PE管熱熔焊接有哪些典型缺陷？

時(shí)間：2020-05-13

根據(jù)PE管熱熔對(duì)接接頭缺陷的成因、特征及其引起的失效形式可以將其分類如下：

一、未熔合：

是指由于焊接時(shí)受某些因素的影響，使得熔合面局部形成縫隙或者局部聚乙烯分子纏結(jié)不牢，導(dǎo)致接頭性能嚴(yán)重下降。

未熔合缺陷表現(xiàn)為熔合面的局部分子未纏結(jié)或局部分子纏結(jié)不牢，對(duì)接頭壽命的影響嚴(yán)重，其失效過(guò)程受載荷條件影響較大。由于熱熔對(duì)接焊屬于壓熔焊，焊接過(guò)程中需給管材施加一定軸向壓力，故其未熔合缺陷一般都了現(xiàn)在熔合面上。

未熔合主要成因有：1）管件端面未銑平，致使凹陷處材料受熱不足，導(dǎo)致焊接后該處聚乙烯分子纏結(jié)不牢；2）接頭焊后冷卻不均勻，致使熔合面局部產(chǎn)生大量微小縮孔，導(dǎo)致該處熔合面的粘結(jié)能力下降；3）焊后接頭未完全冷卻便將夾具卸聊，長(zhǎng)長(zhǎng)的管道會(huì)給接頭施加一個(gè)力矩，從而使熔合面受拉部分在尚未完全冷卻時(shí)，纏結(jié)的聚乙烯分子由于受到拉應(yīng)力的影響而纏結(jié)不牢。

二、孔洞：

孔洞缺陷是指由于夾雜較大固體顆粒，或是由于局部存在較大的縮孔、氣孔等原因，形成焊縫內(nèi)部的孔穴，造成焊縫結(jié)構(gòu)不連續(xù)，導(dǎo)致接頭性能降低，孔洞屬于體積型缺陷。

孔洞缺陷可能出現(xiàn)在融合面上，也可能出現(xiàn)在融合面附近的熱影響區(qū)內(nèi)，孔洞的存在是接頭熔合面的，該處的力學(xué)性能明顯下降，但是又不像未熔合缺陷那樣造成接頭的未融合，其失效形式為孔洞附近材料的韌性斷裂。

美國(guó)材料與測(cè)試協(xié)會(huì)在ASTM F 1055-1998中，將孔洞描述成:由于聚乙烯中原本存在的空氣以及冷卻過(guò)程中材料的收縮造成的，這僅是其中的一種情況，主要成因由以下幾種情況:

1) 聚乙烯管材端面還有氣泡，這主要由管材的質(zhì)量所決定，管材生產(chǎn)廠家應(yīng)盡力避免該情況的發(fā)生，一般實(shí)際工程中并不常見(jiàn)；2）聚乙烯材料內(nèi)部存在空氣，在焊接過(guò)程中聚乙烯材料融化，造成空氣析出，后積聚成氣孔；3）管件端面沾有水珠或管材放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而吸潮，在焊接過(guò)程中水分蒸發(fā)，但又不能完全排出，終積聚成大氣泡；4）由于管壁過(guò)厚，在接頭的冷卻過(guò)程中出現(xiàn)散熱不均，終在熔融區(qū)的中心部位出現(xiàn)材料收縮形成的冷卻縮孔，這類孔洞易在管壁較厚的管材焊接中出現(xiàn)。

三、熔合面夾雜：

熔合面夾雜是指由于在焊接過(guò)程中，外來(lái)物質(zhì)滲入融合面形成異質(zhì)夾雜物，造成整個(gè)融合面粘接不牢，導(dǎo)致接頭性能嚴(yán)重下降。

融合面夾雜引起熔合面整體力學(xué)性能降低，其失效形式為融合面的整體失效，表現(xiàn)為熔合面的整體脆性斷裂或大面積不均勻的韌性斷裂。

融合面夾雜主要成因有：1）管材端面未銑削，存在氧化層，導(dǎo)致熔合面上聚乙烯分子纏結(jié)不牢，甚至無(wú)法纏結(jié)；2）焊接環(huán)境惡劣，揚(yáng)塵嚴(yán)重，致使焊接過(guò)程中融合面出現(xiàn)夾雜現(xiàn)象；3）水、油污、草葉、塑料袋碎片等異質(zhì)雜物在焊接中摻入融合面，導(dǎo)致焊接后該處的聚乙烯分子纏結(jié)不牢，甚至沒(méi)有纏結(jié)。

四、工藝缺陷：

工藝缺陷是指由于焊接工藝選取不當(dāng)或者操作不當(dāng)，或者是操作環(huán)境惡劣等原因引起的焊接接頭性能的削弱。

工藝缺陷的顯著特征為，從表面看，焊縫熔合區(qū)均勻致密無(wú)任何夾雜物，終的失效形式與正常接頭基本相似，多數(shù)為韌性斷裂，但是嚴(yán)重冷汗的焊頭會(huì)出現(xiàn)熔合面的脆性斷裂，工藝缺陷接頭的斷裂伸長(zhǎng)率要**正常的焊接接頭。

根據(jù)工藝缺陷的成因性質(zhì)和特征，可以將其分為四種，冷焊、過(guò)焊、不對(duì)中、焊縫過(guò)短。

1）冷焊：

冷焊是指由于接頭焊接熱量不足造成的缺陷，它主要是由于焊接過(guò)程中加熱板溫度過(guò)低或者過(guò)加熱時(shí)間過(guò)短引起的。

大多數(shù)的冷焊缺陷表現(xiàn)為接頭焊接良好，但實(shí)際上街頭只是剛剛形成，僅是在較短時(shí)間內(nèi)完成的界面簡(jiǎn)單愈合行為，界面層分子并未充分的擴(kuò)散與纏結(jié)分子之間滲透的深度不足，雖然高分子材料之間的連接得以實(shí)現(xiàn)，但是連接強(qiáng)度沒(méi)有得到發(fā)展，在宏觀上就體現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度較低。

對(duì)于熱熔對(duì)接焊而言，冷焊是通過(guò)控制卷邊量來(lái)避免的，卷邊過(guò)小不一定全是冷焊引起的，但是冷焊的**表現(xiàn)就是卷邊過(guò)小。

2）過(guò)焊：

過(guò)焊是指由于接頭焊接熱量過(guò)多造成的缺陷，它主要是由加熱板溫度過(guò)高或者加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的。過(guò)焊的**特征為卷邊過(guò)大，其力學(xué)性能與正常焊接基本相同，但是卷邊過(guò)大，對(duì)于小徑管件來(lái)說(shuō)是十分不利的。

熱熔對(duì)接焊接壓力一定的條件下，管件吸熱過(guò)多緊會(huì)造成過(guò)多的熔料被擠出，形成過(guò)大的卷變，其焊縫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與正常焊接相同，力學(xué)性能幾基本沒(méi)有變化，但是由于內(nèi)卷邊過(guò)大會(huì)造成較大的流動(dòng)阻力，對(duì)于物料的輸送是不利的，同時(shí)它也會(huì)引起較大的沖擊，影響對(duì)接接頭的使用壽命。

過(guò)焊也可以通過(guò)控制卷邊量來(lái)避免，卷邊過(guò)大不一定都是過(guò)焊引起的，但是過(guò)焊的顯著特征是卷邊過(guò)大。

3）不對(duì)中：

不對(duì)中是指由于焊接過(guò)程中管件的安裝，不在同一軸線上，終導(dǎo)致焊接接頭的錯(cuò)位缺陷，他主要包括軸向不對(duì)重和角度不對(duì)中。

不對(duì)中的主要原因是由于焊接前管件的固定操作不當(dāng)，或是焊機(jī)夾具損壞。軸向不對(duì)中，主要造成了管壁局部的粘結(jié)部分減薄，使得接頭承載能力下降；角度不對(duì)中，主要是使用過(guò)程中的接頭產(chǎn)生彎距，并會(huì)影響物料的流動(dòng)。

不對(duì)中缺陷，在工程施工過(guò)程中可通過(guò)目測(cè)進(jìn)行判斷，如不對(duì)中嚴(yán)重，則需要重新焊接。

4）焊縫過(guò)短：

焊縫過(guò)短是指對(duì)接接頭焊縫區(qū)較短，造成接頭質(zhì)量下降的缺陷，它主要是由于焊接壓力過(guò)大，熔料被大量擠出造成的。

焊縫過(guò)短接頭也表現(xiàn)為卷邊過(guò)大，可以通過(guò)控制接頭的卷邊尺寸來(lái)避免焊縫過(guò)短缺陷的出現(xiàn)。

五、焊接外觀缺陷：

聚乙烯管道焊接接頭外觀缺陷主要包括以下四類：

1）聚乙烯管道焊接接頭形式；

2）熱熔對(duì)接焊縫表面有氣泡、凹陷或麻點(diǎn)；

3）焊縫翻卷、翹邊、過(guò)寬或形成不規(guī)則。

4）管件焊縫出現(xiàn)個(gè)別收縮點(diǎn)。

詞條
詞條說(shuō)明
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