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针对原材料中夹杂物较多而使焊缝产生夹渣,采取焊前检验母材、更换新焊丝和焊剂等措施后,焊缝熔合线夹渣产生的比例仅略有减少,说明原材料中的夹杂物不是导致夹渣产生的主要原因。
因此,L450厚壁直缝埋弧焊管产生熔合线夹渣的主要原因是L450大口径直缝钢管选用的焊接工艺参数不当。厚壁直缝埋弧焊管的焊接工艺参数主要有:线能量、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝间距、坡口尺寸等。
再从焊接冶金学方面做深入分析可知:焊缝熔合线产生夹渣的原因主要是熔合线温度过低,使液态熔渣来不及析出;而导致熔合线温度过低的原因是加热的峰值温度太低或冷却速度过快。
点热源的较高温度Tm的计算公式为:
? ? Tm=2.34×105E/(cpr02) (1)
? ? 式中E——线能量,J/mm;
? ? c——工件比热容,J/(g·℃);
? ? ρ——工件密度,g/mm3;
? ? r0——某点与热源中心的距离,mm。
从式(1)可以看出:焊件上某点的较高温度Tm与线能量E、该点与热源中心的距离r0有关(同一种钢板的热物理性能相同,其比热容c和密度ρ均为定值)。L450直缝钢管厂家熔池的冷却速度与线能量、钢板的热物理性能、钢板厚度、坡口尺寸有关,对于给定材料,其冷却速度取决于热传播的类型、预热温度T0和单位长度焊缝上的有效热输入量Ew,它随升高温度T与预热温度T0的差值增加而增加,随Ew的增加而下降。渤海装备研究院钢管研究所赵波等人在研究焊管焊接数值模拟时得出的焊接线能量E的计算公式为:
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