一批 Φ610×12 的直缝埋弧焊管,超声报了十几处缺陷,拍片一看是断断续续的黑条,位置几乎都压在内外焊道搭接的那一层上。车间第一反应是"渣没清干净",加派人手打磨预焊道,第二天照样报。后来把焊剂桶拆开看,回收焊剂里细粉多得能扬起灰——问题根本不在打磨工手上。
夹渣是埋弧焊管最磨人的内部缺陷之一。它不像气孔那么好认,也不像错边那样肉眼可见,往往要到探伤台上才现形,而那时候一炉料已经焊完了。下面把成因和控制办法拆开讲。
一、什么是夹渣,怎么和气孔、未熔合分清
夹渣是焊后残留在焊缝金属内部的熔渣,属于非金属夹杂物。埋弧焊靠焊剂熔化形成渣壳保护熔池,渣本该在凝固前浮到表面被剥掉。浮不上来、或者被下一道焊道压住封死,就成了夹渣。
现场最容易和气孔混。二者在射线底片上的差别其实很明显:
| 缺陷 | 底片形态 | 边缘 | 常见位置 |
|---|---|---|---|
| 夹渣 | 不规则块状、条状或链状,黑度不均匀 | 轮廓不规则、带毛刺感 | 焊道搭接区、咬边沟槽、焊道边缘 |
| 气孔 | 圆形或椭圆形黑点,黑度均匀 | 轮廓光滑清晰 | 焊缝中部、起收弧处 |
| 未熔合 | 细直的连续或断续黑线 | 边缘平直 | 坡口面、焊道之间 |
分清很有必要。三者的对策方向完全不同:气孔查气氛和水分,未熔合查坡口和熔透,夹渣查焊剂、参数和清理。判错一次,整批调整方向就跑偏了。
二、LSAW 生产线上夹渣的五个高发部位
按 JCOE 工艺走:铣边、预弯、JCO 成型、预焊、内焊、外焊、探伤、扩径、水压。夹渣几乎都出在预焊到外焊这一段。
- 内外焊道搭接区:最高发。内焊余高偏高、成形偏尖,外焊没能熔透那个尖顶,中间夹一层渣。
- 咬边沟槽里:咬边本身就是天然容渣坑,下一道焊上去直接封住。
- 多丝焊道之间:三丝、四丝埋弧焊,前丝的渣还没浮出来,后丝的熔池已经压上去了。
- 起弧和收弧处:电弧不稳,渣和气同时集中,没上引弧板熄弧板或者没切掉,就留在管端。
- 预焊道上方:预焊多用气保焊,渣皮和飞溅贴在焊道上,内焊直接封进去。
三、六大成因
1. 坡口状态和预焊道清理不到位
铣边是第一道关。X 型坡口的内坡口角一般 60°–70°,外坡口 80°–90°,钝边留 6–10 mm,具体按壁厚定。铣边刀磨损后坡口面出台阶、发毛,渣就爱往那种沟里钻。
预焊道的渣皮和飞溅是另一个大头。气保焊留下的渣皮薄、颜色浅,看着不显眼,钢丝刷刷两下过不去,必须打磨见金属光泽。坡口面的油污、铁锈、水分同理,尤其雨季和夜班交接后停放的管子。
2. 焊剂受潮、颗粒度不合、回收混料
这一条最常被低估,也是开头那批管子的真凶。
焊剂含水率要求一般控制在 0.05% 以内。烧结焊剂 300–350 ℃ 烘 2 小时,熔炼焊剂 250–300 ℃ 烘 2 小时,烘完进保温筒,别在车间敞口放一整天。
颗粒度要和电流对上。常用 10–60 目,大电流配粗颗粒,小电流配细颗粒。回收焊剂里细粉一多,焊剂层透气性变差,熔池上方憋着气,渣反而更难浮出来。回收料必须过筛,把细粉和碎渣壳筛掉,新焊剂掺配比例一般不低于 30%–50%。
碱度也要看钢种。高碱度渣抗裂性好,但流动性差、脱渣难,配上偏低的电压就更容易留渣。
3. 参数匹配失当,熔池"太浅太急"
渣要浮出来,熔池得给它时间和空间。
电流小了熔池浅,渣浮不上;电流大了熔深够,但熔池搅动剧烈,渣被卷进去出不来。内焊常用区间 32–38 V、1.0–1.6 m/min,具体按壁厚和丝数定。电压偏低时弧长短、熔宽窄,渣被挤在窄缝里上不来。焊速一快,熔池存在时间缩短,渣直接被凝固前沿抓住。
多丝焊还要看丝间距和倾角。前丝后丝隔得太近,前丝的渣没浮出就被后丝盖了。
4. 焊丝对中偏差与搭接量不足
焊丝偏离坡口中心一般要控制在 ±1.0 mm 内。偏了以后一侧坡口面没充分熔化,留下一道沟,那沟里全是渣。
内外焊搭接量是另一个硬指标,熔透重叠要求通常 2–3 mm,低于 2 mm 就有夹层风险。内焊余高做得过高、顶部太尖,外焊很难把那个尖啃透,搭接区就成了夹渣带。
5. 焊道成形差,咬边留下渣槽
余高过大、两侧过渡角太小的焊道,本身就在两边留了两条沟。GB/T 9711 对咬边深度的要求是不超过 0.5 mm,超了就等于给渣挖了坑。
焊剂堆高也影响成形,常规 25–40 mm。堆太薄电弧外露、保护不住;堆太厚渣壳压着熔池,渣被死死按在里面。
6. 起收弧与错边、间隙波动
成型错边要求一般不超过 1.5 mm 或 0.1t。错开以后一侧坡口深、一侧浅,熔池不对称,浅的那边容易兜渣。预焊间隙不均同理,局部间隙大,熔池穿透忽深忽浅。
停机再起弧的接头处,如果不先把原焊道打磨出缓坡,新弧一起就在台阶处闷出渣来。
四、七项预防与控制措施
- 铣边和坡口标准化:坡口角度、钝边高度按壁厚建表,刀具按加工量强制更换,每班首件实测记录。
- 预焊道 100% 清理确认:渣皮、飞溅、氧化物打磨见金属光泽,设成内焊前的放行条件,而不是靠人自觉。
- 焊剂全流程管起来:烘干有温度时间记录,回收料强制过筛,新旧配比写进作业指导书,含水率定期抽检。
- 参数窗口化:电流、电压、焊速、丝间距、干伸长按壁厚和钢级分档给上下限,超窗报警,不靠老师傅记忆。
- 对中和搭接量在线盯:焊丝对中 ±1.0 mm,内外焊搭接 2–3 mm,用激光跟踪或视觉监测,别只在首件量一次。
- 焊道成形管控:余高、过渡角、咬边深度 ≤0.5 mm 纳入过程检验,成形不好先停下调,别指望后道补。
- 检测闭环追溯:焊缝按 GB/T 11345 做超声、按 GB/T 3323 拍片,缺陷按部位和形态归类,反推是哪一环出的问题,把结论喂回参数表。
五、四个常见误区
"夹渣就是渣没清干净。"清理只占一部分。焊剂受潮、细粉过多、参数不匹配都会让渣根本浮不出来,那种情况打磨得再干净也没用。开头那批管子就是这么白折腾了一天。
"电流开大点,渣就冲出来了。"反了。电流过大熔池搅动加剧,渣更容易被卷入内部。真正让渣上浮的是足够的熔池存在时间和合适的熔宽,靠的是电压和焊速的配合。
"焊剂能一直回收着用。"不过筛、不配新料,细粉和碎渣壳越积越多,透气性一路下滑。用到某个点上,夹渣会成批出现,还查不出别的原因。
"夹渣不影响强度,水压过了就行。"水压试验是短时静载,夹渣处应力集中不一定当场暴露。但夹杂物是裂纹的起裂点,管子服役几年后在交变载荷或低温下开裂,往往能追到当初那道渣。
六、现场六步排查顺序
- 第一步,看底片形态和位置。先确认是夹渣不是气孔或未熔合,再看集中在内焊、外焊还是搭接区,方向就出来了。
- 第二步,查预焊道清理和坡口。抽几支未焊的管看坡口面,问清预焊后打磨怎么做的。
- 第三步,查焊剂。抽样测含水率,筛一遍看细粉比例,翻烘干和回收配比记录。
- 第四步,查参数。调出对应时段的电流电压焊速曲线,和窗口比,重点看有没有降速或超电流。
- 第五步,查对中、搭接量和错边。切一段做宏观金相,量内外焊搭接尺寸和熔合线位置。
- 第六步,查起收弧与接头。看引弧板熄弧板用没用、切没切,接头打磨是否做了缓坡。改完再焊一组复验。
顺序上先易后难、先无损后破坏。多数批量性夹渣,走到第三步焊剂那里就见分晓了。
钢管动力,关联公众号:钢标控。
(数据来源:来自公开网络)
常见问题(FAQ)
直缝埋弧焊管的夹渣和气孔在射线底片上怎么区分?
夹渣呈不规则块状、条状或链状,黑度不均匀,轮廓不规则带毛刺感,多出现在焊道搭接区和咬边沟槽处。气孔是圆形或椭圆形黑点,黑度均匀、轮廓光滑清晰,多在焊缝中部和起收弧处。未熔合则是边缘平直的细直黑线。分清很关键,因为气孔查气氛和水分,未熔合查坡口和熔透,夹渣查焊剂、参数和清理,对策方向完全不同。
LSAW 钢管夹渣最容易出现在哪些部位?
五个高发部位:一是内外焊道搭接区,内焊余高偏高成形偏尖、外焊未熔透尖顶时中间夹渣,这里最高发;二是咬边沟槽,本身就是容渣坑,下一道焊上去封住;三是多丝埋弧焊的焊道之间,前丝渣未浮出即被后丝熔池压住;四是起弧收弧处,电弧不稳、气渣集中;五是预焊道上方,气保焊渣皮和飞溅未清除就被内焊封进去。
焊剂管理不当为什么会造成成批夹渣?
主要三个方面。含水率超标(一般要求 0.05% 以内,烧结焊剂 300–350 ℃ 烘 2 小时、熔炼焊剂 250–300 ℃ 烘 2 小时)会带来气渣问题;颗粒度不匹配,常用 10–60 目,大电流配粗颗粒、小电流配细颗粒,回收料细粉过多会让焊剂层透气性变差,熔池上方憋气,渣更难浮出;回收焊剂不过筛除细粉和碎渣壳、新料掺配比例低于 30%–50%,用到一定程度夹渣会成批出现。碱度也要和钢种匹配,高碱度渣流动性差、脱渣难。
把焊接电流加大能减少夹渣吗?
不能,方向是反的。电流过大熔池搅动加剧,熔渣更容易被卷入焊缝内部。让渣顺利上浮靠的是足够的熔池存在时间和合适的熔宽,主要通过电弧电压和焊速配合实现,内焊常用 32–38 V、1.0–1.6 m/min。电流过小同样不行,熔池太浅渣浮不上来。多丝焊还要控制丝间距和倾角,避免前丝的渣被后丝熔池盖住。
水压试验通过了,焊缝里的夹渣还需要处理吗?
需要按标准判定并处理。水压试验是短时静载,夹渣处的应力集中不一定当场暴露,通过水压不等于合格。夹杂物是裂纹的起裂点,管子服役几年后在交变载荷或低温工况下开裂,往往能追溯到当初那道渣。应按 GB/T 11345 超声和 GB/T 3323 射线检测结果,依据 GB/T 9711 等产品标准的验收要求判定,超标缺陷清除返修后重新检测。

