螺旋焊管的強度通常高于直縫焊管,能夠使用較窄的原料生產出較大直徑的焊管,同時也可以用相同寬度的原料制造不同直徑的焊管。然而,與相同長度的直縫管相比,螺旋焊管的焊縫長度增加了30%到100%,且生產效率較低。因此,小口徑焊管通常采用直縫焊,而大口徑焊管則多為螺旋焊。在大口徑螺旋鋼管的生產中,管坯的兩個邊緣加熱至焊接溫度后,通過擠壓輥的作用使金屬晶粒相互滲透并結晶,最終形成堅固的焊縫。
螺旋鋼管焊接區域常見的缺陷包括氣孔、熱裂紋和咬邊等。
螺旋鋼管的焊縫如果出現氣孔,不僅會影響焊縫的密實度,導致管道發生泄漏,還可能成為腐蝕的起始點,從而大幅降低焊縫的強度和韌性。
焊縫出現氣孔的原因包括:焊劑中的水分、雜質、氧化物和鐵屑,焊接材料的成分和覆蓋厚度,鋼板的表面質量以及邊緣處理,焊接工藝和鋼管成型工藝等因素。
焊劑成分。當焊接中含有適量的CaF2和SiO2時,它們會反應并吸收大量的氫氣,生成穩定性高且不溶于液態金屬的HF,從而避免氫氣孔的形成。這些氣泡主要出現在焊縫的中心,主要是由于氫氣仍以氣泡的形式存在于焊縫金屬內部。因此,消除這種缺陷的措施包括:首先要徹底清除焊絲和焊縫上的銹、油、水分及濕氣;其次,焊劑也要進行充分的烘干,以去除濕氣。此外,增大電流、降低焊接速度以及減慢熔化金屬的凝固速度也是行之有效的辦法。
焊劑的堆積厚度通常為25-45毫米。當焊劑顆粒較大且密度較小時,堆積厚度應采用最大值;反之,則取最小值。在大電流和低焊速條件下,堆積厚度也應取最大值,反之則取最小值。此外,夏季或空氣濕度較高時,回收的焊劑需先烘干后才能使用。
關于硫裂(由硫引起的裂紋),它發生在焊接時硫偏析帶上,尤其是在軟沸騰鋼中,硫化物會滲入焊縫金屬,形成裂紋。其原因是硫偏析帶中含有低熔點的硫化鐵,同時鋼材中存在氫氣。因此,為了防止這種情況的發生,可以選擇含硫偏析帶較少的半鎮靜鋼或鎮靜鋼。此外,焊縫表面和焊劑的清潔與干燥也是相當重要的。
鋼板邊緣處理。
鋼板邊緣應配備去除鐵銹和毛刺的裝置,以降低氣孔產生的可能性。清除裝置最好安裝在銑邊機和圓盤剪之后,其結構包括兩個可調節間隙的主動鋼絲輪,上下壓緊板邊,從而避免焊渣的夾雜。焊渣的夾雜指的是在焊縫金屬中殘留部分焊渣。
焊縫形貌。
焊縫的成型系數如果過小,會導致焊縫形狀變得狹窄且深,氣體和雜質不易排出,從而增加氣孔和夾雜物的風險。通常情況下,焊縫的成型系數應控制在1.3到1.5之間,厚壁螺旋鋼管應選用最大值,而薄壁則應選用最小值。焊透度較差時,內外焊縫金屬的重疊度不足,有時甚至會出現未焊透的現象,這種情況被稱為焊透度不足。
降低次級磁場強度。
為了減少磁偏吹的影響,焊接電纜的連接位置應盡量遠離焊接終端,以避免焊接電纜在工件上產生次級磁場。咬邊是指沿焊縫中心線在焊縫邊緣出現的V形溝槽。這種現象通常是在焊接速度、電流、電壓等條件不當的情況下發生。其中,焊接速度過高比電流不適宜更容易引起咬邊缺陷。
工藝方面。
應適當降低焊接速度或增加電流,以延緩焊縫熔池金屬的結晶速度,從而促進氣體的釋放。同時,如果帶鋼的輸送位置不穩定,應及時進行調整,避免通過頻繁微調前橋或后橋來保持成型,從而導致氣體釋放困難。