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城市排水管道焊接缺陷及预防措施
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  • 发布时间:2021-08-23
资料介绍

 1.城市排水系统现状

城市排水是现代化城市不可缺少的重要基
础设施,是城市的“地下血脉” 。发达国家城
市排水系统规划建设较早,现已发展较为成熟,
美国城市排水管道长度在2OlO年大约为15o万
km,人均长度为4m以上,城市排水管网密度平
均在15km/km2以上。截止2012年底,我国城
市排水管道长度总量为37万km,城市排水管道
密度为9.0km/km2,城镇人均排水管长度仅0.57
m。与发达国家相比,我国城市排水管网不论是
总量,还是人均占有量和管网密度均落后,且
差距悬殊。随着我国经济的快速发展,未来的
十几年我国城市排水管网系统的建设将有令人
振奋的发展。
2.管道焊接常见缺陷的危害及预防措施
(1)气孔
气孔一般呈圆形或椭圆形,内壁洁净光滑。
气孔可以在焊缝内部,也可以穿透到焊缝表面,
或者两种都有。产生气孔的原因很多,如母材
周围的铁锈和油污未清理干净;焊接时焊缝大,
熔池深, 气体从熔池中溢出困难; 当采用未经
很好烘干的焊条进行焊接时,使用交流电源,
焊缝最易出现气孔; 焊接速度增加,焊接电流
增大,电弧电压升高都会使气孔倾向显著增大。
气孔属于体积性缺陷,它主要是削弱焊缝
的有效截面积, 降低焊缝的机械性能和强度,
尤其是焊缝的弯曲强度和冲击韧性, 同时也破
坏了焊缝金属的致密性,应力集中, 也易诱发
裂纹等更严重的缺陷。
预防措施是焊接前应按规定烘干焊条,仔细
清除坡口及母材表面的上的铁锈和油污等杂质;
采用合适的焊接工艺参数;在室外焊接,气体保
护焊时当风速超过2m/s时,要设置防风措施。
(2)夹渣
夹渣缺陷分单个与条状两类。有的外形不
规则, 有的呈球状,他们都是焊缝金属中残留
的外来固体物质。夹渣形成的原因一般是: 由
于焊接电流太小, 以至于液态金属和熔渣分离
不彻底,焊接速度太快使熔渣来不及浮起; 焊
件的坡口设计不合理, 坡口的角度太小; 多层
焊接时清渣不彻底; 焊件坡口处杂质及油污和
有机物质清理不彻底: 手弧焊时焊条角度不正
确等。
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夹渣的危害是影响了焊缝金属的致密性及
连贯性, 易引起应力集中,并且可能成为一种
裂纹源:夹渣缺陷有尖锐的边缘,同时也会因
减少焊缝的有效截面积而降低焊缝机械强度、
塑性、韧性和耐腐蚀的能力以及疲劳极限。
预防措施是设计合理的焊接坡口,焊前要
严格清理母材坡IS]及附近的油污、氧化皮等;
多层焊时特别要注意前道焊渣的彻底清理:选
择适当的焊接规范, 采用具有良好工艺性能的
焊条,正确选用焊接电流和运条角度,防止焊
缝金属冷却过快;焊接过程中不断地搅动熔池
中的熔化金属,促使熔渣与铁水分离。
(3)裂纹:
对焊接接头质量影响最大的缺陷是裂纹,
裂纹的产生可以由不适当的焊接工艺、焊工技
术或材料所致。裂纹分为热裂纹和冷裂纹。热
裂纹一般是在焊缝金属结晶过程中形成的, 是
应力对焊缝金属结晶过程作用的结果,冷裂纹
是焊缝冷却过程中出现的,它可在焊接后立即
出现,也可在焊接后较长时间后出现。
裂纹是焊缝中危害性最大的一种缺陷, 尖
端是一个尖锐的缺口,应力集中很大,任何焊
缝都不能允许有裂纹出现,一经发现必须马上
返修。
热裂纹的预防措施是控制钢材及焊条中的
有害杂质的含量即碳、硫、磷的含量,减少溶
池中低溶点共晶体的形成;预热以降低冷却速
度,改善应力状况:采用碱性焊条以降低焊缝
中的杂质含量, 改善焊缝金属组织; 冷裂纹的
预防措施是首先从减少氢元素的来源入手,焊
接是采用碱性焊条,焊条在使用前必须按规定
进行烘干、保温:对接头部位必须先清除油污、
水分和锈蚀采用焊前预热、焊后热处理等措施,
以利于氢的溢出。
(4)未焊透
未焊透属于一种面状缺陷,通常都是为裂
纹类缺陷。主要是焊缝坡口钝边过大, 坡口角
度太小,焊根未清理干净焊接时有磁偏吹现象,
或电流过大,焊件金属尚未充分加热时,焊条
已急剧融化:层问或母材边缘的铁锈、氧化皮
及油污等未清理干净,焊接位置不佳,焊接可
达性不好等。
未焊透的存在会导致焊缝的有效截面减少,
从而降低焊缝的强度。在应力主要作用下很容
易扩展形成裂纹导致构件破坏。若是连续性未
焊透,更是一种及其危险的缺陷。所以焊缝中
的未焊透是一种不允许存在的缺陷。
预防措施是正确选用和加工坡口尺寸, 保
证必须的装配间隙, 正确选用焊接电流和焊接
速度,认真操作, 防止焊偏等。
(5)未熔合
未熔合发生在焊道之间或焊道与母材之间,
通常是因为被焊部位未能完全熔化结合或液态
金属流动不充分所造成的。主要是焊接电流过
小,焊接速度太快, 使母材坡口或先焊的金属
未能完全熔化。
未熔合其实质就是一种虚焊现象, 从而导
致焊缝的有效截面积减少,在交变应力高度集
中的情况下致使焊缝的强度降低, 塑性下降,
最终造成焊缝开裂。
预防措施是焊前对坡口周围进行认真清理,
去除油污和铁锈; 加强层间清渣;正确选择焊
接工艺参数;防止焊条偏心,注意焊条摆动等。
(6)咬边和焊瘤
主要是由于焊接工艺参数选择不当,一般
讲,焊接速度过快, 容易产生咬边, 当焊接速
度过慢, 容易产生焊瘤。咬边最大的危害是损
伤了母材,使母材有效面积减少, 也会引起应
力集中。预防措施是选择正确的焊接电流及焊
接速度, 电流不宜过大, 且控制弧长,尽量采
用短弧焊接,掌握正确的运条方法和运条角度。
3.结语
对于新建、扩建的排水管道焊接过程中,
建立焊接质量管理体系、实行全面质量控制,
是影响管道焊接质量的关键环节。本文主要针
对管道焊接常见缺陷进行了分析,并提出了几
点相关的预防措施, 旨在能够在理论方面与大
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