压力容器表面堆焊

压力容器表面堆焊
一、分类
（1）按电极种类分：
1、实芯焊丝自动钨极氩弧堆焊（Auto T1G ）。

2、药芯焊材CO2 气体保护堆焊（FCAW）。

3、焊条电弧堆焊（SMAW ）。

4、带极堆焊。

5、双极埋弧自动焊（SAW）。

（2）带极堆焊分类
1按堆焊原理分类：分为带极埋弧堆焊（SAW）和带极电弧堆焊（ESW）
2、按堆焊层数分：单层堆焊和双层堆焊。

3、按堆焊速度分：普通速度堆焊和高速带极堆焊。

（2）按堆焊材料分类
1、碳钢和低合金钢堆焊。

2、不锈钢（奥氏体不锈钢和双相不锈钢）堆焊。

3、镍基合金堆焊。

4、硬质合金堆焊。

、带极堆焊
1）带极堆焊的特点
1、效率高、熔化速度大、一次对焊硬度可达4~6mm。

2、熔深浅、稀释率较小。

3、焊道表面平整光滑美观，一般不需加工。

4、节省焊剂，理论上焊剂与带极堆焊的熔化比率是0.4~0.5，大的是钨极堆焊
的1/2。

实际上考虑到浪费的问题，焊剂与钢带的消耗比例是0.7~0.8。

5、变形小、由于输入母材的单位面积热量相对较少。

6、熔炼型焊剂比烧结型焊剂堆焊熔深大。

2）带极堆焊中的焊接工艺参数
1、钢带牌号及尺寸规格、焊剂牌号。

2、焊接电流、焊接电压、焊接速度、。

其中焊接电流对稀释率的影响小，而焊接速度影响大。

3、钢带的干伸长度。

4、搭接容易。

5、堆焊厚度。

（3）电渣堆焊：1、定义：利用电流通过熔渣所产生的电阻热来熔化焊剂、焊带、母材，形成堆焊金属，这种对焊技术的方法就称之为带极电渣堆焊。

2、特点：与带极埋弧堆焊相比。

①熔深浅：由于母材是通过熔渣接受热量，而不是像埋弧自动焊那样电极与母材间产生电弧，所以母材不可能得到大的熔深。

电渣堆焊的熔深一般小于1 mm。

②稀释率小：稀释率如何计算？假定焊接过程中没有任何损耗。

X W=X B. s +X D（1- S ）%
Xw——某元素在焊缝金属中的含量。

X B——某元素在母材金属中的含量。

X D——某元素在焊带金属中的含量。

S -----稀释率。

以Ni举例说明：由于Ni B=O. 得出S =（Ni D-Ni w）/ Ni D
对电渣堆焊而言，最小稀释率可达5%。

为了更好的说明电渣带极堆焊稀释率小的特点。

想将各种常用的堆焊稀释率
方法列表如下：
③堆焊层表面平整光滑。

一般情况下，表面不平度小于等于 1 mm。

④与带极埋弧堆焊相比，焊缝金属中含氧量和非金属夹杂物显著减少。

这主要得益于电渣堆焊是一个相当于电渣重熔的冶炼过程。

故杂质非常少，下表就是一个实例：
3、电渣堆焊的焊接原理
以埋弧焊形式起弧，利用电弧热熔化焊剂形成液态熔渣，液态渣池导电性非常良好，焊接电流通过焊带一渣池一母材，就是利用熔渣通电所产生的电阻热来熔化钢带的母材，实现电渣堆焊过程。

这里需要说明两点：
①在熔渣通电时，靠熔渣的电阻热使母材熔化，又因为熔渣的导电率高，电
流很容易从熔化的渣池的上部分分散流过，整个渣池的温度变得均匀一致。

不致出现加大母材熔深的高温部位，所以熔深较浅，故电渣堆焊往往叫浅熔深电渣堆焊。

②所谓的电渣堆焊其实并不完全是一个电渣焊过程，其中也有一部分电弧焊
过程。

电极（钢带）中间位置与导电性非常良好的熔化熔渣相接触。

所以电极（钢带）中间位置与熔渣很容易接通电流，产生电阻热来熔化钢带和母材，形成电渣堆焊过程；而在电极两端，铺撒在电极前面的焊剂从旁边旋进熔池。

它起到推开熔渣，阻止熔渣和电极接触的作用。

故在电极两端是一个电弧焊的过程，这就是为什么在电渣堆焊时钢带头部呈中间凹陷两端突起的形状。

由此也可以说电渣堆
焊中电极各部分存在着两种不同的热冷形态，一种是由于熔渣通电所产生的电阻热；一种是电弧热，即电弧焊过程。

只不过电弧焊的比例比正常态的埋弧焊要少得多。

故电渣堆焊时熔深浅、稀释率低。

4、应用
①在应用电渣焊时，其焊接电流要比埋弧堆焊大。

而焊接电压要比埋弧堆焊低。

一
般在23~25 伏。

②必须使用电渣堆焊专用焊剂，才能得到电渣过程。

且钢带成分也作相应调整，因为电渣焊时合金元素烧损少。

③适用于单层堆焊。

由于稀释率低，堆焊一层也容易得到合适的焊缝化学成分。

④双层堆焊时，推荐第一层，采用手用埋弧堆焊，以加大熔深，第二层采用电渣堆焊，以保证堆焊层表面平整光滑，比较容易忙族堆焊层表面的质量要求。

第一层所以不推荐采用电渣堆焊，主要由于其熔深浅，当焊带宽度大于75 mm 时，在加氢反应器中宜产生氢剥离问题。

在封头堆焊时，由于堆焊位置的复杂性，为保证堆焊层与母材结合面超探质量，即使用较窄钢带堆焊，第一层也强调推荐采用埋弧堆焊。

⑤使用宽度>50mm 钢带进行电渣堆焊时，应加磁控，否则由于焊接电流较大，由焊接电流产生的磁探力作用会使熔融的金属向中心流动，从而造成焊道两侧发生咬边，且表面不平整，焊道表面成型恶化。

一般当电流>1000 安时，尤其需要加磁控，以减少磁场力的影响。

⑥如采用宽度90mm 的钢带，则所用的电流额定电流大于等于2500安。

5、高速带极堆焊
1）泛指堆焊时烧结速度V > 15M/h的堆焊方法称之为高速带极堆焊。

2）特点：
①一般只能采用埋弧堆焊。

②堆焊的熔深较普通的埋弧堆焊大。

③熔敷效率更高。

④所使用的焊剂应为告诉堆焊专用焊剂。

⑤堆焊层抗氢剥离能力显著提高。

⑥双层堆焊，整个堆焊层由过渡层和表层，两层堆焊金属组成。

对过渡层的要求如下：
a. 过渡层往往采用高Cr-Ni 焊材，即309型和309Mo 型。

其目的是堆焊金属成分虽受母材稀释，但其Cr，Ni 含量仍能保持等于或高于18-8 不锈钢的成分。

通过塞弗勒图可知，其过渡层组成基本上还是奥氏体+铁素体。

b. 以前国内外焊材厂家对于E309L 型钢带均有两种成分组成，一种是Cr24Ni13 型，另一种是Cr22Ni11 型。

两者均可用，但注意其所配用的焊剂又是不同。

c.过度层厚度一般为3mm 即可，不宜太厚。

d.过渡层堆焊一般采用埋弧焊方法，其原因有二：一是防止出现堆焊层与母材之间的未熔合缺陷，二是减少堆焊层产生氢剥离裂纹的敏感性。

对表层的要求如下：
a.堆焊金属化学成分的要求。

在表层有效厚度范围内（一般要求为3mm）化学成分应满足技术条件的要求。

以压力容器内部双层堆焊（E309L+E347）技术条件要求为例，表层堆焊金属的化学成分满足如下要求：
C W 0.04%, Si< 0.9%, Mn=0.5~2.50%, P< 0.03%, S< 0.03%,
Cr=18.0~21.0%, Ni=9.0~11.0%, Mo < 0.5%, Cu < 0.20%,
Nb=0.8~1.0%
b.铁素体数的要求：一是根据其取样分析的化学成分，按照WRC-1992（FN）图进行测称，其铁素体数FN 应为3~10（3~8）。

二是在焊态下用铁素体测定仪以磁性法对堆焊表层的表面测量铁素体数，其FN 值为3~10（3~8）。

c.100%PT合格及对堆焊层为结合及焊接缺陷进行100%UT扫描合格。

d.表面平整度要求：表面应平滑，两相邻焊道之间的下凹陷不得大于1 mm,焊道接头的不平度不得超过1.5 mm.
e.堆焊层的厚度要求：用超探方法测量，其堆焊层总厚度为 6.5 mm或按标准图
样规定。

对焊方法的选择：带极堆焊时一般过渡层选用埋弧堆焊（SAW）,而表面层选用电渣堆焊（ESW）,以以保证表面平整光滑。

6、单层堆焊
①焊接方法的选择：一般应选用电渣堆焊（ESW）方法，但也可以选用埋弧堆焊（SAW）方法。

②焊材的选择：焊带及焊剂均选用单层堆焊专用焊材。

其焊带宽度应小于或等于
75 毫米。

③对堆焊层的要求（与双层堆焊的不同点）
a.厚度：一般要求4 （+0.5/-0）mm,其表层有效厚度为1.5mm。

b.距离表面1.5 mm 范围内应保持其堆焊金属化学成分达到技术条件规定的要求。

三、实芯焊接自动钨极氩弧堆焊（Auto TIG ）
①实质：是一种全自动的填丝的钨极氩弧焊
②特点：
1 ）工件旋转,机头不旋转,只做步进式的横向摆动。

2）适于对内径© 50- © 150mmJ、直径接管内壁堆焊。

3）焊丝直径为© 1.0- © 1.2mm
4）是带脉冲的直流氩弧焊接
四、药芯焊丝气体保护堆焊（FCAW）
①不锈钢药芯焊丝进行MAG旱的特点
1）与SMAW相比，熔敷速度可提高2-4倍，其熔敷效率高达90%（而不锈钢焊条仅为55％）,生产效率明显提高
2）对电流、电压的适应范围大
3）脱渣性良好，焊道表面光滑，飞溅少，电弧燃烧稳定
②不锈钢药芯焊丝进行皿人0旱（CO2的机理
通过药芯焊粉加入脱氧剂（主要是脱氧元素Si、Mn）,反应生成Mn0、SiO2 形成熔渣而浮到熔池表面，故用CO2 焊接不锈钢药芯焊丝时，在焊道表面会有一层熔渣形成。

由于目前应用最广泛的不锈钢药芯焊丝均为钛型不锈钢药芯焊丝，故脱渣性极其优良。

③堆焊时推荐的焊接工艺规范规程
1 ）焊接电流：采用直流性电压特性电源，直流反接极，不宜使用脉冲电流，否
则飞溅会增加。

2）保护气体：100% CO2若使用A叶20-50% C02昆合气体，易产生凹坑，气孔等缺陷。

气体流量为20-25L/min 左右。

3）焊丝伸出长度：一般为L伸=15-20mm
伸出长度过短时易产生凹坑，气孔等缺陷，过长时，由于大气中的N会
使焊缝中的N增加，从而会导致焊缝金属铁素体数减少
4）焊接规范参数
© 1.2mm l=180-200A, U= 28-30V, V= 20-40cm/mi n
© 1.6mm I=210-230A, U= 30-32V, V= 20-30cm/mi n
5）其他注意事项：
① 堆焊时采用半重叠式压道焊，即相邻焊道的搭接量应为焊道宽度的50％，否
则会使稀释率过大。

② 药芯焊丝堆焊的稀释率在15-25 ％，提高焊速或增大焊接电流会使稀释率增大，铁素体量减少，铁素体量减少，故应采用较小电流，低焊速堆焊。

五、双极埋弧自动焊
（1 ）应用场合：
1 、主要用于碳钢和低合金钢材质的堆焊。

2、加氢反应器内壁凸台堆焊。

3、容器筒体与裙座连接部位的堆焊。

4、另部件表面补堆焊等。

（2）通用要求：
1 、焊接工艺评定的要求：应采用相对应的对接焊缝评定，但注定其焊缝金属厚度应在覆盖范围之内。

2、所用焊材：英语壳体对接焊缝相同的焊材或另附材质相匹配的焊材（含焊材、焊丝、焊剂）。

3、堆焊尺寸：在满足图纸尺寸的基础上，若对焊后还需加工，则堆焊焊肉尺寸应留有足够的加工余量。

4、对堆焊过程中消除应力退火后，对堆焊焊肉表面应进行100%MT，还应对堆焊焊肉内部与母材的结合面进行100%UT检测。

（3）筒体内壁凸台堆挂在加氢反应器及类似的压力容器产品中，往往设计者在筒体设有若干个支撑凸台或冷氢台，他们是合筒体融为一体的。

对于板式容器，这些凸台都是采用双极埋弧堆焊的方法堆焊出来的。

如果堆焊工艺不当，极易产生焊接裂纹。

因此对于加氢反应器而言，筒体内壁凸台堆焊是其焊接的关键环节之一。

1、凸台堆焊产生的焊接裂纹的形态和部位
裂纹产生的部位：绝大部分产生于凸台与通体之间的拐角处，并向筒体方向延伸。

从微观上看，堆焊金属与壳体母材之间的熔合线靠母材一侧的热影响区的粗晶区。

裂纹形态：一种是沿晶界开裂或沿晶界开裂后又穿晶扩展。

裂纹性质：一种属于再热裂纹，另一种为冷裂纹。

2、裂纹产生的原因分析
① 再热裂纹产生的原因：
a.加氢反应器使用最多的是2.25Cr-1Mo钢，按再热裂纹敏感性公式计算：
Psb=Cr%+Cu%+2Mo%+10V%+7Nb%+5Ti%-2
该钢的Psb大约为25%具有一定的再热裂纹敏感性。

含Cr,MO,V的高强钢和耐热钢，具有较强的高温强度和抗回火软化能力，是基于晶粒内存在弥散细小的合金元素碳化物。

焊接时，热影响区相当于经历了高温固溶处理，使这些碳化物溶入固体内，由于焊接的冷却速度快，来不及析出。

当进行消除应力热处理时，恰好是合金碳化物在晶粒内弥散析出，使晶内大大强化。

晶内不易滑移，而焊接残余应力的消除不能通过晶界滑移来进行。

当晶界出承受不了滑移时，就产生晶界裂化。

由于粗晶区的晶界相对细晶区较少，故在承受同样的残余应力时，此处易发生滑移而开裂。

b.拐角处正处于高应力集中区，在高的残余应力作用下，此处易发生裂纹。

c.凸台采用SAW方法堆焊，相对而言，由于埋弧自动焊的热输入量较大，其热影响区的粗晶区的晶粒较严重，产生再热裂纹的敏感性高。

② 冷裂纹产生的原因：
a.由于堆焊时预热温度不够，使焊接热影响区，特别是焊趾部分产生淬硬组织。

b.在拐角处存在着较高的应力集中，尤其在筒体内壁堆焊时，由于焊缝的纵向收缩，使之对筒体内壁呈现一个向心的拉应力，在拉应力的作用下，在焊趾处易产生裂纹。

c.若由于各种因素使焊缝中含有较多的氢，随着冷却，氢向靠近熔合线的热
影响区扩散，作为母材其对氢的融耐度远小于发生组织转变的热影响区。

故使大
量的氢聚集在靠近熔合线的狭窄的热影响区内。

在应力、淬硬组织和氢三者的共同作用下，在焊趾部位易产生焊接冷裂纹。

③防止裂纹产生的工艺措施：
a.凸台堆焊的焊缝截面尺寸尽量采取如图（1）的形状，不推荐采用如图（2）的形
状，以避免造成局部应力集中过大。

（1）（2）
b.应在带堆焊区先用焊条电弧焊方法预先堆焊1~2层焊肉，由于焊条电弧焊的热输入量较埋弧自动焊的小，其焊接热影响区的粗晶程度较低。

然后自动焊堆焊时应距焊条电弧焊堆焊层的热影响区5~10mm左右。

c.严格控制焊前预热温度，确保焊条后热规范在（250~300）°CX 4h.
d.若堆焊金属截面尺寸较大，待堆焊至一半后，增加一次中间退火处理，最终全部堆焊完后，必须进行中间消除应力退火处理。

e.堆焊所用的焊条、焊剂使用前应按规定烘干。

f.对于锻焊式加氢反应器，建议筒节锻件在凸台部位加工出有一定高度的凸台，然后在凸台上面进行堆焊，以避开高应力的拐角区。

六、特殊合金堆焊
在这里所指的特殊合金主要指双相不锈钢及镍基耐蚀合金，个别部件也存在
硬质合金堆焊。

（1）双相不锈钢的堆焊
堆焊用焊材：
a.过渡层焊材，有两种选择。

1、按中国石化工程建设公司编制的BCEQ-9338/A《压力容器内部双层堆
焊（E309MOL+E2209型）技术条件》规定。

过渡层焊材应采用AWS A5.4
E309MOL型或AWS A5.9 ER309MoL型或其他相当着。

2、从技术角度讲，采用同类型的从双相不锈钢合金元素都是可行的，也是
欧洲山特维克等公司推荐的
b.表层焊材见下表:
注：①SMAW――焊条电弧焊TIG ――钨极氩弧焊MIG——熔化极氩弧焊SAW——埋弧焊
FCAW——药芯焊丝电弧焊
②焊材牌号后面的符号：
LR ――钛型酸性焊条LB ――碱性焊条
L——焊丝LT——药性焊丝
③各种焊材牌号均为瑞典山特维克公司焊材牌号
典型焊材牌号的熔敷金属成分：（%）
推荐焊材生产厂家:
国外厂家：瑞典山特维克公司，阿维斯塔公司，英国曼彻特公司，
日本WEL公司。

国内厂家：北京金威公司
2）堆焊工艺要求：
a.严格控制好焊接热输入量。

热输入量
过高会使晶粒粗大，c相和二次奥氏体（丫2）析出，从而降低焊缝的耐腐蚀性能，也会使韧性下降；若热输入量过小，会使c—Y转变的少，使c相较高而丫相较少。

对于2205型堆焊，q=5-25KJ/cm, 2507型焊缝应使q 控制在
2-15KJ/cm。

b.预热：通常不做要求。

c.层间温度：应控制在w 150C。

d.尽量采用多道多层焊。

e.要绝对避免十分快速的冷却。

3）对堆焊层表层的要求
a.堆焊金属化学成分的要求：其表层的化学成分应分别符合
AWS A5.4 E2209 ,A5.9 ER2209 和AWS A5.4 E2553，
A5.9 ER2553 的规定。

b.硬度要求：堆焊层表面硬度应在w 25HRC。

c.铁素体含量：c相其值为35%-65%。

②镍基合金堆焊
以堆焊625型镍基合金为例:
1）堆焊焊材选择: 焊条：AWS A5.11 ENiCrMo-3（牌号Inconel 112）焊丝：AWS A5.14 ERNiCrMo-3（牌号In co nel 625）从过渡层至表层均用上述焊材。

推荐焊材生产厂家：国外厂家：美国阿克斯公司，日本WEL 公司，国际超合金集团
（SMC）。

国内厂家：哈焊所，北钢院。

2）堆焊方法：推荐采用焊条电弧焊（SMAW）,带极堆焊（SAW或ESW）,气
体保护焊（TIG、MIG或FCAW）方法。

其中SMAW法，焊条直径宜选用©W 4mm.SAW或ESW法，
钢带规格宜选用30x 0.5mm, 37.5X 0.4m, 50x 0.4mm.
TIG法：焊丝直径© < 2.4mm。

MIG法：焊丝直径© < 1.2mm。

FCAW 法：焊丝直径© < 1.2mm。

3）堆焊工艺注意事项：
a.待堆焊表面的清理时保证堆焊质量的关键条件之一。

堆焊前一定要将待堆焊表面油、
杂质等污物清理和清洗干净。

b.镍基合金液态焊缝金属粘稠，流动性差，熔深浅。

不可用增大焊接电流的办法来克
服。

c.严格控制焊接热输入量，以控制和减少热裂纹，提高其耐腐蚀性。

d.焊条电弧焊时，应使其焊道具有略为凸起的形状外形，避免出现平的或凹
状的焊道外形，收弧时一定填满弧坑。

以免形成焊道中心热裂纹和弧坑裂纹。

e层间温度应控制在100C以下。

f.绝对避免采用碳弧气刨清除焊接缺陷，只能用机加工方法或砂轮打磨方法消除之。

g.若堆焊试板切割，宜采用线切割方法。

4）对堆焊层的要求：
a.镍基合金堆焊至少两层，最好堆焊三层。

堆焊层总厚度至少为5mm （或
按图样要求），表层有效厚度》2mm。

b.堆焊层表面硬度应w 22HRC。

c.表层的堆焊金属化学成分应符合下列要求：
C< 0.05%、Si w 0.75%、Mn< 1.0%、P< 0.03%、S< 0.02%、Cr= 20-23%、
Ni > 55.0%、Mo = 8.0-10.0%、Fe w 7.0%、（Nb+Ta）= 3.15-4.15%、Cu w
0.5%。

d.抗腐蚀试验要求：应模拟容器的焊后热处理状态后对表层进行下列抗腐蚀试验。

i>焊后热处理状态分为三种：
•焊态
••堆焊母材为碳钢或碳锰钢时按610°C± 10°CX 4h;
•…堆焊母材为2.25Cr1Mo钢时按690C± 10Cx 8h;
ii> 抗腐蚀试验：
•按ASTM A 262C法（Huey法）进行，合格指标为5个周期平均腐蚀速度为w 0.075mm/月。

••按YB/T5362-2006（即GB/T17898-1999）进行氯化物应力腐蚀试验，
共2件，加载应力为210Mpa,经2个周期（每个周期为96小时）后，用10倍放大镜检查无裂纹为合格。

• • •按ASTM G28A进行晶间腐蚀试验，合格指标为：敏化状态腐蚀率/
焊态下腐蚀率w 1.5 （其敏化状态即焊后热处理状态）。

③硬质合金堆焊
有些容器的法兰密封面要求堆焊硬质合金材料。

1）硬质合金堆焊焊缝金属的焊接特点
a.堆焊焊缝金属都有一个最低硬度要求，故焊缝金属都具有硬而脆的特性。

在焊接拘束应力作用下易开裂，一般焊前均需预热，只是预热温度高低要求不同，焊后均要后热缓冷。

b.为降低稀释率，尽量采用小的焊接电流堆焊。

2）堆焊工艺要点
a.焊前预热，焊后后热且缓慢冷却是一般硬质合金堆焊时必须采取的工艺措施。

b.尽量采用小电流堆焊，最好不用大直径焊条堆焊。

c.薄层多道焊是减少焊接拘束应力的措施之一。

d.对于某些硬质合金堆焊材料，如：CoCr-A型、CrNiSiMo型材料，为减少开裂的敏感性，可预先在基体上先堆焊一层E309 型焊材，做为隔离层，然后再堆焊硬质合金材料。

＜7＞奥氏体不锈钢堆焊时易出现的质量问题这里主要讲不锈钢堆焊时常见的质量问题，产生的原因分析及防止措施
①质量问题（亦称焊接缺陷）的分类及产生原因
1）宏观缺陷--- 可见缺陷
a.堆焊金属外形及尺寸不符合要求：这主要与焊材工艺性能和操作不当有关。

i＞堆焊层表面成型不符合要求按堆焊技术要求“其堆焊层表面应平滑，两相邻焊道之间的凹下量不得大于1mm,焊接接头的不平度不得超过1.5mm （用200mm 长的弧形样板测量）”若达不到上述要求，则应补焊并修磨平整。

ii＞堆焊厚度不符合要求。

利用超声波测厚仪测量堆焊层厚度，堆焊层厚度不得小于图样规定值。

b.夹渣、咬边及裂纹
夹渣往往以道间夹渣形成出现，有时也会产生层间夹渣。

裂纹主要出现在收弧处，有时也会出现在焊道中。

焊道夹渣形成原因主要是焊剂工艺性能较差，使熔敷金属的焊道两侧的润湿角太陡，造成边缘熔合不良，在堆焊后一道焊道时，就易形成道间夹渣。

另外焊接规范、焊接位置等不合格也易形成这种缺陷。

堆焊层裂纹主要时热裂纹，其原因有二：熔敷金属的铬镍比不合格，致使焊肉铁素体含量太低或太高，这主要由焊材成分不适造成；焊接规范不当，电流过大也易造成热裂纹。

c.堆焊层与母材间结合面未熔合或层间未熔合。

由于烘结型焊剂比熔炼型焊剂堆焊重量轻，故熔深比较小。

一旦操作不当或焊接规范参数掌握不适，易出现结合面未熔合或层间未熔合缺陷。

2）内部缺陷
a.堆焊层下裂纹
i＞特性：a＞裂纹位于堆焊热影响区焊道重叠部分的下部粗晶区内，它是在焊前一道焊道时被加热到1200-1425 C左右，再因焊后一道焊道而被加热到
600-700C的部分，而后再经过消除应力热处理时产生的。

b＞裂纹与堆焊方向垂直
c＞是一种非常微小的裂纹。

裂纹深度一般在2.5-3mm左右，长度为0.2mm 至数毫米，一般用显微镜很难发现。

用普通的无损检测方法也不易探出来。

d＞裂纹是沿晶界产生并扩展。

e＞只发生在焊接热输入量大（如带极堆焊）的场合。

f＞只发生在某些特定的合金钢（含Mn量较低，碳化物形成元素较多的钢，如
SA508Cl2 锻件）中。

ii＞裂纹性质：属于再热裂纹性质。

iii＞产生原因：
a＞与钢的化学成分有关。

特别是当钢含有一定量的强烈碳化物形成元素如V,Mo时，易产生堆焊层下裂纹。

以再热裂纹（亦称消除应力裂纹）敏感性△ G 表示：
△ G=Cr%+3.3（Mo%）+8.1（V%）-2
当厶G＞0时，钢具有再热裂纹敏感倾向。

△G v0时，产生裂纹敏感性较
低，且△G增大，产生堆焊层下裂纹的倾向增大；但是研究表明，当△ G＞2时，
堆焊层下裂纹产生的可能性反而减小，4G更大时，可能性趋于0.这是因为当0
v△G v2时，由于碳化物二次沉淀硬化强化了晶内，使晶内不易滑移，晶间强度相对减弱，大多数形成已经通过晶间滑移进行，当晶界处承受不了滑移变形时，就产生晶界裂纹。

而△ G＞2的钢主要是有二次沉淀硬化的M23C6型碳化物沉淀析出的Cr-Mo 钢。

故其堆焊层下裂纹敏感性很低。

b＞堆焊时造成的焊接收缩应力和异种钢焊接因堆焊层与基层热膨胀系数相差较大造成的热应力是引起裂纹的另一个原因。

c＞焊接热输入量大造成热影响区存在较粗大晶粒的过热区。

iv＞防止措施堆焊层下裂纹是一种非常微小的裂纹，且越过粗晶区而扩展的例子是没有的。

尽管对设备的安全使用不存在什么问题，但还是以不存在裂纹状的缺陷为好。

a＞采用双层堆焊。

利用第二层堆焊的输入热量来对第一层的热影响粗晶区进行正火，使之晶粒细化。

但这时要对第一层的堆焊厚度加以控制，最好在
3mm
以下
b＞采用低热输入量的方法堆焊。

c＞使用再热裂纹敏感性低的材料制造设备。

b.堆焊层（表层）铁素体含量（或铁素体数）不符合要求
i＞堆焊层技术要求：
最早：要求按塞弗勒组织图测算，其铁素体含量3-10%，同时磁针法测量
S %=3-10%。

从2003年以后：要求按WRC-1992图测算其铁素体数（FN）为3-10%, 磁针法测量FN=3-10%
近年来：有的产品要求按WRC-1992图测算：FN=3-8% （双层堆焊E316L
时），而对于单层堆焊时，均要求FN=3-8% （含E347）。

ii＞铁素体含量S %与铁素体数FN之间的关系：
a＞铁素体含量S %:是指直接由液态金属凝固结晶而形成的高温铁素体，
并被保留到室温，在组织中所占的体积百分比。

铁素体数（FN）：人为选定用来表示奥氏体不锈钢，双相不锈钢焊缝金属铁素体含量的标准化数值。

b＞S %及FN之间的换算关系，详见JB/TA7853-95《铬镍奥氏体不锈钢焊缝
金属中铁素体数的测量》标准中图2曲线，及英国曼彻特公司提供的相关资料，见下图及德龙图。