埋弧焊常见缺陷成因及对策

埋弧焊常见缺陷成因及对策管理提醒：埋弧自动焊是焊接生产中广泛采用的高效率焊接方法之一，其焊缝质量高、劳动条件好，广泛应用于造船、桥梁、化工容器制造中。洛阳隆惠石化工程有限公司在二套催化生产的冷换设备中成功地采用了埋弧自动焊，不仅缩短了工期，同时提高了焊缝质量。但由于经验不足和操作等原因，焊接时仍出现多种缺陷，削弱了焊缝的有效工件断面，降低了焊缝金属的强度和韧性，使容器的整体质量下降。从现场观察和X射线底片上统计，这批容器最常见的缺陷有焊缝成形不良、气孔和夹渣、裂纹。一、焊缝表面成形不良主要表现在两个方面:焊缝表面堆积过高和焊缝金属满溢。焊接过程中影响焊缝成形的主要因素是焊接工艺参数和环焊缝焊接提前量。当电流增大时，焊缝的熔深和余高均增大，熔宽基本不变;当电压增大时，熔深略有减小而熔宽增大；焊接速度增大后，线能量减小，熔深略有减小而熔宽增大，余高减小。因此，当电流过大而电压过低时，会使焊缝表面堆积过大;当焊接速度太慢或电压过低时，会造成焊缝金属满溢。水平位置熔池最稳定，易于得到良好的成形。环缝焊接时，熔池随工件旋转始终处于运动状态，从熔池形成到冷却结晶需要一段时间，在这段时间内，熔池会随工件旋转一段距离，如何控制焊丝的焊接提前量，使熔池在水平的位置冷却结晶，是控制焊缝成形好坏的关键。焊接提前量的大小取决于熔池在液态存在的最长时间、工件直径、拖辊转速(焊接速度)。当提前量过大时，熔池会在上坡过程停留时间长，使熔池金属向熔池尾部运动，冷却后造成焊缝金属表面堆积过大;当提前量过小时，熔池在下坡过程中运动时间长时，熔池金属向熔池前部运动，溢出熔池表面。从焊缝外观上看，提前量过大，焊缝表面纹路过于平缓;提前量过小，焊缝表面纹路过于尖锐。焊缝提前量L的范围为:v•(t100)Cr≈LRsin5°其中:v，拖辊速度；R，容器外圆半径；(t100)Cr，熔池冷却至100℃的临界时间。L一般取30～80mm。因此，焊前进行严格的工艺试验，确定合理的工艺参数，按公式计算焊缝提前量，在实际操作中根据焊缝表面纹路适当调整。二、焊缝中产生气孔和夹渣除了工艺原因外，主要是由清根不当造成的。清根时碳棒位置不正确，会使坡口形状不佳，导致焊接时熔池内部的气体和熔渣不易上浮，使焊缝内部产生气孔和夹渣。焊缝提前量过大时，熔池下淌，容易将熔渣裹入坡口底部，若电弧热量不足以熔化这些夹渣，即会使熔池内部产生气孔和夹渣。因此，调整碳棒位置，认真清理气刨后的坡口，选择适当的焊缝提前量，是解决焊缝中气孔和夹渣的主要措施。三、裂纹主要存在于环缝的弧坑部位，从形状上分析，大都属于热裂纹。焊缝金属在冷却凝固及随后冷却过程中，受到焊缝周围固体金属的制约，使焊缝金属中产生拉应力，这是产生热裂纹的外因;低熔共晶物的存在，是焊缝产生热裂纹的内因。在焊缝结晶过程中，由于焊缝中低熔共晶物的存在，凝固时间长，被柱状晶体推向晶界，并聚集在晶界上形成液态夹层，在拉应力的作用下，柱状晶体空隙加大，而低熔共晶物又不足以填充间隙，这样就产生热裂纹。环缝焊完后焊机和拖辊关闭，由于惯性，熔池会随拖辊继续转动，熔池金属脱离焊丝下端，使电流衰减装置的自填弧坑功能不能实现，熔池迅速冷却，拉应力作用下的柱状晶体间隙无法得到及时填充，导致焊缝产生热裂纹。在纵缝焊接过程中，由于电流衰减装置的自填弧坑功能，一般不会产生热裂纹。因而，环缝焊接时，应先停拖辊电源，后停焊机电源，也可在拖辊上装备紧急刹车装置，使焊机和拖辊能同步停止工作，防止热裂纹的产生；焊后打磨熄弧处，直至裂纹消失，这也是一种有效的防止裂纹产生的措施。