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城市排水管道焊接缺陷及預防措施

文檔作者：何調林文檔來源：廣州市自來水工程公司		點擊數：	更新時間： 2024年09月26日
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學術
城市排水管道焊接缺陷及預防措施
510430 廣州市自來水工程公司一f．-3調林
摘要：
隨著經濟發展對城市基礎設施排水系統的要求越來越高，近年來由于管網建設落后導致內澇頻現，城市排水管網系統的升級改造勢在必行。
其中鋼制排水管道應用廣泛，本文對排水管道焊接過程中的常見缺陷、缺陷危害及其預防措施進行了分析。
1．城市排水系統現狀
城市排水是現代化城市不可缺少的重要基
礎設施，是城市的“地下血脈” 。發達國家城
市排水系統規劃建設較早，現已發展較為成熟，
美國城市排水管道長度在2OlO年大約為15o萬
km，人均長度為4m以上，城市排水管網密度平
均在15km／km2以上。截止2012年底，我國城
市排水管道長度總量為37萬km，城市排水管道
密度為9．0km／km2，城鎮人均排水管長度僅0．57
m。與發達國家相比，我國城市排水管網不論是
總量，還是人均占有量和管網密度均落后，且
差距懸殊。隨著我國經濟的快速發展，未來的
十幾年我國城市排水管網系統的建設將有令人
振奮的發展。
2．管道焊接常見缺陷的危害及預防措施
(1)氣孔
氣孔一般呈圓形或橢圓形，內壁潔凈光滑。
氣孔可以在焊縫內部，也可以穿透到焊縫表面，
或者兩種都有。產生氣孔的原因很多，如母材
周圍的鐵銹和油污未清理干凈；焊接時焊縫大，
熔池深， 氣體從熔池中溢出困難； 當采用未經
很好烘干的焊條進行焊接時，使用交流電源，
焊縫最易出現氣孔； 焊接速度增加，焊接電流
增大，電弧電壓升高都會使氣孔傾向顯著增大。
氣孔屬于體積性缺陷，它主要是削弱焊縫
的有效截面積， 降低焊縫的機械性能和強度，
尤其是焊縫的彎曲強度和沖擊韌性， 同時也破
壞了焊縫金屬的致密性，應力集中， 也易誘發
裂紋等更嚴重的缺陷。
預防措施是焊接前應按規定烘干焊條，仔細
清除坡口及母材表面的上的鐵銹和油污等雜質；
采用合適的焊接工藝參數；在室外焊接，氣體保
護焊時當風速超過2m／s時，要設置防風措施。
(2)夾渣
夾渣缺陷分單個與條狀兩類。有的外形不
規則， 有的呈球狀，他們都是焊縫金屬中殘留
的外來固體物質。夾渣形成的原因一般是： 由
于焊接電流太小， 以至于液態金屬和熔渣分離
不徹底，焊接速度太快使熔渣來不及浮起； 焊
件的坡口設計不合理， 坡口的角度太小； 多層
焊接時清渣不徹底； 焊件坡口處雜質及油污和
有機物質清理不徹底： 手弧焊時焊條角度不正
確等。
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夾渣的危害是影響了焊縫金屬的致密性及
連貫性， 易引起應力集中，并且可能成為一種
裂紋源：夾渣缺陷有尖銳的邊緣，同時也會因
減少焊縫的有效截面積而降低焊縫機械強度、
塑性、韌性和耐腐蝕的能力以及疲勞極限。
預防措施是設計合理的焊接坡口，焊前要
嚴格清理母材坡IS]及附近的油污、氧化皮等；
多層焊時特別要注意前道焊渣的徹底清理：選
擇適當的焊接規范， 采用具有良好工藝性能的
焊條，正確選用焊接電流和運條角度，防止焊
縫金屬冷卻過快；焊接過程中不斷地攪動熔池
中的熔化金屬，促使熔渣與鐵水分離。
(3)裂紋：
對焊接接頭質量影響最大的缺陷是裂紋，
裂紋的產生可以由不適當的焊接工藝、焊工技
術或材料所致。裂紋分為熱裂紋和冷裂紋。熱
裂紋一般是在焊縫金屬結晶過程中形成的， 是
應力對焊縫金屬結晶過程作用的結果，冷裂紋
是焊縫冷卻過程中出現的，它可在焊接后立即
出現，也可在焊接后較長時間后出現。
裂紋是焊縫中危害性最大的一種缺陷， 尖
端是一個尖銳的缺口，應力集中很大，任何焊
縫都不能允許有裂紋出現，一經發現必須馬上
返修。
熱裂紋的預防措施是控制鋼材及焊條中的
有害雜質的含量即碳、硫、磷的含量，減少溶
池中低溶點共晶體的形成；預熱以降低冷卻速
度，改善應力狀況：采用堿性焊條以降低焊縫
中的雜質含量， 改善焊縫金屬組織； 冷裂紋的
預防措施是首先從減少氫元素的來源入手，焊
接是采用堿性焊條，焊條在使用前必須按規定
進行烘干、保溫：對接頭部位必須先清除油污、
水分和銹蝕采用焊前預熱、焊后熱處理等措施，
以利于氫的溢出。
(4)未焊透
未焊透屬于一種面狀缺陷，通常都是為裂
紋類缺陷。主要是焊縫坡口鈍邊過大， 坡口角
度太小，焊根未清理干凈焊接時有磁偏吹現象，
或電流過大，焊件金屬尚未充分加熱時，焊條
已急劇融化：層問或母材邊緣的鐵銹、氧化皮
及油污等未清理干凈，焊接位置不佳，焊接可
達性不好等。
未焊透的存在會導致焊縫的有效截面減少，
從而降低焊縫的強度。在應力主要作用下很容
易擴展形成裂紋導致構件破壞。若是連續性未
焊透，更是一種及其危險的缺陷。所以焊縫中
的未焊透是一種不允許存在的缺陷。
預防措施是正確選用和加工坡口尺寸， 保
證必須的裝配間隙， 正確選用焊接電流和焊接
速度，認真操作， 防止焊偏等。
(5)未熔合
未熔合發生在焊道之間或焊道與母材之間，
通常是因為被焊部位未能完全熔化結合或液態
金屬流動不充分所造成的。主要是焊接電流過
小，焊接速度太快， 使母材坡口或先焊的金屬
未能完全熔化。
未熔合其實質就是一種虛焊現象， 從而導
致焊縫的有效截面積減少，在交變應力高度集
中的情況下致使焊縫的強度降低， 塑性下降，
最終造成焊縫開裂。
預防措施是焊前對坡口周圍進行認真清理，
去除油污和鐵銹； 加強層間清渣；正確選擇焊
接工藝參數；防止焊條偏心，注意焊條擺動等。
(6)咬邊和焊瘤
主要是由于焊接工藝參數選擇不當，一般
講，焊接速度過快， 容易產生咬邊， 當焊接速
度過慢， 容易產生焊瘤。咬邊最大的危害是損
傷了母材，使母材有效面積減少， 也會引起應
力集中。預防措施是選擇正確的焊接電流及焊
接速度， 電流不宜過大， 且控制弧長，盡量采
用短弧焊接，掌握正確的運條方法和運條角度。
3．結語
對于新建、擴建的排水管道焊接過程中，
建立焊接質量管理體系、實行全面質量控制，
是影響管道焊接質量的關鍵環節。本文主要針
對管道焊接常見缺陷進行了分析，并提出了幾
點相關的預防措施， 旨在能夠在理論方面與大
家進行探討。
參考文獻
[1]中國機械工程學會焊接學會．焊接手冊
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[2]周振豐，張文鉞．焊接冶金與金屬焊接
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[3]顧紀清，陽代軍．管道焊接技術[M]．
北京：化學工業出版社， 2005．

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