螺旋埋弧焊管焊缝形状参数分析.pdf

螺旋埋弧焊管焊缝形状参数分析

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王高峰．毕宗岳～．～三～～一一删一一
(1．西安石油大学材料科学与工程学院，陕西西安71006峨5；
2．宝鸡石油钢管有限公司焊管研究所，陕西宝鸡721008)

摘要：螺旋焊管焊缝形状的好坏，直接影响焊缝接头服役时的力学性能、焊缝的内部质量以及防腐涂层的
成本，并反映焊接工艺参数选择的合理性。分类描述了焊缝形状的几何参数(选择性参数和操作性参数)，重点论
述了焊缝的余高、熔宽、熔深、熔合比、重合度、过渡角、错边量、焊偏量等参数及其对焊接质量的影响。
关键词：螺旋埋弧焊管；焊缝形状；几何参数；焊接质量；影响因素一～一～一～一一～一～=一善蓁～一一一
中图分类号：TG44文献标识码：B文章编号：1001—2311(2008)01—0060—05

AnalysisofWeldShapeofSSAWPipe

WangGaofeng，BiZongyue
(1．MaterialScienceandEngineeringInstitute，Xi’anShiyouUniversity，Xi’an710065，China；
2．WeldedPipeResearchInstitute，BaojiPetroleumSteelPipeCo．，Ltd．，Baoji721008，China)
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0前言以下就螺旋埋弧焊管焊缝形状的选择性参数和
随着螺旋埋弧焊管技术的发展，业界对焊管焊操作性参数的定义描述及其对焊一接质量的影响加以
缝形状的改善愈来愈重视。许多国际先进焊管生产阐述。
企业都把严格控制焊管焊缝形状作为竞争的重要手
段；愈来愈多的焊管用户在与制造厂签订供货合同1焊缝形状的几何参数
时，把焊缝形状指标作为附加技术条件。焊管焊缝焊缝形状主要指焊缝横截面经硝酸酒精溶液侵
形状的控制之所以重要．是因为其好坏直接影响到蚀后所显示的焊缝形貌，可由若干几何参数如余
焊缝接头服役时的力学性能、焊缝的内部质量以及高、熔宽、熔深等来描述，如图1所示。、
防腐涂层的成本．并且反映焊接工艺参数选择的合为了在焊接工艺参数的优化中减少变量的数
理性。尤其是高压输气管道，其焊缝过渡角是防止目，焊缝形状的几何参数可分为两类予以描述：一
产生切El性缺陷(NotchDefect)的重要参数⋯，选类是与焊接工艺参数(如焊接规范、工艺因素、结
择是否合理非常重要。构因素等)选择有关的，被称作选择性参数，如焊
缝的余高、熔深、熔宽、过渡角等：另。一类是与焊

王高峰(1981一)，男，在读硕士研究生，研究方向为接工艺参数选择无关而与操作工人的操作有关的，
管材成型工艺及其性能控制。被称为操作性参数，如错边量、焊偏量等。

STEELPIPEFeb．2008，Vo1．37，No．1钢管2008年2月第37卷第1期

凿盘

(a)不开坡口(b)开坡口III
h一焊缝余高c一焊缝熔宽s一焊缝熔深
A一焊丝熔化的面积A一母材熔化的面积c一熔宽h一余高P一工作力r一转角半径
0一过渡角一母材厚度一平均应力⋯一最大应力
图l对接接头焊缝几何形状示意
图2对接接头中的工作应力分布示意
2选择性参数及其对焊缝形状的影响
2．1焊缝余高均的现象．这将影响防腐管道的寿命。在sY／r
焊缝余高在GB／T3375—1994(焊接术语》中的0413-2002标准中明确规定焊接处防腐层最小厚度
定义为：超出母材表面连线上面的那部分焊缝金属不能小于管体防腐层厚度的70％，这是因为焊缝
的最大高度。焊缝余高亦称为焊缝高度、焊缝堆是焊接钢管的凸出部位，而计算防腐层厚度的基点
高、焊缝增高等，也称为焊缝加强高，这是因为从应该是余高的顶点。为了达到焊缝防腐层所规定的
承受静载荷强度角度出发，它可以增大焊接接头的厚度而增加整个管体防腐层的厚度，将会造成生产
有效截面积。从而起到加强作用，美国的现行标准成本的增高。焊缝的余高是影响焊管及其防腐质
仍用Reinforcement(加强)一词。但从应力分析角量、成本的重要因素，为了保证防腐质量并降低防
度出发，焊缝余高往往不能起到加强作用，反而会腐成本．首先需要降低焊缝余高。
引起应力集中从而导致构件在循环应力的作用下开尽管现行的焊管制造标准对焊缝余高的要求并
裂[。不高(如API5L和GB／T971l一1999标准规定：焊
焊缝余高是焊缝形状中需要严格控制的指标，缝余高应分别≤3．18mm和3．0ram)，但是部分用
因为螺旋埋弧焊管焊缝余高对焊缝质量及其服役的户对其却有较高的要求(如在西气东输管线建设工
影响是至关重要的。程中要求，凡是进行外防腐的管线，在钢管制造时
要将焊缝余高控制在2．5mm以内)。目前国内有的