焊接是螺旋钢管生产的关键环节，目前主要采用哪些焊接技术？如何保证焊缝的质量和可靠性？

一、 目前主要采用的焊接技术

螺旋钢管的焊接通常分为两个阶段：预焊（初步固定） 和 精焊（终焊接）。不同阶段采用的技术有所不同。

1. 预焊

预焊的目的是将已成型的钢带板边快速、连续地固定在一起，形成一个牢固的“管筒”，为后续的精焊做准备。对速度要求高，但对熔透深度要求相对较低。

• 主要技术：气体保护金属极电弧焊（GMAW）

  
  

• 速度快：易于实现自动化连续焊接，生产效率高。

  
  

• 热输入小：变形小，适合薄板高速固定。

  
  

• 可见性好：操作员可以直观地观察焊接过程。

  
  

• 常见类型：富氩混合气体（如 80%Ar + 20%CO₂）保护的 MAG 焊。有时也使用纯CO₂保护的 MAG 焊（俗称 CO₂ 气体保护焊）。

  
  

• 优点：

  
  

• 应用：这是现代“预精焊”工艺中预焊环节的主流技术。

  
  

2. 精焊

精焊是赋予螺旋钢管终强度和密封性的关键步骤，要求焊缝全熔透、成型好、无缺陷。目前埋弧焊是的主流和标准技术。

• 主要技术：埋弧焊（SAW）

  
  

• 极高的熔敷效率和焊接速度：主丝负责深熔透，辅丝负责填充盖面，一次成型。

  
  

• 的焊缝质量：熔池保护效果好，焊缝化学成分稳定，成型美观光滑（鱼鳞纹），缺陷率极低。

  
  

• 自动化程度高：参数稳定，一致性好。

  
  

• 工作原理：焊接电弧在焊剂层下燃烧，焊丝连续递送。焊剂熔化后形成熔渣保护熔池，并产生气体隔离空气，同时还有冶金作用。未熔化的焊剂可回收再利用。

  
  

• 实施方式：由于钢管是螺旋形的，其精焊通常采用双丝/多丝埋弧焊，并分两步进行：

  
  

• 双丝/多丝SAW的优点：

  
  

1. 内焊：在钢管内部，使用一个或多个焊枪同时进行焊接。

   
   

2. 外焊：在钢管外部，使用一个或多个焊枪同时进行焊接。

   
   

总结：目前螺旋钢管焊接的黄金标准是“GMAW预焊 + 多丝SAW精焊” 的组合工艺。

二、 如何保证焊缝的质量和可靠性？

保证焊缝质量是一个系统工程，贯穿于焊前、焊中和焊后全过程。核心是通过 “过程控制” 来确保 “结果可靠”。

1. 焊前控制（预防为主）

• 板边质量：确保钢带板边（坡口）加工质量，如铣边机要保证坡口角度、钝边尺寸，边缘无毛刺、锈蚀和油污。

  
  

• 合缝精度：成型过程必须保证两个板边在递送点处完美对接，错边量必须严格控制在标准允许范围内（通常非常小，如不超过壁厚的10%）。

  
  

• 材料认证：焊丝、焊剂的牌号和规格必须与母材（钢带）相匹配，并需有质量证明书，必要时进行入厂复验。

  
  

• 设备校准：焊接设备（焊机、递送机构、机头）状态必须良好，参数显示准确。

  
  

2. 焊中控制（实时监控）

• 焊接工艺评定：在生产任何一种规格的钢管前，都必须进行焊接工艺评定试验，确定优的焊接参数（电流、电压、速度、干伸长等），并形成严格的 《焊接工艺规程》 。生产时必须严格按此规程执行。

  
  

• 参数自动监控：现代焊机都配备焊接参数监控系统，实时记录并显示每一根钢管焊接过程中的电流、电压、速度等关键数据。一旦参数偏离设定范围，系统会报警甚至自动停机。这些数据会被保存，实现质量可追溯。

  
  

• 焊工/操作员资质：自动化焊接虽然降低了对人力的依赖，但操作和监控人员仍需具备丰富的经验和资质，能及时发现并处理异常情况。

  
  

3. 焊后检验（结果验证）

这是验证焊缝质量的后一道关卡，包括破坏性检验和非破坏性检验。由于破坏性检验会破坏产品，因此主要用于工艺评定和抽检。日常生产主要依靠非破坏性检验。

• 外观检验：检查焊缝表面，确保无气孔、夹渣、咬边、焊瘤、裂纹等明显缺陷。焊缝的余高和宽度需符合标准。

  
  

• 无损检测（NDT）：这是保证可靠性的核心技术。

  
  

• 超声波检测（UT）：主要用于检测焊缝内部的立体型缺陷，如气孔、夹渣、未熔合、未焊透等。它对危害性大的裂纹类缺陷非常敏感。是目前螺旋钢管焊缝内部缺陷检测的主要手段。

  
  

• X射线检测（RT）：可以像拍X光片一样得到焊缝内部的二维影像，结果直观，易于存档。对体积型缺陷（如气孔）检出率高，但对裂纹等面状缺陷的检测角度有要求。通常作为UT的补充或用于工艺评定。

  
  

• 磁粉检测（MT）或渗透检测（PT）：主要用于检测钢管管端或焊缝表面的微小裂纹等缺陷。

  
  

• 水压试验：对每一根完整的螺旋钢管进行水压试验，检验其整体强度和密封性。试验压力通常为钢管公称压力的1.5倍或更高，并保压一段时间。这是模拟实际工况直接的检验方法，任何缺陷（包括未被NDT发现的微小缺陷）都会在高压下暴露导致泄漏。

  
  

• 理化性能试验（抽样进行）：定期从生产线上截取一段带焊缝的管段，制作成试样，进行拉伸、弯曲、冲击等力学性能试验，以验证焊缝的强度、塑性和韧性是否满足要求。

  
  

总结

保证螺旋钢管焊缝质量和可靠性的理念是：以先进的自动化焊接技术（如多丝SAW）为基础，以严格的焊接工艺规程为准绳，通过全过程的参数监控和无损检测进行控制，并以破坏性试验和水压试验进行终验证，形成一个完整、闭环、可追溯的质量保证体系。