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摘要：压力钢管是一种典型的焊接结构，广泛被应用于市政建设、能源、化工、石油、水利水电工程等重要部门的结构件。但是在焊接制造、焊接生产过程中由于是现场作业，受到气候及生产条件拘束以及压力管道结构不均匀相变、冷却、加热等原因，导致很容易就在焊接接头内产生瞬态变形和瞬态热应力，尤其是焊缝横向收缩会严重影响到压力钢管的安装焊接性能。本文就压力钢管焊接变形控制进行探讨。
关键词：压力钢管焊接；缺陷成因；预防措施
1控制压力钢管焊接变形的技术要求
1.1为了减少压力管的收缩应力和焊接变形，应采用定位焊点焊，为了减少对结构变形的不利约束和保证第一自由收缩幅度的焊接部分，压力管道的焊接应分段有序进行，然后逐步推进小点约束。
1.2如果焊接件需要按照焊接工艺的要求进行预热，则主接头和双位置焊接应同时预热，焊接过程中应保持焊接温度。与主缝预热温度相比，定位焊缝预热温度相应需要提高20～30℃左右。采用对加热板进行均匀加热的方式来对主缝和定位焊缝预热，预热区的宽度不小于100mm，一般是在焊缝中心线两侧各3倍板厚左右，每条焊缝测量点不少于3对。焊接温度务必要符合焊接工艺的规定，加热能量务必要符合规范要求，如果没有具体的规定，那么就应该参照DL/T5017-2007《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》推荐值。
1.3对压力钢管的焊缝焊接一定要保持连续性，不能在中途无故中断。如果是由于特殊原因而不得不暂时中断，那么也应该采取相应的措施防止焊缝开裂，将其表面清理干净，确认焊缝区不存在任何的缺陷之后，再按原工艺进行重新焊接。
1.4参与压力钢管焊接的技术人员都应该按照国家和行业相应的法律法规，取得相应的上岗资格之后才能够施工。如果已有相应的合格证，但是已经连续6个月以上时间没有从事焊接工作者，不能允许其立刻上课，必须进行重新考试合格之后才能够上岗。由于焊接变形和焊接质量都会受到焊接人员水平的直接影响，所以选用水平高超的焊工在线能量控制方面会更加灵活、有效，也可以大幅度降低焊缝返修次数与数量，从而减少焊接变形。
2压力钢管焊接缺陷预防措施
2.1气孔
在焊接过程中，由于熔池中的气泡没有及时排除而凝固过程中形成了空穴的现象称之为气孔，造成焊接气孔的原因有多种：比如没有按照规定要求烘焙焊条或者焊剂；没有清晰坡口边缘的水分、油污、锈迹，焊心发生了锈蚀等。此外，如果采用低氢型焊条焊接，过长的电弧、过快的焊接速度都会影响到焊接质量；而采用埋弧自动焊中，过高的电压也会影响到焊接质量，容易在焊接中留下气孔等。焊接如果存在气孔会减小焊缝的有效截面，且气孔过大的话还会导致焊缝强度降低，对焊缝金属致密性产生一定的破坏。其实预防气孔的办法有很多，比如在焊接中选择合适的速度和电流电压、将坡口边缘的水分、油污、锈迹等进行仔细地清理、库房人员对焊接材料进行分类保管，保证存放环境的干燥性，避免发生锈蚀问题，定期进行清理等等。焊接前如果发现焊条、焊丝等存在质量问题不得使用，严格控制焊条的锈蚀问题和使用范围，并且施焊时注意焊接的参数和速度，以便充分保证焊接质量。
2.2夹渣
焊接焊缝中存在熔渣即为夹渣问题，夹渣会导致焊缝的强度和致密性降低，而造成夹渣的常见因素有：焊缝边缘的有氧割或者碳弧气刨残留的熔渣；过小的焊接电流，坡口角度选择不当；焊接速度过快等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆焊接中如果使用的焊条为酸性，那么会容易在过小的电流情况下出现“糊渣”问题，而如果使用碱性焊条则会由于过长的电弧或者不正确的极性造成夹渣。如果采用埋弧焊封底，造成夹渣的主要原因就是焊丝偏离焊缝中心。为了防止焊接产生夹渣问题，应当根据需要对坡口尺寸进行正确的选择，将坡口认真进行清理并且合理选用焊接速度和电流，并且保证焊接时摆动不要过大。在进行多层焊接过程中，要对坡口两侧融化情况进行密切地观察，认真清理每一层的焊渣。在封低前，需要彻底清除焊渣，埋弧焊行进过程中避免发生焊偏的问题。
2.3咬边
咬边主要是焊缝的边缘发生凹陷问题，而咬边的起因主要由于焊接电流过大、过快的运条速度、太长的电弧、不恰当的焊条角度等。如果采用埋弧焊，过快的速度或者不平的焊机轨道都会影响到焊接质量，如果融化的焊件没有及时被填满就会出现咬边问题。如果焊接存在咬边问题，会造成母材接头工作面减小，导致钢板应力集中。因此在很多焊接工作中都严禁存在咬边问题，或者严格限制了咬边的深度。为了防止焊接中出现咬边问题，合理地选择运条手法和电流、对焊条角度、电弧长度进行密切关注和严格控制、选择合适的参数进行埋弧焊、避免焊接过程的速度过快、对焊接轨道平整性进行严格地控制等都可以有效的避免咬边的出现。
2.4未焊透、未熔合
焊接中接头没有完全融透即为未焊透，未融透是焊件和焊缝之间有未融透的现象。在压力钢管焊接中，这种现象是非常严重的，它将大大降低焊缝的强度，导致焊缝出现断裂或者突变。在压力管道焊接中，严禁出现未焊透、未熔合的问题。焊件装配间隙、坡口角度、焊条直径、电流小、太快的速度、过长的电弧等都会导致出现该问题。
2.5弧坑
在焊缝收尾处出现下陷的问题，其被称之为弧坑。弧坑容易削弱焊缝的强度，并且冷却过程中容易出现裂纹等问题。过短的熄弧时间、突然中断焊接、过大的焊接电流等都是造成弧坑的因素。为了避免出现弧坑，应当注意在收弧过程中短时间进行停留，保证焊条金属能够将熔池填满，并正确的选择焊接电流。
2.6焊瘤
焊接中的金属瘤称作为焊瘤。焊瘤问题在平焊的中间换条处或者始末端、立焊和仰焊中非常容易出现，此外直径小的埋弧焊焊接中也容易出现焊瘤。焊瘤不但表面不美观，同时大多存在夹渣、未焊透等其他质量问题。焊接水平低下、过高的熔池温度、过大的电流和弧长是造成焊缝表面形成焊瘤的主要因素。为了避免出现这种情况，不光需要不断提高焊接者的操作水平，同时也要对熔池温度、焊接电流、焊接速度等进行严格地控制。
2.7裂纹
2.7.1热裂纹
焊接中金属从液态凝固到固态过程中可能会形成裂纹，我们将这些裂纹成为热裂纹。焊件、焊条内存在低熔点杂质、过慢的结晶凝固过程、低强度的塑性都是导致出现热裂纹的原因。如果外界有着足够大的结构约束应力，同时受到焊缝金属凝固收缩作用力就会拉开熔池中低熔点杂质，该作用力在凝固中或者凝固后不久都可能发生，导致出现裂纹的情况。
2.7.2冷裂纹
冷裂纹指的是金属冷却中或者冷却后在焊缝和木材交界或者母材上发生开裂的问题。焊接热对材料产生影响导致生成淬硬组织或者焊缝中扩散氢含量过大且集中则会导致出现冷裂纹。为了避免出现冷裂纹，焊条要选择低氢型碱性，在完成焊接后对焊接处进行紧急热处理，通过改善接头韧性避免冷裂纹的出现。
结论
压力钢管焊接中如果出现气孔、夹渣等焊接质量问题，会导致钢管使用寿命缩短，容易出现断裂等问题，严重的情况会导致出现结构安全事故。因此应当在安装压力钢管过程中对焊接质量进行严格地控制，对焊接过程进行严格地监控，同时要提高焊接技术人员的焊接水平，让压力钢管从焊接到完成有着良好的控制水平，保证压力钢管的焊接效果以及后期的正常使用。
参考文献：
[1]张永兴.大型储罐施工中的焊接变形控制[J].石油工程建设，2016，01：111-113.
论文作者:曹欢
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
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