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九游会官网首页进入:无缝钢管管件加工中气孔缺陷的来源与消除措施
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无缝钢管管件加工(如焊接、锻造、热处理等工序)中,气孔是常见缺陷,其形成与原材料质量、加工工艺、环境条件等多因素相关,具体可分为以下四类:
:无缝钢管本身若存在疏松、缩孔等内部缺陷,或表面附着油污、铁锈、氧化皮等杂质,工艺流程中(尤其焊接时)杂质燃烧产生的气体无法及时排出,易形成气孔。例如,铁锈(Fe₂O₃)与碳反应生成 CO₂气体,油污燃烧产生 H₂O 和 CO₂,均可能被困在金属组织中。
:焊接用焊丝、焊条若受潮、生锈或含过多合金元素(如硫、磷),会在高温下分解产生气体;保护气体(如氩气、二氧化碳)纯度不足,混入空气(含氮气、氧气)后,氮气在熔融金属中溶解度低,冷却时析出形成气孔。
:焊接电流过大易导致熔池温度过高,金属蒸发加剧产生气体;电流过小则熔池深度不足,气体难以上浮排出;焊接速度过快会使熔池冷却速度加快,气体来不及逸出就被凝固的金属包裹;电弧过长会增加保护气体与空气的接触面积,导致氮气侵入熔池。
:锻造时加热温度过高或保温时间过长,钢管表面氧化严重,氧化层在锻压过程中被压入金属内部,形成气孔;热处理时冷却速度过快,金属内部残留的氢气、氮气无法及时扩散,易聚集形成微小气孔。
:弯管、扩口等成型工序中,若模具表面不光滑、压力分布不均,会导致金属变形过程中产生局部负压,吸入空气形成气孔;管材加热不均匀也会使内部气体分布失衡,聚集后形成缺陷。
:加工环境湿度较大时,空气中的水分易附着在钢管表面或混入保护气体中,高温下分解为氢气和氧气,形成气孔;环境中的粉尘、油污颗粒若落在加工区域,会被熔池包裹,燃烧后产生气体。
:焊接时若周围存在强气流(如风扇直吹、通风过度),会破坏保护气体的稳定覆盖层,导致空气侵入熔池,产生氮气孔。
:焊接时焊条角度不当、运条速度不均匀,会导致熔池搅拌不充分,气体无法顺利排出;钢管坡口加工不平整、间隙过大或过小,会影响熔池成型,增加气孔产生概率。
:焊接设备的电流、电压稳定性差,会导致电弧不稳定,熔池温度波动,气体逸出受阻;保护气体输送管道泄漏、流量控制不准确,会导致保护效果失效,空气进入熔池。
结合上述来源分析,需从 “源头控制、工艺优化、环境改善、操作规范” 四个维度制定消除措施,确保工艺流程中气体没办法形成或能及时排出:
:加工前对无缝钢管进行表面清理,采用机械打磨、喷砂或化学酸洗等方式去除表面的铁锈、油污、氧化皮;对管材进行无损检测(如超声波检验测试),剔除存在内部疏松、缩孔的不合格基材。
:选用符合国家标准的焊丝、焊条,储存时保持干燥(可放入烘干箱,温度控制在 100-150℃),避免受潮生锈;保护气体选用高纯度产品(如氩气纯度≥99.99%),使用前检查气体纯度证书,定期检测输送管道是否泄漏,确保流量稳定(焊接时氩气流量一般为 5-10L/min)。
:根据钢管材质(如碳钢、不锈钢)、壁厚选择正真适合的焊接电流、电压和焊接速度,确保熔池温度适中(既不过高导致金属蒸发,也不过低影响气体排出);缩短电弧长度,一般控制在焊条直径的 0.5-1 倍,减少空气侵入;采用多层多道焊时,每层焊接后及时清洗整理焊道,避免层间残留杂质产生气体。
:锻造时严控加热温度(碳钢一般不超过 1200℃)和保温时间,避免钢管表面过度氧化;采用缓慢冷却的热处理工艺(如炉冷、坑冷),给金属内部气体足够的扩散时间;成型工序前对管材进行均匀加热,确保模具表面十分光滑、压力分布均匀,避免变形过程中吸入空气。
:按工艺技术要求加工钢管坡口,确保坡口角度(一般为 30-60°)和间隙(一般为 2-4mm)合理,便于熔池成型和气体排出。
:将加工环境相对湿度控制在 60% 以下,潮湿天气可使用除湿机;避免在雨天、雾天露天加工,若需户外作业,需搭建临时防护棚。
:清理加工区域的粉尘、油污,保持环境整洁;焊接时避免强气流干扰,关闭风扇、合理控制通风量,必要时使用挡风装置保护焊接区域。
:对操作人员进行专业培训,确保焊接时焊条角度正确(一般为 45-60°)、运条速度均匀,采用锯齿形、月牙形等运条方式搅拌熔池,促进气体排出;严格按照工艺文件进行坡口加工、装配,确保接头质量。
:定期校准焊接设备的电流、电压控制管理系统,确保电弧稳定;检查保护气体流量计、减压阀的准确性,按时换老化的输送管道和接头;定期清理模具表面的杂质,保持成型设备的精度。
:加工过程中采用目测、放大镜观察等方式实时检查,发现气孔缺陷及时停机调整工艺参数;焊接后对焊道进行无损检测(如射线检测、渗透检验测试),排查内部隐藏气孔。
:对产生气孔的管件进行缘由分析,记录工艺参数、环境条件、操作人员等信息,形成质量反馈机制,持续优化加工方案。
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