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球罐焊接部位裂纹产生的原因以及防止措施 　　摘要：本文对球罐焊接过程中裂纹产生的原因及防止措施做了介绍 　　关键词: 球罐 裂纹 修复 缺陷 返修 　　中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 　　裂纹是一种常见的球罐焊接缺陷，也是球罐焊接缺陷中最危险的一种工艺缺陷。简单的描述下裂纹的分类以及产生原因。按裂纹形成的条件，裂纹基本可以分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹和层状撕裂纹。而这四种裂纹中，在球形储罐安装过程中涉及到的基本是冷裂纹与热裂纹，以下对冷裂纹和热裂纹做了详细的介绍和防止措施： 　　一．冷裂纹的产生及防止措施 　　1. 冷裂纹产生 　　焊接冷裂纹是指金属焊接后冷却到较低温度时产生的裂纹。其产生的原因主要为钢材的淬硬倾向大、焊接接头的含氢量高和结构的焊接应力大。这类裂纹是中碳钢、高碳钢、低合金高强钢、工具钢、钛合金等材料形成加工或使用过程中极易出现的一种工艺缺陷。 　　球形储罐冷裂纹按裂纹的形成原因，可以分为二类。 　　(1)延迟裂纹（氢至裂纹）：在氢、钢材脆硬组织和拘束应力共同作用下产生，形成温度在Ms（马氏体转变开始温度）以下200℃至室温范围，此种裂纹具有明显的延迟特性，并且产生的时间不能预测。引起延迟裂纹的主要原因分为两点，一是焊道内氢的析出，氢在析出点的不断析出会产生一定的应力，且残留在焊道内的氢脆组织也会对裂纹的产生起到一定的影响；二是球形储罐在组装与焊接过程中会在罐体产生一定的应力，当焊道出出现应力过于集中的部分，也会在焊道处对裂纹的产生起到一定的影响。 　　(2)淬硬脆化裂纹：某些淬硬倾向大的钢种，当焊接后焊道冷却到Ms（马氏体转变开始温度）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。这种裂纹又称作淬火裂纹，此种裂纹的产生与氢关系不大，基本无延迟现象。此种裂纹在球形储罐会在焊道处产生，如果在焊接时焊道处与球板温差较大，则会产生一定的局部应力，对裂纹的产生起到影响。所以在球形储罐焊接时，尽量在焊前预热，且焊接时采用薄层焊肉多焊层的施焊方式。 　　2.冷裂纹防止措施： 　　(1)控制焊缝金属的含氢量。采用碱性低氢型焊条和焊剂；严格按照规定烘干焊条和焊剂；仔细清除焊接区的污物、锈、油、水，避免焊道内残存过多的杂质以及电解氢的产生。 　　(2)预热。减缓接头的冷却速度以及焊道与球壳板之间的温度差，避免温差大产生的局部拉应力，降低淬硬倾向与局部拉应力造成裂纹的倾向。 　　(3)后热(消氢处理)。后热是指焊接结束或焊完一条焊缝后，将球形储罐焊接区立即加热到150℃～250℃，并保温一段时间，促进氢逸出以及使焊接时产生的局部应力得以缓慢释放一部分。 　　(4)采用相应的球形储罐焊接工艺规定的焊接线能量。减慢接头的冷却速度。在球形储罐焊接工艺规定允许的焊接线能量范围内，适当采用高一些的线能量，且要保证不会促使热影响区形成过热组织。 　　二．热裂纹的产生及防止措施 　　1.热裂纹产生 　　焊接热裂纹是指焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。其产生原因为焊缝结晶时，杂质和低熔点共晶物在晶界处偏析。由于它们的熔点比焊缝金属低，所以在结晶过程中以液态间层存在。当受到一定大小的拉伸内应力时，液体间层被拉开而形成热裂纹。由此可见，拉应力是产生热裂纹的外因，晶界上的低熔点共晶体是产生热裂纹的内因，拉应力通过晶界上的低熔点共晶体而造成热裂纹。 　　球形储罐热裂纹按裂纹可以分为三类。 　　(1)结晶裂纹：球罐焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足而不能及时填充，在应力作用下发生沿晶开裂，故称结晶裂纹。多少情况下，发生裂纹的焊缝断面上可以看到氧化后的颜色，可以说明裂纹是在高温下，也就是球罐焊接时产生的，且此裂纹主要产生在焊道杂质较多的地方。 　　(2)高温液化裂纹：球罐焊道多层焊的层间部位，在焊接热循环峰值温度的作用下，由于被焊金属含有较多的低熔共晶而被重新熔化，在拉伸应力的作用下沿奥氏体晶界发生开裂。 　　(3)多边化裂纹：球罐焊接时在固相线稍下的高温区间，由于刚凝固的金属中存在很多的晶格缺陷及严重的物理及化学不均匀性，在一定的温度和应力作用下，由于这些晶格缺陷的迁移与聚集，便形成了二次边界，称其为“多边化边界”。因其边界上堆积了大量的晶格缺陷，所以它的组织性能脆弱，使其强度和塑性都很差，只要有轻微的应力作用在上面就会沿多边化的边界开裂，由此产生裂纹。 　　2.热裂纹防止措施 　　主要是改善焊接是的应力状态与控制焊接线能量： 　　（1）在球形储罐焊接工艺范围内，适当提高焊接线能量与预热温度可以降低热裂纹中结晶裂纹的倾向。 　　（2）球形储罐罐体焊缝均为对接接头，对接接头施焊过程中熔深较浅的对接焊缝抗裂性