熔合線

熔合線是指焊接接頭橫截面巨觀腐蝕所顯示的焊縫輪廓線。它是焊縫金屬與母材的分界線。實際的焊縫邊界應當是半熔化區與完全熔化的焊縫區的邊界。但在許多情況下，利用浸蝕的粗視磨片與觀察到的熔合線與實際的焊縫邊界往往並不一致，觀察到的是表觀熔合線。實際熔合線是在位於表觀熔合線之外的地方。熔合線附近的區域存在著顯著的物理一化學不均勻性，無論是性能的變化或產生缺陷的敏感性，都有其特點，它是金屬焊接性優劣的影響因素之一。

基本介紹

• 中文名：熔合線
• 外文名：Fusion line
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 釋義：焊接接頭橫截面的焊縫輪廓線
• 性質：金屬焊接性優劣的影響因素

簡介

熔合線是HFW焊接時，成型對接狀態、熱量輸入程度及擠壓排除能力等工藝過程的綜合結果，對焊接質量至關重要。焊縫是母材金屬熔融、冷卻再結晶後形成的，其組織及性能強化機理髮生了變化。因此，焊縫熔合線的辨識和控制對最終產品質量起到決定性作用。

熔合線的測量

為了便於對熔合線進行識別和控制，較為快捷直觀的方法是對焊縫區形貌進行觀察與測量，即分別測量焊管壁厚內側、外側及中心部位亮線的寬度。也就是直接測量焊管壁厚t內、外表面1.0 mm 位置及壁厚1/2位置亮線的寬度值，測量過程如圖1所示。

圖1

焊縫熔合線寬度的控制

一般對焊縫熔合線寬度的要求，大多是給出一個寬泛的參考範圍值。以某規格3個鋼級（B/X52/X60）高頻焊管為對象，分析其化學成分對焊管熔合線寬度及產品性能的影響。

1.化學成分

對某規格3個鋼級（B/X52/X60）高頻焊管母材的化學成分進行檢測。

2.熔合線寬度

按熔合線測量方法，對某規格3個鋼級（B/X52/X60）高頻焊管焊縫的熔合線寬度進行測量。

①鋼級B、X52和X60的熔合線寬度依次減小；

②在w（C）<0.11%的情況下，中部熔合線尺寸fn=0.02～0.08 mm；

③f0 /fi=1.1～1.2 之時，體現出焊縫內、外對接的對稱性；

④f0 /fn=1.9～2.3 之時，呈現出沙漏形熔池由內向外排除夾雜的特徵；

⑤將內、外側熔池截面看成兩個對稱的梯形，則外側梯形與內側梯形面積比為（f0+fn）/（fi+fn），其值接近1.1，表明焊接時外側排出的金屬較多。

焊縫性能檢測結果

HFW 焊縫通常在焊後要進行熱處理，以細化晶粒改善焊縫性能，但這種熱處理並不能改變焊接的牢固性，即難以改善其冷焊或氧化物夾雜導致的過燒等不良焊接。為了研究HFW焊縫的性能，在熱處理後的產品上取樣，按照API SPEC5L 及GB/T 9711 的相關要求進行焊縫性能檢測。

1.硬度

按標準要求，對某規格3個鋼級（B/X52/X60）高頻焊管焊縫區域及管體的硬度進行檢測，硬度檢測結果符合API SPEC 5L 及GB/T 9711 的相關要求。

2.拉伸性能

按標準要求對某規格3個鋼級（B/X52/X60）高頻焊管焊縫的抗拉強度進行檢測，焊縫抗拉強度符合API SPEC 5L 及GB/T 9711 的相關要求。

3.衝擊性能

按標準要求，對某規格3個鋼級（B/X52/X60）高頻焊管焊縫的衝擊韌性進行檢測。焊縫衝擊韌性符合API SPEC 5L 及GB/T 9711 的相關要求。從以上對焊縫的檢測結果可以看出，該HFW焊管焊縫的焊接性能良好，說明焊接過程工藝參數設定合理，可以有效保障焊管產品的焊接質量。

熔合線控制的延伸

對HFW焊管焊縫熔合線尺寸的測量與控制，不僅可以為焊接過程的工藝參數設定提供參考，也有利於提升焊管產品的焊接質量。

熔合線是HFW 焊接過程中各工藝參數的綜合結果。熔合線尺寸過小是由於焊接接觸面熔化不充分或熔融金屬被擠出過多的結果，這容易導致脆性焊接；熔合線尺寸過大會使得大量氧化夾雜物排除不充分而殘留在焊縫中，致使焊縫強度和韌性降低。

熔合線控制技術的改善，一方面依賴於成型技術的改進，另一方面也依賴於高頻加熱效應的最佳化和氧化物能否充分排出。

總結

對HFW焊管焊縫熔合線尺寸的測量與控制，不僅可以為焊接過程的工藝參數設定提供參考， 也有利於提升焊管產品的焊接質量，確保焊管產品的性能。研究表明，HFW焊縫熔合線寬度隨管線鋼含C量下降而減小；對於焊接管線管，中部熔合線尺寸fn=0.02～0.08 mm， f0/fn=1.9～2.3，有利於預防加熱不充分導致的不良焊接，也利於氧化物正常的排出，從而保證HFW焊管的焊接質量。