未能及时进行烘干有直接关系。引发气孔现象的产生，是因为在焊接过程中，由于温度过高，金属会出现溶解情况，进而有很多的气体被释放出来，当温度处于下降趋势时气体的溶解度也会随之而减小。当结晶时由于未能将一些气体及时溢出，会以气泡这一状态存在，是金属中气孔的重要构成。通过对气孔中的物质进行调查可知，成分主要为CO气孔和氢气孔两种形式构成，通常在焊缝内部产生的气孔为CO气孔，在焊接表面产生的气孔为氢气孔[2]。夹渣夹渣本身作为一种夹杂物，主要是存在于熔合区和焊缝区之间的一种物质，该种物质的出现，会导致焊缝金属的韧性出现减弱，表面的裂纹主要表现为层状撕裂和热撕裂两种形式。通过对夹杂物的构成进行了解可知，由氮、硫及氧化物构成，在形式上三种产物存在极大的差异，但是均属于冶金产物。Fe4N作为氮化物的夹渣，硫酸铁和硫化锰作为硫化物的夹渣，二氧化硅作为氧化物的夹渣。引发夹渣的产生，是因为在对低碳钢管管道进行焊接期间，使用了较小的电流，从而在一定程度上降低了焊接的电压，由于金属熔池本身的温度不高，从而导致熔渣无法向上漂浮，增加了与液态金属之间分离的难度。另外，在焊接期间由于焊条有较快的运条速度，会促使溶液同熔渣快速的融合起来，一旦熔池出现凝固，将不能及时及快速的清出熔渣。并且未能清理干净母材中包含的夹渣、铁锈等物质，导致熔池中留有较多的难溶物，从而导致夹渣的产生[3]。未熔合未熔合主要是指未能实现完全的熔化和结合，主要存在于焊道和母材中间位置处，引发该种情况的产生，与电弧出现偏吹、焊接热输入低、污物及锈蚀存在于坡口侧面位置处有直接关系，并且未能及时及有效的清理干净焊道中存在的焊渣，发病部位主要集中在焊缝根部、层间及坡口侧壁位置处。低碳钢管道焊接缺陷解决措施合理选择焊接材料为了能够降低低碳钢管道焊接缺陷情况的产生，应选取一些高质量的焊接材料，并对焊接成本进行有效控制，使焊接质量得以提升。因此，当管道焊接工作在开始之前，相关人员需要做好原材料采购工作，应由一些专业性较强的人员承担采购工作，清晰掌握采购流程、采购方法、原材料使用方法及存放方法等。焊接材料的选取需要结合工程的实际情况为出发点，有针对性的选取适合工程的原材料，尤其是在强度选取上应与工程的实际要求相符合。同时，也对焊接材料的力学性能及抗拉强度提出了较高的要求，以上两个指标均需要与工程的要求相符合。在低碳钢管道焊接中，焊接材料的选取也同样重要，应保证选取的焊接材料能够符合力学性能及抗拉强度要求，由于市面上焊条种类比较多，从而增加了选择的难度，应结合工程的实际情况为依据有针对性的进行选取。另外，由于焊接材料本身具备机械性能及化学成分因素，在进行选取时应参照工艺文件要求，并确保选取的焊接材料能够与相关标准要求相符合，还需要再次对材料进行检查一遍。焊接材料的存放方法直接影响焊接材料使用效果及质量，需要以焊接材料类型的不同，在采购时应询问厂家存放地点、温湿度要求，以便采购回来能够合理进行安置。当焊接材料被采购回来入库之前，需要做好质量检验工作，当检验通过之后才可将其放入到库中以备使用。为了方便管理和使用，需要对每一个采购回来的焊接材料进行集中管理，粘贴不同的标签，并根据材料性质的不同，分类对材料进行存放[4]。焊接环境在焊接质量影响因素中环境是最为重要的一项，不同的焊接材料所要求的存储条件存在一定的差异，对于一些温度过低的存放条件，应做好预热处理。另外，湿度和风速也是影响焊接材料存放的主要影响因素，对于一些特殊的天气，应事先听天气预报，以便能够提前做好焊接材料的存储处理。当存放的焊接材料与存放条件不相符时，则不可使用焊接材料。焊接检验为了能够提升焊接质量，做好焊接检验工作尤为重要，需要做好焊前、焊中、焊后检验工作。在焊接之前需要对检查计划进行合理编制，对焊钳各项准备工作有无做好进行检查，对焊道的清理效果进行检查。在焊接中检验中将重点检查内容放在相关检查指标能否与焊接工艺要求相符合上，焊接是否是按照图纸上的要求进行。在焊接后检验中应对焊缝的尺寸、形式及外观进行重点检查。当发现焊缝存在缺陷时应立即返工，重新进行焊接[5]。三、结论明确管道焊接缺陷，并掌握缺陷解决措施是提升低碳钢管道焊接质量的关键因素，应保证焊接材料选取的合理性，将焊接材料存放在适当的环境中，并做好检验工作，以促进焊接质量的提升。参考文献：[1]刘建波.浅谈低碳钢管道焊接缺陷产生的原因及措施[J].冶金与材料,2018,38(6):143-144.[2]史俊亮.浅谈低碳钢管道焊接缺陷产生的原因及措施[J].山西焦煤科技,2007(z1):93-94.[3]刘淑清,裴明智.低碳钢管道焊接缺陷浅析[