罐体环形焊缝裂纹产生的原因分析及对策探讨

作者:庞博 刊名:工业A 上传者:季建锋

【摘要】油水罐的安全性直接受环形焊缝的影响。在实际使用过程中,还是会存在一定程度的裂纹,主要分为热裂纹和冷裂纹。本文主要是从裂纹产生的原因出发,探讨相关的预防对策,保障罐体的使用安全。

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中国科技期刊数据库 工业 A 2016 年 28 期 17 罐体环形焊缝裂纹产生的原因分析及对策探讨 庞 博 大庆油田装备制造集团工程车改装厂,黑龙江 大庆 163411 摘要:油水罐的安全性直接受环形焊缝的影响。在实际使用过程中,还是会存在一定程度的裂纹,主要分为热裂纹和冷裂纹。 本文主要是从裂纹产生的原因出发,探讨相关的预防对策,保障罐体的使用安全。 关键词:焊接;裂纹;原因 中图分类号:TG441.7 文献标识码:A 文章编号:1671-5799(2016)28-0017-01 罐体环形焊缝裂纹大部分产生于近缝区及焊缝金属中,大多是通过微观裂纹的形式产生于焊缝和近缝区内部,但是,有时从宏观上也可以观察到这种裂纹。通过实践可知,宏观裂纹存在时微观裂纹也必存在,一般而言,裂纹的开口位移很长且均有尖锐端头,是一种阔比率很高的非连续性断裂型裂纹。裂纹问题特别复杂,即使产生形态一样,其产生的机理也未必相同。一般按环形焊缝裂纹产生的机理来分,主要可分为热裂纹和冷裂纹。本文重点分析了环形焊缝热裂纹和冷裂纹产生的原因。 1 环形焊缝热裂纹的产生原因 焊缝热裂纹是高温下在焊缝热影响区和焊缝金属中产生的一种沿晶裂纹。焊接时,合金元素发生成分偏析或存在低溶共晶体化合物都会导致热裂纹的产生。高温下热裂纹的形成判断准则是:观察裂纹的断口表面有无光泽,是否呈氧化色。其产生原因一般有金属成本和工艺,工艺因素主要包括焊接速度、装配间隙、焊接顺序、装配卡具以及焊缝系数。 钢材中大量存在 C、S、P、H 等元素,它们形成低溶共晶体化合物易导致结晶偏析,在焊缝中呈不均匀分布,在焊缝金属的结晶过程中通常会聚集于最后的凝固部位及焊缝的中心,通过液相薄膜的形成而最终保留下来,通过焊接收缩应力的作用,液相薄膜被拉开,导致裂纹产生。 焊接速度。焊接时如果焊接速度过慢产生的后果有:增加高温停留时间;增加热影响区的宽度;增大变形量;使焊的接头的晶粒变粗,机械性能随之下降。若焊接速度过快会导致熔池温度不够高,因而会造成未熔合、未焊透、焊缝成型不良。若焊接的线能量一定,焊接速度提高,裂纹产生概率也随之提高。这是由于焊接速度提高之后,熔池长度也随之提高,而焊缝宽度会随之减少,因此,焊缝深度和宽度的比在变大,焊缝形状系数也在变化,从而提高裂纹产生概率。 装配间隙。不同的罐体其组装方法也不尽相同,这会导致罐体环形焊缝在对接时的间隙大小不一。环形焊缝在焊接过程中其坡口下侧温度会低于上侧,这将削弱焊缝中心的吸热作用,并加大熔池中心部位的焊缝金属凝固时间;在装配过程中,由于卡具部位产生的附加拘束应力作用,焊缝会在最热和最薄的断面处应力发生集中;在结晶过程中,环形焊缝从焊根间隙的某处开裂开始,经焊缝的表面向其内部逐渐扩展。 焊接顺序。焊接顺序在很大程度上会影响着焊接结构的变形。如果焊接顺序正确则焊接变形即可通过自由收缩而相互抵消;若焊接顺序不正确,则焊接变形将会发生互相叠加现象。因此,为了减少焊接变形,最好选用对称焊接,从而使由焊缝引起的变形能够相互抵消。 装配卡具。卡具安装在罐体的实际施焊过程中同样非常重要。在施工过程中经常采用点固焊及装配卡具等一些刚性拘束来完成罐体环形焊缝的组装工作。而当焊接工作开始后,若点固焊发生遇热变形而突然失效是,将增大热裂纹的产生概率。 焊缝系数。罐体环形焊缝对接一般采选用 X 形的对称坡口,其小坡口一般在内侧,而大坡口在外侧。因而,可以在焊完大坡口之后,进而对小坡口进行焊接和清根着色。 2 环形焊缝冷裂纹的产生原因 环形焊缝冷裂纹一般发生的温度区间是:焊接完成后温度下降到马氏体

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