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全自動(dòng)焊接工藝的焊縫缺陷具有種類多、形成原因復(fù)雜等特點(diǎn)，為準(zhǔn)確識(shí)別判定DR檢測成像缺陷，通過對(duì)漠大二線、陜京四線、中俄東線天然氣大口徑不銹鋼管道培訓(xùn)全自動(dòng)焊縫的DR檢測，對(duì)全自動(dòng)焊縫典型缺陷成因及成像特征進(jìn)行了分析，為油氣長輸全自動(dòng)焊接DR檢測評(píng)定提供了技術(shù)支持。

近年來，油氣長輸管道工程已大規(guī)模推廣應(yīng)用全自動(dòng)焊接工藝，焊縫無損檢測采用常規(guī)射線檢測，不僅時(shí)間長，而且效率低，為此在焊工先期培訓(xùn)過程中利用D R檢測全自動(dòng)焊接管道。通過對(duì)漠大二線、陜京四線管道工程、中俄東線天然氣管道工程試驗(yàn)段等長輸管道全自動(dòng)焊縫D R的檢測，發(fā)現(xiàn)缺陷，并對(duì)缺陷成因及成像特征進(jìn)行分析研究，對(duì)今后的油氣長輸大口徑不銹鋼管工程缺陷評(píng)定具有借鑒作用。

缺陷定性分析

（1）坡口未熔合全自動(dòng)焊接在實(shí)際施工中焊接坡口未熔合是非常常見的一種缺陷。產(chǎn)生這種缺陷的原因是：

①焊接時(shí)焊接電流選擇過大，焊接速度太慢，造成焊絲熔化加快，熔化后的鐵液流到焊絲的前面覆蓋到焊道表面上。由于焊絲前面的焊道溫度低，從而使覆蓋在上面的鐵水還沒有和母材熔合就已經(jīng)凝固，這樣就造成了坡口未熔合，又稱為側(cè)壁未熔合。②大口徑不銹鋼管組對(duì)坡口較寬時(shí)，焊絲的擺動(dòng)幅度不夠大，從而導(dǎo)致焊道兩側(cè)溫度低，焊絲熔化后鐵液被快速降溫后覆蓋在坡口上造成未熔合。

焊縫坡口未熔合缺陷位于焊縫坡口附近的熱影響區(qū)和熔合區(qū)位置，D R成像缺陷顯示一般為雙側(cè)出現(xiàn)的較細(xì)線狀影像特征（見圖1）。

（2）層間未熔合焊縫層間未熔合是焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起的缺陷。產(chǎn)生這種缺陷的主要原因：①焊接電流過小，焊接速度過快。②焊機(jī)角度沒掌握好，也會(huì)出現(xiàn)層間未熔合現(xiàn)象。最佳焊機(jī)角度是主機(jī)與焊道成30°傾角，副機(jī)垂直焊道。層間未熔合D R成像缺陷顯示一般為單側(cè)出現(xiàn)的線狀影像特征（見圖2）。

（3）未焊透缺陷焊縫未焊透缺陷是母材金屬未熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象。未焊透缺陷位于焊縫的根部或鈍邊區(qū)，產(chǎn)生原因是：①焊接電流小，熔深淺。②當(dāng)大口徑不銹鋼管組對(duì)坡口和間隙尺寸不當(dāng)，鈍邊太大，大口徑不銹鋼管不圓，對(duì)接接頭錯(cuò)邊時(shí)更容易產(chǎn)生焊縫未焊透缺陷。③焊根清理不良，易產(chǎn)生根部未焊透缺陷。

缺陷成像一般顯示為線狀影像特征，有時(shí)伴隨氣孔夾渣的出現(xiàn)（見圖3）。

（4）裂紋結(jié)晶裂紋存在于焊縫中多呈縱向分布在焊縫中心，主要產(chǎn)生原因是由于焊縫凝固時(shí)的先后時(shí)間順序及組織成分不同。焊接熔池在結(jié)晶過程中存在偏析現(xiàn)象，當(dāng)焊接應(yīng)力足夠大時(shí)，就會(huì)因?yàn)榻Y(jié)晶被拉開，形成裂紋。焊接時(shí)增加熱輸入，減緩焊道溫度下降過快，避免裂紋的產(chǎn)生。

管道組對(duì)機(jī)械操作不到位，加劇了大口徑不銹鋼管受力產(chǎn)生裂紋，焊接時(shí)有應(yīng)力的存在易產(chǎn)生裂紋，選用合理的焊接順序在一定程度上可以減少焊接應(yīng)力，避免焊接變形，從而大大減少大口徑不銹鋼管裂紋現(xiàn)象的出現(xiàn)。裂紋缺陷成像特征一般有一定寬度且形狀不規(guī)則（見圖。

（5）體積型氣孔缺陷體積型氣孔缺陷有單個(gè)、分散、密集氣孔。氣孔是焊接時(shí)，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴（見圖5）。產(chǎn)生原因是：①大口徑不銹鋼管全位置自動(dòng)焊，坡口窄，填充金屬量減少，在焊接電流、電弧電壓不變的情況下，焊接速度必須提高，焊接熱輸入減小，熔池冷卻速度加快，氣體沒有來得及逸出，就被快速冷卻的鐵液凝固在焊道中，形成氣孔。為減少氣孔產(chǎn)生，應(yīng)預(yù)熱提高母材溫度，連續(xù)焊接控制層間溫度，減緩熔池冷卻速度。②外界空氣進(jìn)入、保護(hù)氣體純度不夠、焊絲或母材污染也是產(chǎn)生氣孔的原因。焊接時(shí)注意防風(fēng)操作，保證氣體的純度，焊絲或母材除銹、油污。單個(gè)、分散氣孔成像為圓形或橢圓形狀，密集氣孔呈蜂窩狀。

（6）體積型夾渣缺陷體積型夾渣缺陷有條狀、密集渣（見圖6）。夾渣是焊接后熔渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因是：①焊接熱輸入小，焊縫散熱快，液態(tài)金屬凝固快，熔渣不易上浮。②焊道層間清渣不徹底。③焊接時(shí)臟東西掉落埋入焊道。條狀?yuàn)A渣一般是有一定寬度的，長寬比＞3的長條狀缺陷，沿著焊縫長度方向呈現(xiàn)塊狀、邊緣不規(guī)則的黑影。密集夾渣呈密集顆粒狀。

（7）內(nèi)凹焊縫內(nèi)凹缺陷位于焊縫的根部，是焊縫根部收縮產(chǎn)生的溝槽，多由于焊速慢，熔池大，溫度高熔化金屬受重力作用發(fā)生下墜，焊絲未送到適當(dāng)位置或?qū)�口間隙大，根部焊道寬所致。一般成像為有一定寬度的凹線狀影像（見圖7）。

2.缺陷質(zhì)量等級(jí)評(píng)定

（1）焊接接頭質(zhì)量等級(jí)缺陷被確認(rèn)后，根據(jù)SY/T4109－2013標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，評(píng)定焊接接頭的質(zhì)量分級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)將焊縫質(zhì)量劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)等級(jí)。

（2）焊接接頭缺陷評(píng)級(jí)Ⅰ級(jí)接頭內(nèi)不應(yīng)存在裂紋、未熔合、未焊透、條形缺陷、內(nèi)凹、燒穿和內(nèi)咬邊。Ⅱ、Ⅲ級(jí)對(duì)接接頭不應(yīng)存在裂紋、外表面未熔合。

3.結(jié)語

2016年3月～2017年11月，通過對(duì)漠大二線、陜京四線、中俄東線天然氣大口徑不銹鋼管工程試驗(yàn)段培訓(xùn)焊縫的檢測，總結(jié)出了全自動(dòng)焊縫缺陷定性、識(shí)別方法。特別應(yīng)注意評(píng)定D R檢測底片時(shí)要了解焊接位置，大口徑不銹鋼管接頭焊接工藝，掌握各種缺陷在底片上的影像特征，力求做到評(píng)定精確、不錯(cuò)評(píng)、不漏評(píng)。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，保證評(píng)定準(zhǔn)確率，從而保證檢測評(píng)定質(zhì)量，為今后全自動(dòng)焊縫D R檢測評(píng)定提供技術(shù)支撐。