储罐角缝焊接气孔产生原因及控制方法探讨

2022-09-11

随着近年来我国大型工业的不断发展, 担任工业生产原料的化工业也是不断的发展壮大。主要表现在我国的石油储备工作在不断的加强, 当然石油储备工作中的大型石油储罐制造也在不断的发展。在储罐的大量制造中焊接是一项最重要的工作, 焊接技术的好坏会直接影响储罐的使用质量, 进而会影响石油的储备工作影响到国家的工业发展。焊接包括很多方面, 比如板与板的纵缝焊接、壁板间的环缝焊接、盖面焊接、角缝焊接等等多种焊接工作, 但是其中的角缝焊接是这所有工作中最后要的一环, 也是焊接技术要求最高的一项工作, 我们在工作时应该特别注意。

一、储罐角缝焊接气孔产生现象研究

根据经验总结, 焊接工作时常会出现的焊接缺陷有以下三程情况:

1.焊接部位成形不良。成形不良是指焊接时会出现咬边、错边、余高过大、焊接部位未焊透等焊接缺陷。

2.焊接部分接合不良。主要是指在焊接时出现了焊接部裂纹、接合部分有气孔、焊接工件未融合等。

3.焊接部位性能缺陷。这种情况是指焊接后焊接的部件硬化、脆化、软化、腐蚀性现象。

在以上各种缺陷中, 气孔现象是焊接时常出现的不良现象, 对于角缝质量性能影响极大。为什么会有气孔的产生呢?在焊接的时候, 焊接热源会使熔池中的熔滴与池内液体金属温度达到很高, 而周围的气体会形成过分饱和状态存在于熔液中, 但是随着焊接热的循环熔液会极速冷却, 而熔液中气体的溶解度下降, 金属结晶时气体没有完全熔解与排除, 工件凝固后这些气泡所在地方就会成为气孔, 另外金属熔液中的夹杂物的胚核也会产生气体从而形成气泡成为气孔。影响整个成型工件质量。

二、储罐角缝焊接气孔产生原因分析

储罐焊接时, 角缝焊接是其中最重要的一项工作, 主要表现在角缝焊部位是整个储罐拘束应力表现最集中的部位, 在装入介质之后, 也是整个重量支撑应力最集中的地方, 而且在使用时, 角缝部位是受外界影响最大的地方, 也是受介质腐蚀、环境温度影响最不均衡的地方。

形成气孔的因素:

1.气体因素, 在焊接的时候, 金属中会有很多气体, 氢气、氧气、水蒸汽一氧化碳等, 这些气体有的来自很多方面。母材、焊丝、保护气体、工件表面的锈渍都可能是这些气体的来源, 这些气体的增加会直接导致焊缝气孔增加。其中氮气孔的形成受母材的材质不同影响最大, 在不同的情况下气孔的影响因素也不一样。

2.母材, 在焊接的高温条件下, 一氧化碳形成气孔的主要因素, 因为碳元素的增加会导致一氧化碳的增加从而导致气孔的增加。但量如果我们选择锰、硅、铝、钛等元素构成的焊丝可以有效的脱氧, 从而减少气孔的产生。

3.焊丝, 在进行手工氢弧焊时, 焊条焊后会产生大量的氢, 氢元素主要来源于焊条药皮, 药皮含有大量的有机物的结晶水, 在焊接时是产生氢气孔的主要原因。

4.焊接工艺参数, 在进行焊接时, 工作人员没有按照一定的电焊工艺流程操作, 对于焊机的电压电流调节不科学, 如焊接时电流过大, 会使焊接部位氢含量上升, 导致气孔增多。

5.焊接位置的影响, 在焊接工作时, 焊接部位局部温度会骤然升高, 从焊丝和母材中产生大量的气体, 而高温下产生的熔液又会很快的填充焊接部位, 只有在短时间内让这些气体快速的排出才能减少焊接内部气孔的形成。工件平焊时气体会很容易上浮而排出, 但是当横焊时, 由于受到上侧母材的阻碍不易排出干净, 产生气孔。

6.环境因素的影响, 空气中的温度、空气湿度、焊接环境的风向风速都会影响焊接工作时工件中气体的排除。

7.焊接设备和装置, 焊接电源、供气装置以及软管等, 都会酿成气孔的气体来源。

8.母材条件影响, 焊接时母材表面的水分、油漆、锈、油污等各种因素都会在焊接高温时产生各种气体, 使焊接部位气孔增加。

三、储罐角缝焊接气孔控制措施

1.在加工焊接工件时, 要尽量将工件表面打磨光滑, 使得焊接块对接时中间没有间隙, 从而减少焊件内部气孔的生成, 再按技术要求施工。

2.对焊接设备进行工艺参数调试时要有科学依据, 按照相关技术要求调试, 尽量采用小电流低电压的焊接条件, 而且焊接时速度要快。

3.根据平时的工作总结, 按照通常控制气孔的方法制定气孔控制工艺, 并且严格执行工艺要求。

4.为了避免焊接部位极速冷却, 焊前要进行工件预热, 有效延长焊缝冷却时间, 增大气体的排除。

5.结合焊接母材合理选择焊丝, 焊丝的管理要做到科学正确, 应该存放到专门的焊材库, 并配备除湿设备。

6.保证焊件表面清洁, 无油漆、锈、油污等可能产生气体的杂质。

7.焊工作业时选择有利于气体排除的作业方法和作业环境进行。

结语

角缝焊接时气孔产生的原因有很多, 是诸多因素共同作用的结果, 通过观察气孔的形状和位置, 对气孔形成的原因分析, 有的放矢的进行了改进措施的论述。我们在进行相关方面的工作时, 要根据已经总结出的气孔形成原因, 对施工工艺进行改进, 在不断的努力完善中将问题解决掉从而达到储罐生产的质量要求。

摘要：我们在建造储罐类的工业设备时, 产品经常会出现的一个问题就是储罐角缝焊接处质量不好, 使用年限不长。这也是此行业中存在的一个技术难题, 而产生这个问题的根本原因就是在进行储罐的角缝部位焊接时出现了气孔, 成了影响储罐质量的主要因素。本文通过考察分析了当前储罐制造过程中角缝焊接时气孔出现的原因, 主要论述了储罐角缝焊接时气孔产生的预防控制措施, 为今后该行业在进行这项工作时提供了技术指导, 对以后储罐制造的过程的质量保证具有重要意义。

关键词：角缝焊接,气孔,原因,控制方法