手工焊焊接T 形接頭缺陷分析及控制要點

李會英

（中石化河南油建工程有限公司，河南 南陽 473132）

1 T 型接頭焊縫常見缺陷分析

1.1 外部缺陷之咬邊

咬邊缺陷成因是母材沿焊趾的方向上出現凹陷，通常是因為焊接參數出現問題而產生的，也可能因為焊工技術不到位致使電流太高、電弧太長而引起的。

1.2 內部缺陷之夾渣

夾渣缺陷是指在焊縫中出現熔渣，通常形狀各異，并最常出現在坡口邊緣和焊道等非圓滑部位產生。最大的危害在于影響其焊縫強度及氣密性，導致缺陷的產生因素有：焊道形狀邊緣過于突然、電流不夠大、焊接速度太快、運條方式不夠合理、沒有嚴格控制焊絲保持在焊接中心。

1.3 內部缺陷之未焊透、未熔合

焊透的缺陷指的是沒有將焊接接頭的根部完全熔透，未熔合的缺陷指的是焊接金屬和母材之間焊接不完全，從而導致來焊接縫隙的產生。T 形接頭能否全熔透，非常關鍵的一點就是打底焊或封底焊能否均勻地熔透，根部間隙不當為主要原因。

1.4 內部質量之貫穿性裂紋

焊接裂紋缺陷指的是材料原子的結合過程受到破壞，在新的界面產生不需要的縫隙。因打底時正、背面的焊渣未清除干凈造成的夾渣裂紋。或者是因焊接線能量輸入不夠造成的未熔合裂紋。

2 T 型接頭焊縫常見缺陷的控制對策

2.1 咬邊

應用有效性的方法可以防止咬邊問題的出現。運用科學的運條手法和合理化的焊接電流進行控制。選用合適的焊接電流和焊接速度，運條擺動要適當。

2.2 夾渣

對坡口尺寸的選擇咬合理、對焊接電流和焊接速度嚴格控制，在進行多層焊接時，對坡口兩側的熔化情況要進行觀察，對每一層焊層的焊渣清理要徹底。

2.3 未焊透、未熔合缺陷的處理

針對未焊透和未熔合的缺陷，最佳的處理方式即進行補焊。為保證焊縫根部的焊透，在焊接前應留適量間隙，但過小不易焊透，過大又會引起很多焊接缺陷。根據現場經驗，根部間隙2-3mm 較為合適，對氬弧焊、手工電弧焊打底都適用。如果全熔透的T 形焊接接頭在焊縫內部未實現全熔透，必須對完成焊縫正反兩面做兩次清根，再重新焊接，見圖1：

2.4 貫穿性夾渣裂紋

非熔透接頭的返修程序

針對貫穿性裂紋，發現后必須進行徹底清根，確認缺陷已全部清除，以滲透表面探傷合格為準，再進行下一道焊接的進行。為避免貫穿性裂紋的產生，在焊接過程中應嚴格控制焊接電流電壓，采用符合施工特點的焊接工藝，保證輸入線能量達到焊接需要。

3 T 型接頭施工過程控制要點分析

壓力容器開孔后，應力集中現象很嚴重，特別是非熔透接頭，接管與筒體之間往往存在間隙，在角焊縫的根部和焊趾處有很大的應力集中；全熔透接頭應力集中和傳力相對均勻一些。在接管壁厚相同時，伸出式較平頭式接管的應力集中要緩和一些，抗裂性有一定程度的改善。

3.1 焊接工藝的控制

在施焊前，制定焊接工藝卡，嚴格按照焊接工藝進行施工。在條件允許兩面焊時，封底后一面按工藝先焊完，另一面則徹底清根再進行蓋面焊。小直徑接管清根采用指形砂輪等小型機具。如采用雙面焊，最可行的方法是用氬弧焊打底或封底，再根據焊接工藝進行若干道蓋面。

3.2 焊接材料的選擇

焊接材料選用的原則是：應根據母材的化學成分、力學性能、焊接性能，并結合壓力容器的結構特點、使用條件及焊接方法綜合考慮選用焊接材料，必要時通過實驗確定。其次，焊接材料的驗收、保管及領用也不容忽視。焊條在使用前必須嚴格按規定的溫度和時間烘干并保溫。烘好的焊條在空氣中放置時，藥皮將吸收空氣中的水分，而且隨著焊條強度等級的提高，焊條在大氣中容許存放的時間越短。因此領用焊條時應使用保溫桶且做到隨用隨取。

3.3 坡口角度和裝配控制

1） 坡口角度a，從焊工施工操作講，此點是T 形接頭制造工藝最難控制、也是最易產生問題的地方，這是因為目前筒體上的開孔大多采用氣割、氣刨等手工開孔方法，不易保證坡口角度及鈍邊尺寸；坡口角度的大小對坡口斷面（焊縫斷面） 的形狀和截面面積影響較大，并直接影響接頭質量。當坡口角度過大時，熔敷金屬增加，焊接的熱應力和熱變形及焊條用量均隨之增大，效率不高；坡口角度過小時，熔池中偏析物集中于焊縫中心，易產生熱裂紋。故在施工中，由于接管的管沿與壓力容器筒體對接部位的曲率不同，可以采用對筒體打磨進行處理，雖然這種方式加大了施工成本，但是，這種方式可以有效解決坡口問題，改善焊接質量，避免質量安全事故的發生。

2） 鈍邊高度p，焊件開坡口時，沿焊件厚度方向未開坡口的端面部分稱為鈍邊。鈍邊的設置主要是為了避免焊接是燒穿焊件，但鈍邊值太大，又會使根部焊不透，因此其高度的取值應以在保證焊透的情況下不穿透焊件為原則。

總之，在壓力容器的施工中，T 形接頭應用比較廣泛，加強對其焊接性能的了解，強化在施工過程中的質量控制，從而保證此類焊接接頭的焊接質量。