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ERW熱鍍鋅焊管壓溝槽開裂現象分析(2)

出現滾槽開裂的根本原因是焊縫強度不,加上滾槽加工時的劇烈變形,導致焊縫處應力 集中而撕裂。

2 .1原材料的影響

原材料是産品質量的源頭,生産前必須掌握 其特性。從焊接角度來說,原材料對焊縫質量的 影響主要體現在材料的焊接性和組織形態兩 方面。

2 .1.1材料的焊接性

材料的焊接性通常用碳當量進行評估,常用 的碳當量計算公式爲:


    一般認爲,當材料的碳當量小于0.2%時,其 焊接性好,焊後不需要熱處理;碳當量在0.2%~ 之間時,焊接性尚可,但焊後需立即進行正 火熱處理;碳當量大于0.65%時,焊接性差,焊縫 硬脆易裂。從生産實踐看,在同樣生産條件下,使 Q235以上合金元素偏高的材料生産,滾槽開 可能性比Q215以下材料高出1倍以上,其主 要原因就是其焊接性存在差異。

2 .1.2合金元素和組織形態

  原材料合金元素含量和組織形態也對焊縫質 量有影響。材料中硫、磷含量偏高將極易引起結 晶偏析;碳含量偏高將促成馬氏體生成,焊縫金屬脆化;金屬組織晶粒度過大,焊縫結晶的方向性將 加強,更容易促使雜質偏析。還有材料中的非焊縫強度。

2 .2焊接工藝參數的影響

ERW鋼管主要焊接工藝參數有輸入功率、生 産速度、開口角、焊接壓力、感應圈〔感應觸頭〉和 阻抗器位置等。焊接工藝參數設置不合理是造成 滾槽開裂現象的重要原因。其中,若輸入功率 不夠,速度太快,則輸入熱量不足,鋼帶邊緣未完 全熔化,端面固態氧化物無法擠壓出去而形成低 溫焊接缺陷;反之,輸入熱量過大,容易形成焊縫 燒穿、金屬噴濺和回流夾雜等缺陷。其次,焊接壓 力也很重要。若焊接壓力不足,熔合線兩側的金 屬顯微組織流線不明顯,焊接強度將達不到要求; 反之,焊接壓力過大,熔合線不規則,金屬流線上 升角過大,焊縫性能降低131。只有當焊接壓力適 宜時,熔合線光亮無畸變,金屬流線上升角處于 45。~ 60。理想狀態,焊縫強度才有保證。此外,V形開口角的大小、感應圈或感應觸頭位置、阻抗器的安裝以及冷卻方式等,都可能對焊 縫強度造成影響。

2.3 焊管成型調整的影響

目前,焊管成型方式主要有交替輥成型、 排輥成型、FF成型、FFX成型等⑷,其基本原理都 是利用軋輥變形將鋼帶冷彎成管狀再連續焊接 制成焊管。管對成型的基本要求是管形圓 整,成型穩定。但實際生産過程中,由于成型不到 位,很容易形成管口桃形、V形開口角變化等,造 成焊缝质量不好,强度不夠。

HV交替輥成型方式爲例,該方式采用W 進行邊緣成型,以確保成型後焊管圓整度。但生 产中,若轧棍磨损过大或上輥下压量不夠,鋼帶經 W輥后边缘成型不到位,两侧形成小直边(如图3 所示),焊接时,在挤压輥作用下,焊缝内外侧受力 不均勻導致內側結合緊密,外側相對疏松,金屬晶 粒結合作用不強,滾槽加工時極易在焊縫外側發生 撕裂。一般情况下,当双輥成型不好时,焊缝内毛刺並無明顯異常,僅憑經驗判斷很難發現焊縫質量問題,這往往是造成批量滾槽開裂的重要原因。


此外,调整时若轧輥中心线偏移或机架松动, 粔蜥出現成型后焊缝边缘鼓包V形開口角開 合變化等現象,造成會合點閃弧、打火、搭焊和虛 焊等,也將導致焊縫強度降低。


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