帶壓開孔工程焊接施工時(shí),因管道道焊接的熔池中氣泡在凝固時(shí)未能逸出,而在管道焊縫金屬內(nèi)部(或表面)所形成的空穴,稱為氣孔。
根據(jù)其產(chǎn)生部位可分為內(nèi)部氣孔和表面氣孔;按形狀可分為球形氣孔、條蟲狀氣孔和針狀氣孔等;而根據(jù)氣孔的分布特點(diǎn)、又可分為分散氣孔和密集氣孔。
焊接時(shí)形成的氣孔,其尺寸大小不一,以0.5~1.5mm的數(shù)量居多。管道及管件進(jìn)行仰焊時(shí)焊縫中出現(xiàn)的最常見氣孔主要有氫氣孔和氮?dú)饪變煞N。氫氣孔多為單個(gè)氣孔,隨意分布。由于溶解在熔池中的氫氣在熔池冷卻結(jié)晶過程中,因?yàn)闅怏w溶解度急劇降低,來不及析出殘留在固體金屬內(nèi)形成的;氮?dú)饪锥酁槊芗瘹饪祝史涓C狀,主要是在焊條的起弧位置,焊條端部的保護(hù)性能差,使氮?dú)膺M(jìn)入熔池而殘留在焊縫中形成氣孔。
焊縫中由于氣孔的殘留,必然會(huì)導(dǎo)致減少焊縫金屬的有效截面積,從而使焊接接頭的強(qiáng)度降低,特別是密集氣孔會(huì)使焊縫不致密,降低焊縫的塑性和韌性。
氣孔所帶來的管道及管件的危害:氣孔會(huì)減小焊縫的有效截面積,降低焊縫的機(jī)械性能,損壞了焊縫的致密性,特別是直徑不大,深度很深的圓柱形長氣孔(俗稱針孔)危害極大,嚴(yán)重者直接造成泄漏。
1.帶壓開孔焊接氣孔產(chǎn)生的原因:
1.1焊條或焊劑受潮,或者未按要求烘干。焊條藥皮開裂、脫落、變質(zhì)。
1.2基本金屬和焊條鋼芯的含碳量過高。焊條藥皮的脫氧能力差。
1.3焊件表面及坡口有水、油、銹等污物存在,這些污物在電弧高溫作用下,分解出來的一氧化碳、氫和水蒸氣等,進(jìn)入熔池后往往形成一氧化碳?xì)饪缀蜌錃饪住?/span>
1.4焊接電流偏低或焊接速度過快,熔池存在的時(shí)間短,以致于氣體來不及從熔池金屬中逸出。
1.5電弧長度過長,使熔池失去了氣體的保護(hù),空氣很容易侵入熔池,焊接電流過大,焊條發(fā)紅,藥皮脫落,而失去了保護(hù)作用,電弧偏吹,運(yùn)條手法不穩(wěn)等。
1.6埋弧焊時(shí),使用過高的電弧電壓,網(wǎng)絡(luò)電壓波動(dòng)過大。
在管道的打底層產(chǎn)生氣孔的部位主要是始焊端、終焊端和接頭處出現(xiàn)密集性氣孔;焊縫的中間部位多出現(xiàn)的是單個(gè)氣孔。
1.7始焊端產(chǎn)生氣孔的原因:①因?yàn)樵嚰w處于低溫狀態(tài),熔池的凝固速度快,融入熔池的氣體來不及逸出留在焊縫內(nèi)形成的。②由于地球磁場的影響或試件坡口的位置吸附有磁性微粒,使試件坡口處存在較強(qiáng)的磁性。由磁力線的分布狀態(tài)可知,在始焊端磁力線分布發(fā)散不均勻,焊接時(shí)極易產(chǎn)生磁偏吹,使電弧飄忽不定,熔池周圍的氣體保護(hù)層被破壞,導(dǎo)致空氣中的氮?dú)饩砣肴鄢匦纬擅芗瘹饪住?/span>
1.8管道接頭處產(chǎn)生氣孔的原因:在更換焊條接頭時(shí),熔池已凝固且溫度已快速降低,接頭處熔池冷卻速度快氣體來不及逸出容易形成氣孔;另外焊條端部的藥皮有倒角使焊芯外露,焊接時(shí)無法形成很好的氣渣保護(hù),使空氣中的氮?dú)膺M(jìn)入熔池,從而形成密集氣孔。
1.9終焊端產(chǎn)生氣孔的原因:在管道帶壓開孔焊接組對時(shí)終焊端的組對間隙較大;焊到終焊端時(shí)試件已處于高溫狀態(tài),熔池的面積增大,液態(tài)金屬溫度升高,在電弧推力的作用下,熔池發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng),使藥皮對熔池的保護(hù)性變差,氮?dú)膺M(jìn)入熔池在金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí),氮?dú)鈦聿患耙莩龆纬擅芗瘹饪祝涣硗夂笚l藥皮的開裂在焊接過程中也能使氮?dú)膺M(jìn)入熔池而形成密集氣孔。
1.10管道帶壓開孔焊縫中間部位產(chǎn)生氣孔的原因:焊接到焊縫的中間部位出現(xiàn)的氣孔大多是單個(gè)氣孔,按性質(zhì)應(yīng)屬于氫氣孔。大多是因?yàn)樗幤ぶ兴值挠绊?,?dāng)藥皮原始含水量大于0.4%時(shí),進(jìn)入熔池中氫的總量增加了,就容易產(chǎn)生氫氣孔。
2.防止措施:
2.1焊前一定要將焊條或焊劑按規(guī)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行烘干,并做到隨用隨取,或取出后放在焊條保溫桶中隨用隨取。
2.2應(yīng)選取藥皮不得開裂、脫落、變質(zhì)、偏心,含碳量低,脫氧能力強(qiáng)的焊條。焊絲表面應(yīng)清潔,無油無銹。
2.3認(rèn)真清理坡口及兩側(cè),去除氧化物,油脂,水分等。
2.4當(dāng)用堿性焊條施焊時(shí),應(yīng)保持較低的電弧長度,外界風(fēng)大時(shí)應(yīng)采取防風(fēng)措施。
2.5選擇合適的焊接規(guī)范,縮短滅弧停歇時(shí)間。滅弧后,當(dāng)熔池尚未全部凝固時(shí),就及時(shí)再引弧給送熔滴,擊穿焊接。
2.6運(yùn)條角度要適當(dāng),操作應(yīng)熟練,不要將熔渣拖離熔池。