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。

1、焊接前要清理焊件表面，如焊接材料中的水分、焊接坡口的铁锈油污以及氧化渣等。

2、焊接前必须保证焊接材料以及母材的干燥。

3、焊接时使用的保护气体一定要干燥，经常要去除气包中的水份。

4、导电嘴与喷嘴相配合，使导电嘴内缩4mm，干伸长度控制在20-25mm 之间，以便降低焊缝中氢的含量。

5、对于淬硬倾向较大的板材角焊缝焊接时，可适当降低焊接电流

（200~240A），减慢焊接速度。

6、9mm焊缝严格按要求焊三道，焊接情况如图3。

7、严格按照WPS规范焊接，合理选定焊接热输入，预热及层间温度、焊后热处理（厚板）和正确焊接顺序等。此外，多层焊时，其层间温度不能低于预热温度。

8、板厚超过25mm角焊缝需作焊前加热处理。

焊接试验室