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不銹鋼管在焊接加工時,有時在焊縫區(qū)會產(chǎn)生裂紋,依其形成的時間與溫度,主要有冷裂紋、熱裂紋與再熱裂紋三種形式;依據(jù)形成部位可以分成縱裂紋、橫裂紋、焊根裂紋、弧坑裂紋、熔合線裂紋及熱影響區(qū)裂紋等。這種缺陷對于焊接結(jié)構(gòu)來說是最危險的,不但容易使不銹鋼管報廢,可能還會造成嚴重的事故。
在焊接過程中,焊縫與熱影響區(qū)的不銹鋼材料冷卻到固相線附近的高溫區(qū)間形成的焊接裂紋叫做熱裂紋,其危險性很高。
形成原因主要是熔池金屬中的低熔點共晶物和雜質(zhì)在結(jié)晶過程中,產(chǎn)生嚴重的晶內(nèi)與晶間偏析,同時在焊接應力作用下,沿著晶界被拉開,生成熱裂紋。熱裂紋通常發(fā)生在奧氏體不銹鋼、鎳合金與鋁合金中。
解決方案是要嚴格地控制不銹鋼管與焊材中的硫、磷等有害雜質(zhì)的含量,減小熱裂紋的敏感性;或者調(diào)節(jié)焊縫金屬的化學成分,優(yōu)化焊縫組織,細化晶粒,增強塑性,降低偏析程度;還可使用堿性焊接材料,減小焊縫中雜質(zhì)的含量,優(yōu)化偏析程度;選擇適合的焊接工藝參數(shù),恰當?shù)脑鰪姾缚p成形系數(shù),使用多層多道排焊法;斷弧時使用和母材相同的引出板,或逐漸滅弧,并填滿弧坑,防止在弧坑處形成熱裂紋。
冷裂紋指的是不銹鋼管的焊接接頭冷卻到較低溫度下時形成裂紋。這種缺陷有可能在焊后立即出現(xiàn),也有可能過幾小時才出現(xiàn),所以也叫延遲裂紋,其普遍性高,危險性也更大。
形成原因主要有三個,分別是馬氏體轉(zhuǎn)變而形成的淬硬組織、拘束度大而形成的焊接殘余應力與殘存在焊縫中的氫。
解決方案是使用低氫型焊接材料;在焊前清除焊件上的油污、水分,降低焊縫中氫的含量;選擇合適的焊接工藝參數(shù)與熱輸入來降低焊縫的淬硬傾向;焊后要馬上做消氫處理,使氫從焊接接頭中逸出;對于淬硬傾向高的不銹鋼焊接管,焊前預熱、焊后及時進行熱處理,改善接頭的組織和性能。
在焊接后,不銹鋼管在相應溫度范圍內(nèi)再次加熱而形成的裂紋就叫做再熱裂紋。
其形成原因是再熱裂紋通常產(chǎn)生在含釩、鉻、鉬、硼等合金元素的低合金高強度鋼、珠光體耐熱鋼及不銹鋼中,承受一次焊接熱循環(huán)后,再加熱至敏感區(qū)域而形成。裂紋多數(shù)起源于焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)。再熱裂紋多數(shù)形成在不銹鋼焊接管與應力集中處,多層焊時有時也會形成再熱裂紋。
解決方案是在滿足設(shè)計要求的前提下,選擇較低強度的焊接材料,使得焊縫強度弱于母材,應力在焊縫中松弛,防止熱影響區(qū)形成裂紋;盡可能降低焊接殘余應力與應力集中;控制焊管焊接熱輸入,合理地選擇預熱和熱處理溫度,盡量的避開敏感區(qū)。
裂紋的危險程度非常高,尤其會嚴重影響不銹鋼管產(chǎn)品的實際應用與成品率,所以這種缺陷一定要盡可能避免,產(chǎn)生之后也要做相應彌補,如果彌補不了,不可參與實際應用。
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