焊接裂纹的形成机理与预防措施1、产生焊接冷裂纹的原因 焊接冷裂纹在焊后较低的温度下形成。由于这种裂纹形成与氢有关,且有延迟开裂的特点,因此又称之为焊接氢致裂纹或延迟裂纹。 产生焊接冷裂纹的三个必要条件: (1)氢。氢的主要来源是焊材中的水分和焊接区域中的油污、铁锈、水以与大气中的水汽等。这些水、铁锈或有机物经焊接电弧的高温热作用分解成氢原子而进入焊接熔池中。在焊接过程中氢除向大气中扩散外,余下的在焊缝中呈过饱和状态,即在焊缝中存在着扩散氢。根据氢脆理论,这种扩散氢将向应变集中区(如微裂纹或缺口尖端附近)扩散,当该区的氢浓度达到某一临界值时,裂纹便继续扩展。 (2)应力。依据目前国与国际的施工水平,在球罐的组装过程中总会存在或多或少的强力组对,所以在组装完成后便存在着应力,这种应力在焊后整体热处理完成后也不可能完全消除。再加上球罐焊接是一个局部加热过程,在焊接过程中产生应力与应变的循环,因此球罐焊接后必定存在残余应力。 (3)组织。焊接热影响区组织中过硬的马氏体含量越多越容易产生冷裂纹。 3、防止产生焊接冷裂纹的措施 (1)尽量选用对冷裂纹不敏感的材料选用在质量好的母材。即选用碳当量低的优质钢材,尤其是避开母材大型夹渣。所以在球壳板制造前必须对板材进行严格的超声波检查,对有严重夹层等缺陷的钢材不得使用。 (2)尽量减少氢的来源。第一,球罐的焊接选用低氢型焊条,必要时要采纳超低氢型的焊条;第二,焊条使用前一定要按产品使用说明进行烘干,并贮存在 100~150℃的恒温箱中,在使用时放入保温筒并随用随取,在保温筒存放时间不得超过 4h,否则要按原烘干温度重新烘干,重复烘干不得超过两次;第三,要彻底去除焊接坡口表面与坡口两侧 20mm 围的油污、水分,、铁锈与其他杂物;第四,不在雨雪天与空气相对湿度大于 90%时施焊;第五,实行有效的防风措施,以防止吹弧,使焊接熔池得到有效的隔离保护。 (3)选用适当的焊前预热温度和预热围。适当的预热温度降低了焊缝冷却速度,可使氢更易从焊缝熔池向大气中扩散,减少了焊缝中扩散氢含量,并且可以降低焊接区的温度梯度和焊缝的冷却速度,尽量减少马氏体的含量,减小温差应力。预热温度应通过工艺评定来确定,预热围一般为坡口两侧三倍球壳板厚度且不小于 100mm。当环境温度低时还应增大预热温度和预热围。对纵缝应整条焊缝同时预热,不能分段预热。 (4)选用适当的后热温度和后热时间。随着焊...