焊接冷裂纹的预防技术_陈燕红
焊接接头常见工艺缺陷预防措施汇总(一)
焊接接头常见工艺缺陷预防措施汇总（一）焊接裂纹，焊接件中最常见的一种严重缺陷。
在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。
它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征，按照形成的条件可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。
一、冷裂纹冷裂纹是在焊接过程中或焊后，在较低的温度下，大约在钢的马氏体转变温度（即Ms 点）附近，或300～200℃以下（或T＜0.5Tm，Tm为以绝对温度表示的熔点温度）的温度区间产生的，故称冷裂纹。
冷裂纹又可分为延迟裂纹、淬火裂纹和低塑性脆化裂纹。
（一）产生条件1.焊接接头形成淬硬组织。
由于钢的淬硬倾向较大，冷却过程中产生大量的脆、硬，而且体积很大的马氏体，形成很大的内应力。
接头的硬化倾向：碳的影响是关键，含碳和铬量越多、板越厚、截面积越大、热输入量越小，硬化越严重。
2.钢材及焊缝中含扩散氢较多，氢原子在缺陷处（空穴、错位）聚积（浓集）形成氢分子，氢分子体积较氢原子大，不能继续扩散，不断聚积，产生巨大的氢分子压力，甚至会达到几万个大气压，使焊接接头开裂。
许多情况下，氢是诱发冷裂纹最活跃的因素。
3.焊接拉应力及拘束应力较大（或应力集中）超过接头的强度极限时产生开裂。
（二）产生原因：可分为选材和焊接工艺两个方面。
1.选材方面（1）母材与焊材选择匹配不当，造成悬殊的强度差异；（2）材料中含碳、铬、钼、钒、硼等元素过高，钢的淬硬敏感性增加。
2.焊接工艺方面（1）焊条没有充分烘干，药皮中存在着水分（游离水和结晶水）；焊材及母材坡口上有油、锈、水、漆等；环境湿度过大(＞90%)；有雨、雪污染坡口。
以上的水分及有机物，在焊接电弧的作用下分解产生H，使焊缝中溶入过饱和的氢。
（2）环境温度太低；焊接速度太快；焊接线能量太少。
会使接头区域冷却过快，造成很大的内应力。
（3）焊接结构不当，产生很大的拘束应力。
（4）点焊处已产生裂纹，焊接时没有铲除掉；咬边等应力集中处引起焊趾裂纹；未焊透等应力集中处引起焊根裂纹；夹渣等应力集中处引起焊缝中裂纹。
五大措施预防钢结构焊接预出现裂纹
五大措施预防钢结构焊接预出现裂纹
钢结构焊接裂纹有两种：一热裂纹，二冷裂纹。
热裂纹是指高温下所产生的裂纹，又称高温裂纹或结晶裂纹，通常产生在焊缝内部，有时也可能出现在热影响区，表现形式有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹。
其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。
此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开。
总之，热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。
针对其产生原因，其预防措施如下：
（1）限制母材及焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体）中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应控制硫、磷的含量和降低含碳，一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.045%，磷的含量不应大于0.055%;另外钢材含碳量越离，焊接性能越差，一般焊缝中碳的含量控制在0.10%以下时，热裂纹敏感性可大大降低。
（2）调整焊缝金属的化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝品粒，以提高其塑性，减少或分散偏析程度，控制低熔点共品的有害影响。
（3）采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的杂质含摄，改善结晶时的偏析程度。
（4）适当提高焊缝的形状系数，采用多层多道焊接方法，避免中心线偏析，可防止中心线裂纹。
（5）采用合理的焊接顺序和方向，采用较小的焊接线能超，整体预热和锤击法，收弧时填满弧坑等工艺措施。
X80钢管焊接过程中产生冷裂纹分析及预防措施
X80钢管焊接过程中产生冷裂纹分析及预防措施发表时间：2018-08-14T11:30:56.820Z 来源：《建筑细部》2018年1月中作者：王文斌[导读] 随着我国的社会的经济和科学技术的不断发展，越来越多的新鲜事物正在以迅猛的姿态进入到人们的生活当中。
广东港重绿建科技有限公司 523598摘要：随着我国的社会的经济和科学技术的不断发展，越来越多的新鲜事物正在以迅猛的姿态进入到人们的生活当中，为人们的生活带来了翻天覆地的变化。
尤其是在互联网科学技术的支持下，我国的很多行业也在逐渐面临着市场所赋予的机遇和挑战。
而我国的石油行业的发展在近些年来也是十分的明显的，特别是在运输石油的一些管道和钢管焊接的技术上更是取得了突飞猛进的成果。
而本文主要就运输石油的X80钢管进行论述，通过对X80钢管的焊接过程进行分析，进而探讨X80钢管产生冷裂纹的主要原因，最终总结出如何防止X80钢管在焊接过程中产生冷裂纹的合理适当的措施，希望对我国的石油行业的发展能够有所帮助。
关键词：X80钢管；焊接过程；冷裂纹；产生原因；防治措施时代在不断的进步，历史的巨轮也在不断的向前行进着，可以看出的是，我国随着互联网时代的到来，在计算机电子信息技术的支持下正在发生着巨大的变化。
很多行业都在面临着改革和淘汰，在市场经济的不断激励下，我国的石油行业也做出了很大的改变。
在一些长距离的运输油管上采取了全新的更为先进的材料来做出制造和建设上的调整，从原来的X52，X60，再到X70，现在是X80，可以说在技术的不断改进上，X80钢管的管壁较以往相比变得越来越薄了，而焊接过程的要求也就相应的有所提高。
所以本文主要就X80钢管的焊接过程容易产生冷裂纹这一情况进行分析，从而探讨出科学合理的解决方式。
一．导致裂纹产生的原因分析（1）X80钢管在焊接过程中的预热温度控制不当是产生裂纹的原因之一在施工的过程当中，对施工条件的控制是决定X80钢管在焊接过程中产生冷裂纹的主要原因之一。
焊接冷裂纹产生原因及防止措施
焊接冷裂纹产生原因及防止措施1.原因：1.1材料的选择不当：焊接材料的化学成分不合适，或者材料含有较高的残留应力，容易导致冷裂纹的生成。
1.2焊接过程中的热输入不合适：焊接过程中产生的热量和焊接速度不合理，容易造成焊缝和母材之间的温度差异，从而导致冷裂纹的生成。
1.3焊接残余应力：焊接后，热量的收缩导致焊缝和母材之间的残余应力，这些应力容易导致冷裂纹的生成。
1.4接缝设计不合理：接缝的形状和尺寸设计不合理，例如锯齿形的接头，容易导致应力集中，增加冷裂纹的风险。
1.5焊接过程中的不合理操作：焊接过程中出现的不合理操作，例如焊接速度太快或太慢，焊接温度不稳定，都会增加冷裂纹的发生风险。
2.防止措施：2.1合理选择焊接材料：选择合适的焊接材料，确保化学成分符合要求，并且没有过高的残余应力。
2.2控制热输入：控制焊接过程中的热输入，一方面要保证足够的热能输入，使焊缝和母材温度均匀，另一方面要避免过高的热输入，以免造成过大的残余应力。
2.3使用预热和后热处理：对于容易产生冷裂纹的材料和结构，可以采用预热和后热处理的方法来减少焊接过程中的残余应力。
2.4设计合理的焊缝：在设计焊缝时，应尽量避免锯齿形的接头，可以采用圆弧形或其他形状，以减少应力集中。
2.5严格控制焊接过程参数：焊接过程中应严格控制焊接速度、焊接压力和焊接温度等参数，确保稳定和合理的焊接条件。
2.6检测和治理裂纹：焊接后应对焊缝进行严格的裂纹检测，如超声波检测、磁粉检测等，一旦发现裂纹，应及时采取治理措施，包括打磨、退火或重新焊接等。
2.7人员培训和操作规范：通过人员培训，提高焊接人员的技术水平和操作规范，减少不合理操作的发生，从而减少冷裂纹的产生。
总结起来，焊接冷裂纹的产生主要是由材料的选择不当、焊接过程中的热输入不合适、焊接残余应力、接缝设计不合理和焊接过程中的不合理操作等原因造成的。
为了防止焊接冷裂纹的产生，应选择合适的焊接材料、控制热输入、使用预热和后热处理、设计合理的焊缝、严格控制焊接过程参数、检测和治理裂纹，并加强人员培训和操作规范。
防止冷裂纹的措施
防止冷裂纹的措施
防止冷裂纹的措施包括：
1. 控制冷却速度：尽可能避免材料在快速冷却的情况下发生冷裂纹。
可采用缓慢的冷却速率或使用适当的保温材料。
2. 预热和后热处理：对于一些容易产生冷裂纹的材料，如高碳钢和合金钢，可以通过预热或后热处理来减轻冷裂纹的发生。
预热可以使材料温度均匀，减少内部应力。
3. 控制焊接参数：合理选择焊接电流、电压、速度和焊接角度等参数，以控制焊接热输入，并减少焊接过程中材料的快速冷却。
4. 使用适当的焊接材料：选择与母材相容并具有良好韧性的焊接材料，以减少冷裂纹的发生。
5. 适当设计结构：合理设计结构中的连接部位，尽量避免或减小注焊角度过大、直接焊接应力集中等情况，从而减少冷裂纹的发生。
6. 检测和评估：在焊接完成后，进行相应的非破坏性和破坏性检测，以评估焊接接头是否存在冷裂纹，并采取相应的措施修复或更换。
请注意，以上措施仅供参考，具体措施应根据具体的材料和焊
接工艺来确定。
在进行任何焊接工作之前，建议咨询专业焊接工程师或相关专业人士。
焊缝冷裂纹出现原因分析及预防措施
焊缝冷裂纹出现原因分析及预防措施
焊接时间：11月21日下午，焊缝裂纹发现原因11月22日上午。
部位：焊接后模式壁及中膜II下方集箱与膨胀节之间密封焊缝。
原因分析：
1、未打坡口且没有组对间隙；
2、焊条未烘干；
3、焊前预热、焊后缓冷未做；
4、利用J427焊条，焊前没有清除焊件的铁锈、油污、水分等杂质；J427为碱性焊条，J422为酸性焊条，碱性焊条J427焊接性能及抗裂性能优于J422焊条，但对水、锈产生气孔的敏感性较大，焊条使用前需经350℃~400℃烘焙1~2h。
焊接要求：
1、现场普通碳钢焊接全部采用J427焊条，焊条烘干后再发放，焊工凭焊条筒领用，焊材发放人员控制一下。
2、焊前将锈、污垢、氧化铁等清除一下；
3、焊后及时检查，发生裂纹后及时改变焊接工艺；
4、焊前采用预热及采取焊后缓冷措施。
焊接中冷裂纹的成因及防止措施
焊接中冷裂纹的成因及防止措施焊接中冷裂纹的成因及防止措施近来，内业平曲中心在做角焊缝气密试验时，发现焊缝有裂纹。
为此焊接试验室对此问题进行了跟踪，分析裂纹产生原因，并提出以下解决方案。
一、现场问题角焊缝在做气密试验时，发现焊缝有漏气，经仔细检查（可用渗透探伤），发现焊缝上有微裂纹，有横向和纵向；有的地方第一次没有裂纹，过了一夜再做，又有了裂纹。
二、裂纹产生的机理1、角焊缝xx裂纹的特征焊接接头冷却到较低温度下产生的焊接裂纹统称为冷裂纹。
角焊缝上的冷裂纹一般为垂直于焊缝方向上的横向裂纹，大多具有2-3天的潜伏期，在板厚大于10mm的高强钢板角焊缝上较为多见。
2、冷裂纹的影响因素生产实践与理论研究证明：钢材的淬硬倾向、焊接接头中的氢含量及其分布、焊接接头的拘束应力状态是角焊缝出现冷裂纹的三大影响因素。
●焊缝金属的淬硬倾向焊缝金属的淬硬倾向主要取决于化学成分、焊接工艺和冷却条件等。
金属中的C、Mn元素含量高低与材料的淬硬倾向相关；在同一成分母材条件下，角接头焊缝成分受母材成分影响明显高于对接接头，角接头冷却速度相对较大也是具有较明显冷裂倾向原因。
2、焊缝金属中扩散氢含量焊缝中的扩散氢含量越高，冷裂倾向越大。
影响药芯焊丝焊缝扩散氢含量的因素主要有：焊丝种类、焊接电流、干伸长度、保护气体纯度、表面状态等加大焊接电流或减小干伸长度，都能使材料中的扩散氢含量增加；而保护气体中水分含量也会影响焊缝中扩散氢的含量；除此之外，试样的表面状态也能对氢元素的含量造成影响，如带底漆板所测得的氢值明显高出不带底漆板。
三、现场操作1、电流有的达300以上，电流太大。
2、9mm焊缝现场一般焊两道，且焊接情况如图1、图2。
3、焊前清理工作不好：●焊缝有水，现场说是用空压气吹，而不是用火烘；●焊缝氧化渣清理不好4、焊缝边缘熔合不好。
根据以上裂纹产生的机理，以上操作存在问题。
四、角焊缝冷裂纹防止措施采用药芯焊丝焊接碳当量较高的高强船板时，角焊缝具有明显的冷裂纹倾向，冬季施工时应采取严格的工艺措施，防止焊缝冷裂纹。
焊接裂纹的形成机理与预防措施
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、水以及大气中的水汽等。
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，当该区的氢浓度到达*一临界值时，裂纹便继续扩展。
〔2〕应力。
依据目前国内及国际的施工水平，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内应力，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，因此球罐焊接后必然存在剩余应力。
〔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内在质量好的母材。
即选用碳当量低的优质钢材，尤其是防止母材大型夹渣。
所以在球壳板制造前必须对板材进展严格的超声波检查，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，必要时要采用超低氢型的焊条；第二，焊条使用前一定要按产品使用说明进展烘干，并贮存在100～150℃的恒温箱中，在使用时放入保温筒内并随用随取，在保温筒内存放时间不得超过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外表及坡口两侧20mm范围内的油污、水分，、铁锈及其他杂物；第四，不在雨雪天及空气相对湿度大于90%时施焊；第五，采取有效的防风措施，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范围。
焊接中冷裂纹的形成原理及防止措施
纤维素型焊条 :
60ml / 100g
低氢型焊条 :
5 - 7ml /100g
超低氢型焊条 :
2 - 5ml /100g
熔化极 或钨极 氩弧焊 : 2ml/100g
药芯焊丝气体保护焊 :
6 - 10ml/100g
埋弧焊 :
2 - 7 ml/100g
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
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一、冷裂纹的分类及特征 二、冷裂纹的影响因素 三、延迟裂纹的形成机理 四、冷裂纹的控制
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
一、冷裂纹的分类及特征
按裂纹形成原因,冷裂纹可分为以下三类： 延迟裂纹 淬硬脆化裂纹 低塑性脆化裂纹
裂缺纹陷热尖前应端沿力形应在成力缺新增陷的大, 三材裂向料纹应脆源力性前区增沿,加氢形,继成氢续 向浓三新度向的达应三到力向临区应界,诱力值使区时, 扩缺氢散陷向、前其聚沿内集开扩…裂散、、微聚 裂集纹这使扩一内展过压,程力增大, （ZHOU）而复始 持续进行,直至形成 宏观裂纹,
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普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
由于微裂纹的形成与裂 应 纹的扩展与 H R的扩散、力 聚集速度有关,所以有延迟 断裂特征,产生裂纹之前的
σ/MPa
σuc
潜伏期
断裂曲线 裂纹扩展
潜伏期的长短与裂纹区的 应力大小有关,拉应力越小, 启裂所需临界氢的浓度越 高,潜伏期 延迟时间 就越 长,
某些淬硬倾向大的钢种,热加工后冷却到Ms 至 室温时,因发生马氏体相变而脆化,在拘束应力作 用下即可产生开裂,这种裂纹又称为淬火裂纹,其 产生与氢的关系不大,基本无延迟现象,成形加工
建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施
建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施建筑钢结构是目前常见的建筑结构之一，它具有高强、轻量、简洁美观等优点。
然而，在实际使用中，钢结构存在一些问题，其中之一就是焊接裂纹的产生。
本文将探讨建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施。
一、焊接裂纹的产生机理焊接裂纹主要可分为热裂纹、冷裂纹、应力裂纹。
1.热裂纹焊接时，由于局部加热，使钢材产生热变形。
当其塑性变低且残余应力积累时，钢材易于出现裂纹。
热裂纹主要是由于热应力造成的。
2.冷裂纹一般在焊后自然冷却时出现，这种裂纹的发生对于焊接工艺、材料和钢结构的使用情况等很敏感。
冷裂纹主要是由于低温下的脆性造成的。
3.应力裂纹应力裂纹主要是由于因材料、尺寸和结构等造成永久性变形产生的应力，使焊缝发生断裂。
这种裂纹的主要表现是在进行负载、温度等变化时，在原有断口处产生裂纹。
二、焊接裂纹的防止措施1.材料选择焊接材料的选择并不是随便选用，应根据实际情况选择专业的材料并在正确的离子层选择。
2.焊接工艺合理的焊接工艺非常重要。
在焊接的过程中，应该注意控制焊接的速度和节奏，以避免局部高温、局部残余应力的发生。
此外，焊接的工艺应掌握得当，包括电极的选择、焊接电流、焊接时间、频率等，以确保焊接缝有足够的强度。
3.质量控制如果缺乏质量控制，很容易忽略焊接过程中的每个细节，如使用的电极、焊接速度和温度控制等，这将极大地影响焊接接头的质量。
因此，应及时检查焊缝的质量，减少焊接裂纹等质量问题的发生。
4.故障修复当发现要素问题后，应及时进行修复。
例如，当发现焊接过程中电极受到污染时，应停止焊接并更换电极。
当发现焊接过程中有缺陷时，应及时纠正，以确保焊接的质量。
5.不断改进工艺不断改进工艺也是防止焊接裂纹的重要措施。
随着科技的不断进步，随着工艺的提高，新的焊接方法和材料的出现，改进工艺是防止焊接裂纹的重要手段。
总之，建筑钢结构焊接裂纹对建筑钢结构的使用具有一定的影响，为防止焊接裂纹的发生，应注意材料的选择、焊接工艺的合理性、质量控制等多个方面，并不断改进工艺。
压力容器焊接冷裂纹产生的机理和防止措施
压力容器焊接冷裂纹产生的机理和防止措施焊接在金属压力容器制造过程中是一道主要的工序，随着压力容器的大型化和重型化，焊接在压力容器制造过程中处于关键和重要的工序。
大多数压力容器属于特种设备，其安全运行关系人民的生命及财产安全，因此避免压力容器在制造过程中产生焊接缺陷，是保证压力容器制造质量在运行后安全工作的关键步骤。
1 焊接冷裂纹的分类及产生的基本过程焊接冷裂纹是指焊接接头冷却到较低温度时所产生的裂纹，常见钢材产生的温度为在Ms温度以下或200-300 ℃。
冷裂纹包括:延迟裂纹、淬硬裂纹、低塑性脆化裂纹等，在压力容器制造行业所说的冷裂纹指的是延迟裂纹。
压力容器焊接冷裂纹主要发生在高硬度及高强度的钢材中，如抗拉强度大于等于540MPa以上的材料或者中碳钢、低合金和中合金的高强度钢中。
这些材料在焊接过程中金属熔池溶解了大气或者焊接材料中的氢，加上焊接接头在焊接过程中产生了材料加热时产生的拘束应力，焊缝本身组织淬硬，无法通过塑性变形等方式释放应力，在三种因素的作用下，发生开裂，形成裂纹。
延迟裂纹具有显著的延迟性，分为潜伏期、缓慢扩散期、突然断裂期三个连续的过程，潜伏期有可能几小时、几天、几个月甚至几年，有可能压力容器已投入使用期间，因此更具危险性。
2 冷裂纹的产生原因分析形成冷裂纹的原因主要有以下4 个:(1)焊接接头形成淬硬组织，减小了金属的塑性储备;(2)扩散氢的存在和浓集;(3)焊件钢性大而产生较大的焊接拉伸应力;(4)焊肉存在某种缺陷致使应力集中。
以上这4 个因素，其中含氢量和拉应力是冷裂纹产生的2 个重要因素，但4 个原因的存在相互影响、促进。
它们中可能某一个原因成为冷裂纹的主要因素，然而决不可能是唯一因素。
一般来说，金属内部原子的排列并非完全有序的，而是有许多微观缺陷，在拉应力的作用下，原子氢向高应力区(缺陷部位)扩散聚集。
当氢聚集到一定浓度时，就会破坏金属中原子的结合键，金属内就出现一些微观裂纹，应力不断作用，氢不断地聚集，微观裂纹不断地扩散，直至发展为宏观裂纹，最后断裂。
浅析焊缝裂纹预防和消除工艺
浅析焊缝裂纹预防和消除工艺浅析焊缝裂纹预防和消除工艺摘要：从焊缝裂纹产生原理着手，提出预防裂纹产生的工艺和消除裂纹的办法，结合实船焊缝裂纹分析成因并提出解决办法，以供焊接工艺编制人员和船舶检验人员参考。
关键词：焊接焊缝裂纹焊接工艺焊接裂纹具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，容易导致局部范围里应力显著增大，形成较高的应力集中，而且有延伸广和扩展快的趋势，是焊接接头中最危险的缺陷，对船舶质量是很大的安全隐患。
在日常的焊接过程中，应注意预防产生焊缝裂纹。
焊接后要采取各种办法来检查有无裂纹，一经发现，必须及时分析产生原因，采取相应的措施予以根除。
去年，在某新建船舶焊缝RT检测中，焊缝裂纹缺陷的胶片数量占总的不合格胶片数量的比例竟高达25%！1.焊接裂纹定义、特点及种类焊接裂纹是船舶建造过程中，各类裂纹的总称，是在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成新界面产生的裂缝。
焊接裂纹通常分为热裂缝和冷裂缝。
1 . 1热裂缝：是指在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到高温区产生的焊接裂纹，又称高温裂缝。
热裂纹的特点：焊后立即可见；多发生在焊缝中心，部分发生在热影响区；沿焊缝长度方向分布；肉眼可见裂纹处有氧化色彩；显微镜下可见裂纹走向均为结晶开裂。
产生原因：焊接熔池中存在低熔点杂质，由于杂质熔点低，结晶凝固最晚，而且凝固以后的塑性和强度又极低，当外界结构拘束力足够大时，由于焊缝金属的凝固收缩以及不均匀的加热和冷却作用，熔池中的低熔点杂质或在凝固的过程中或凝后不久即被拉开，造成晶间开裂，即热裂缝。
1 . 2冷裂缝：一般指焊接接头冷却到较低温度时所产生的裂缝，又称延迟裂纹或氢致裂纹。
冷裂纹的特点：这类焊缝可能焊后立即出现，也可能延迟几小时，几天甚至更长时间，甚至可能发生在无损检测之后产生。
焊缝和热影响区均可能产生冷裂缝，尤其容易发生在焊缝成形不良的热影响区和理化性能不均的氢聚居区焊缝。
焊接冷裂纹与热裂纹的形成及防治措施
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焊接过程中防止冷裂纹的途径
焊接过程中防止冷裂纹的途径引言焊接是一种常见的金属连接方式，但在焊接过程中，由于热应力和冷却引起的收缩应力等因素，很容易导致焊接件出现冷裂纹。
冷裂纹不仅会降低焊接件的强度和韧性，还可能导致焊接件的失效。
在焊接过程中采取适当的措施来预防冷裂纹的产生至关重要。
本文将介绍一些防止冷裂纹产生的有效途径。
1. 选择合适的焊接材料选择合适的焊接材料是防止冷裂纹产生的首要步骤。
首先要确保所选材料具有良好的可焊性和抗裂性能。
通常情况下，低碳钢、不锈钢、铝合金等材料具有较好的可焊性和抗裂性能。
还应注意材料的化学成分和物理性能是否符合要求。
在选择低碳钢时，要注意其硫含量是否低于规定值，因为高硫含量会降低焊接件的抗裂性能。
2. 控制焊接过程中的温度控制焊接过程中的温度是防止冷裂纹产生的重要措施之一。
在焊接过程中，应尽量避免快速升温和快速冷却，以减小热应力和收缩应力的产生。
具体来说，可以采取以下措施：•预热：对于较大尺寸的焊接件，可以在焊接前进行预热，使其均匀加热到一定温度。
预热可以减小焊接件的温度梯度，降低热应力的产生。
•控制焊接速度：在进行焊接时，要控制好焊接速度，避免过快或过慢。
过快的焊接速度会导致局部过热和快速冷却，增加冷裂纹的风险；而过慢的焊接速度会增加热输入量和热影响区域，也会增加冷裂纹的风险。
•合理选择焊接方法：不同的焊接方法对温度控制有不同要求。
在手工电弧焊中，焊接电流和电弧长度的控制对温度影响较大；而在气体保护焊中，气体流量和焊接速度的控制更为关键。
3. 采用适当的焊接工艺采用适当的焊接工艺也是防止冷裂纹产生的重要因素之一。
不同的焊接工艺有不同的特点和适用范围，合理选择和使用焊接工艺可以减小冷裂纹的风险。
以下是一些常见的焊接工艺及其特点：•电弧焊：电弧焊是一种常用的焊接方法，具有热输入大、熔深大等特点。
在进行电弧焊时，要注意控制好电流、电压和电弧长度，以减小热应力和收缩应力的产生。
•气体保护焊：气体保护焊是一种利用惰性气体或活性气体进行保护的焊接方法。
管道焊接工程中焊缝裂纹形成机理及预防措施研究
管道焊接工程中焊缝裂纹形成机理及预防措施研究管道焊接工程是现代工程建设中不可或缺的一环，而焊缝裂纹作为焊接工程中常见的缺陷，对工程的安全性和可靠性产生了重要影响。
因此，研究焊缝裂纹的形成机理以及采取相应的预防措施，对于提高管道焊接工程的质量至关重要。
首先，我们来探讨焊缝裂纹的形成机理。
焊缝裂纹主要分为热裂纹、冷裂纹和应力裂纹三种类型。
热裂纹是由于焊接过程中产生的热应力导致的，通常发生在焊接过程中或焊接后的冷却阶段。
冷裂纹则是由于焊缝材料的冷脆性引起的，通常发生在低温环境下。
应力裂纹则是由于焊接过程中产生的残余应力引起的，通常发生在焊接后的使用过程中。
热裂纹的形成机理主要与焊接过程中的温度梯度和应力有关。
在焊接过程中，焊接区域会受到高温热源的加热，而周围区域则保持相对较低的温度。
这种温度梯度会导致焊接区域的收缩和应力积累，当应力超过材料的强度极限时，就会形成热裂纹。
此外，焊接过程中的热变形也会导致焊缝的变形和应力集中，从而增加了热裂纹的形成风险。
冷裂纹的形成机理主要与焊缝材料的冷脆性有关。
某些金属材料在低温环境下会变得脆性，容易发生冷裂纹。
冷裂纹的形成通常需要两个条件：一是存在足够的应力，二是存在足够的脆性材料。
在焊接过程中，由于冷却速度较快，焊缝材料容易形成冷脆性，尤其是在低温环境下，冷裂纹的风险更大。
应力裂纹的形成机理主要与焊接过程中产生的残余应力有关。
焊接过程中，由于材料的热膨胀和收缩，会产生残余应力。
这些残余应力如果不能得到有效释放，就会导致焊缝的应力集中，从而形成应力裂纹。
此外，焊接后的使用过程中，由于受到外界力的作用，也会产生应力，进一步增加了应力裂纹的形成风险。
为了预防焊缝裂纹的形成，我们可以采取一系列的预防措施。
首先，控制焊接过程中的温度梯度和应力是关键。
可以通过合理的焊接工艺参数和焊接顺序来减小温度梯度和应力的产生，从而降低热裂纹的风险。
其次，选择合适的焊接材料也是重要的一步。
应选择具有良好韧性和抗冷脆性的材料，以减少冷裂纹的发生。
焊接过程中防止冷裂纹的途径
焊接过程中防止冷裂纹的途径引言焊接是一种将金属或其他材料连接在一起的常用工艺，然而在焊接过程中常常会出现冷裂纹的问题，这会对焊接接头的质量和可靠性产生不利影响。
因此，为了保证焊接接头的质量，我们需要采取一些措施来防止冷裂纹的生成。
本文将从焊接前的准备工作、焊接过程中的温度控制和应力缓解以及焊后的热处理等方面，探讨防止冷裂纹的途径。
焊前准备在进行焊接工作之前，正确的准备工作对防止冷裂纹至关重要。
以下是几个要点：1. 准备合适的焊接材料选择具有良好可焊性和抗裂性的焊接材料，这有助于减少冷裂纹的产生。
此外，焊接材料的成分应与基材相匹配，以避免因不均匀收缩而产生应力。
2. 清洁基材表面焊接前，要彻底清洁焊接接头的表面，以确保没有污染物存在。
污染物可能会导致焊缝强度降低，从而增加冷裂纹的风险。
焊接过程中的温度控制和应力缓解焊接过程中，合适的温度控制和应力缓解可以有效地防止冷裂纹的产生。
1. 控制预热温度预热是焊接前的一个重要步骤，通过加热焊接接头到特定温度，可以减轻焊接过程中的冷却速度和应力积累。
对于不同材料和焊接方法，预热温度是不同的，需要根据具体情况进行调整。
2. 控制焊接过程中的温度在焊接过程中，要控制焊接区域的温度，避免温度过高或过低。
高温会导致材料的过热和快速冷却，而低温则会增加焊接接头的脆性，从而增加冷裂纹的风险。
3. 采用合适的焊接方法不同的焊接方法对冷裂纹的产生有不同的影响。
在选择焊接方法时，要考虑材料的热导率、收缩率以及应力分布情况等因素。
合适的焊接方法可以减少焊接接头的应力集中，从而降低冷裂纹的风险。
4. 控制焊接速度和焊接层厚度焊接速度和焊接层厚度的选择对冷裂纹的控制很重要。
过快的焊接速度和过大的焊接层厚度会增加接头的应力和残余应力，从而增加冷裂纹的风险。
焊后热处理焊后热处理是防止冷裂纹的有效方法之一，它可以通过改变接头的组织结构和应力状态来预防冷裂纹的产生。
1. 回火回火是一种将焊接接头加热到特定温度后再冷却的热处理方法。
球罐焊接冷裂纹的预防
球罐焊接冷裂纹的预防
陈新明
【期刊名称】《油气田地面工程》
【年(卷),期】2006(025)004
【摘要】球罐一般是用来储存易燃易爆甚至有毒的介质，一旦发生破坏其后果是极其严重的。
据我国国内统计，近年发生破坏的17台球罐中，有11台与焊接有关。
英国工程保险公司的两项压力容器事故调查统计表明，由于球罐裂纹造成破损和导致破损的占84．2％～89．3％。
在这些破坏裂纹中，由焊接组装引起的裂纹占8．49，6～41％。
如日本干叶地区的1000m3球罐的破坏，其原因之一就是焊后错边和角变形过大，形成较强的应力集中，产生微裂纹。
我国吉林省球罐破坏事故发生的原因也是由于焊接冷裂纹所致。
根据大量的统计表明，球罐的破裂多数源于焊接区（焊缝及其热影响区），因此，焊接质量是球罐建造质量的关键。
本文对球罐焊接冷裂纹产生的因素进行分析，并提出了预防措施。
经现场施工验证，这些预防措施较好地解决了问题，从而保证了球罐的制造质量。
【总页数】3页(P40-42)
【作者】陈新明
【作者单位】河南油田油建公司金属结构厂
【正文语种】中文
【中图分类】TE4
【相关文献】
1.球罐焊接过程中冷裂纹的产生及控制措施
2.球罐焊接冷裂纹产生的原因和预防措施
3.关于球罐焊接冷裂纹的产生及预防措施的探讨
4.球罐焊接冷裂纹的产生原因与预防措施
5.球罐冷裂纹的产生和防治——浅谈2000M~3LPG球罐的焊接质量管理
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企业技术开发２００６年７月张俊：ＳＭＷ围护结构施工技术焊接冷裂纹的预防技术
陈燕红
摘要：文章分析了储罐焊接冷裂纹产生的机理，提出了在储罐施工中防止冷裂纹产生的具体措施。
经现场施工
验证，该措施较好地解决了问题，保证了储罐的制造质量。
关键词：储罐；焊接冷裂纹；预防中图分类号：ＴＥ９７２文献标识码：Ａ文章编号：１００６－８９３７（２００６）０７－００５４－０２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｔａｎｋｗｅｌｄｉｎｇｃｏｌｄｃｒａｃｋｉｎｇｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｓｐｅｃｉｆｉｃｍｅｔｈｏｄｓｔｏｐｒｅｖｅｎｔｃｏｌｄｃｒａｃｋｉｎｇｉｎｔａｎｋｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓａｒｅｂｒｏｕｇｈｔｏｕｔ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｉｓｓｏｌｖｅｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｗｅｌｌａｆｔｅｒｔｈｅｔｅｓｔｏｆｏｎ－ｓｉｔｅｅｘｅｃｕｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔａｎｋｗｅｌｄｉｎｇｉｓｇｕａｒａｎｔｅｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔａｎｋ；ｗｅｌｄｉｎｇｃｏｌｄｃｒａｃｋｉｎｇ；ｐｒｅｖｅｎｔ
（河南石油勘探局油建工程建设有限责任公司金属结构厂，河南南阳４７３１３２）
Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｗｅｌｄｉｎｇｃｏｌｄｃｒａｃｋｉｎｇ
ＣＨＥＮＹａｎ－ｈｏｎｇ
（ＨｅｎａｎＯｉｌｆｉｅｌｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏ．，ＬｔｄＭｅｔａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅＦａｃｔｏｒｙ，Ｎａｎｙａｎｇ，Ｈｅｎａｎ４７３１３２，Ｃｈｉｎａ）
收稿日期：２００６－０３－１５
作者简介：陈燕红（１９７２—），女，河南漯河人，大学本科，机械工
程师，主要从事于油田站场建设及压力容器的设计、
制造工作。
企业技术开发ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＯＦＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ２００６年７月
Ｊｕｌ．２００６
第２５卷第７期
Ｖｏｌ．２５Ｎｏ．７
储罐一般是用来储存易燃易爆甚至有毒的介质，一旦发生破坏其后果极其严重。
根据大量的统计表明，储罐的破裂多数源于焊接区（焊缝及其热影响区），因此，焊接质量是储罐建造质量的关键。
英国工程保险公司在１９６７～１９７２年压力容器事故统计中发现，由于储罐裂纹造成破坏的占８４．２％～８９．３％。
在这些破坏裂纹中，由焊接组装引起的裂纹占８．４％～４１％。
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。
１．１产生焊接冷裂纹的必要条件产生焊接冷裂纹的３个必要条件是：
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、水以及大气中的水汽等。
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。
依据目前国内及国际的施工水平，在
储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内应力，这种应力在焊后进行整体热处理完成后也不可能完全消除。
再加上储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，因此储罐焊后必然存在残余应力。
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。
１．２焊接冷裂纹产生的影响因素焊接冷裂纹产生的影响因素包括：
①空气湿度的影响。
焊接时空气湿度对焊缝中
的扩散氢含量有重大影响，湿度越高则焊缝中扩散氢含量越高。
②预热温度的影响。
预热温度升高，焊缝中氢
含量降低。
预热也降低了焊缝冷却速度，减少或消除了过硬马氏体组织。
但是预热温度过高，会使焊缝局部应力增加，因此通常采用低温预热后加热来防止焊接冷裂纹产生。
③焊接线能量的影响。
焊接线能量大，冷却时
间就长，有利于氢的逸出，降低了冷裂纹倾向。
④母材的影响。
母材的影响因素主要指成分、
夹渣、杂质元素含量等。
碳当量越高则裂纹产生的机率越大。
DOI:10.14165/ki.hunansci.2006.07.017
第２５卷第７期
⑤其它因素。
焊接过程中产生的咬边、未焊透等工艺缺陷也是产生焊接冷裂纹的重要因素。
２防止产生焊接冷裂纹的措施
防止产生焊接冷裂纹的措施主要有：
①选用对冷裂纹不敏感的材料。
在选用母材时尽量选用对冷裂纹不敏感的板材，即选用碳当量低的钢材。
②尽量减少氢的来源。
储罐的焊接尽量选用低氢型焊条，必要时要采用超低氢型的焊条；焊条使用前一定要按产品使用说明进行烘干，在使用时应放入保温筒内并随用随取；要彻底去除焊接坡口表面及坡口两侧２０ｍｍ范围内的油污、水分、铁锈及其他杂物；不在雨雪天及空气相对湿度大于９０％时施焊；采取有效的防风措施，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范围。
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，减少过硬马氏体的含量，减小温差应力。
预热温度应通过工艺评定来确定，预热范围一般为坡口两侧三倍，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范围。
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。
随着焊接层数的增多，焊缝中扩散氢会逐渐积累。
在焊后趁焊缝温度未降低时应立即进行后热，使扩散氢有充分的时间溢出，起到很好的消氢作用，同时还可以降低焊缝中的残余应力，减少冷裂纹产生的机率。
后热温度一般为２００～２５０℃，后热时间为０．５～１．５ｈ。
⑤焊接过程中保持适当的层间温度。
适当的层间温度也能延缓焊缝的冷却时间，起到一定的去氢和降低残余应力的作用。
⑥采用合适的线能量。
若焊接线能量过小，焊缝热影响区容易出现淬硬组织，再加上扩散氢的作用，焊缝容易产生冷裂纹；若线能量过大又会使焊缝热影响区的软化区宽度增加，使焊缝缺口的韧性降低，储罐整体的机械性能下降。
如１６ＭｎＲ立焊位和仰焊位线能量一般为２０～５０ｋＪ／ｃｍ，横焊位１０～３０ｋＪ／ｃｍ。
⑦防止强力组对。
在储罐组对过程中选用合适的工艺和组装机具，尽量避免强力组对。
强力组对将使储罐在焊接前就存在强大的附加内应力，这种内应力在焊后也不可能完全消除。
⑧采用合理的焊接顺序。
当采用合理的顺序焊接时，整台储罐将同时对称地收缩或膨胀，这样能控制焊接变形，减小焊接残余应力。
⑨避免焊接缺陷的产生。
咬边、未焊透、长条状夹渣等缺陷部位是应力集中区，这些部位容易产生冷裂纹。
⑩每条焊缝宜采用连续焊接，不得随意中断，如因故中断时，应根据工艺要求采用保温措施，以防止产生裂纹。
再次施焊前，应确认无裂纹后方可按原工艺继续焊接。
３结语
通过采用上述措施较好地解决了储罐制造过程中容易产生焊接冷裂纹的问题，保证了储罐的制造质量。
参考文献：
［１］陈伯蠡．焊接工程缺陷分析与对策［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９７．
［２］王凤璋，张光裕，芦秀海，等．储罐施工［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９８．
［３］中国机械工程学会焊接学会．焊接手册（第三卷）［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９２．
［４］陈良浩．金属材料［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９１．
陈燕红：
焊接冷裂纹的预防技术５５。