X65钢管施工焊口六点钟位置焊接裂纹原因分析和对策
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焊接是连接构件的常用方法，但焊接过程中容易产生裂纹，严重影响结构的安全性和使用寿命。
研究焊接裂纹的产生机理并采取合理的防止措施至关重要。
焊接裂纹主要是由于焊接过程中产生的应力引起的，其产生机理包括冷裂纹、热裂纹和残余应力裂纹。
冷裂纹是指焊缝在冷却过程中由于收缩应力引起的裂纹。
焊接时，焊缝收缩后会产生应力，如果不加控制地冷却，收缩应力会引起元件产生冷裂纹。
防止冷裂纹的主要措施包括预热、均匀冷却以及控制焊接方向。
预热可以减少冷却速率，降低收缩应力的大小。
均匀冷却可以避免应力集中，减少冷裂纹的产生。
控制焊接方向可以调整焊缝形式，减少应力的集中。
热裂纹是指在焊接过程中由于组织相变引起的裂纹。
焊接时，材料会受到高温热输入，过高的热输入会引起材料组织相变，从而产生热裂纹。
防止热裂纹的关键措施是控制焊接热输入，采用适当的预热和后热处理方法，以使材料组织相变得到控制。
残余应力裂纹是指焊接后钢结构中残余应力引起的裂纹。
焊接后，由于组织变化和热应力等原因，结构会产生残余应力。
如果应力过大，就容易引起裂纹的产生。
防止残余应力裂纹的措施包括适当的焊接顺序和采用适当的预热和后热处理方法。
还可以通过合理的焊接工艺来防止焊接裂纹的产生。
采用适当的焊接电流和电压、焊接速度和焊缝宽度、合理的焊接通道和方法等，都可以减少应力集中和裂纹的产生。
针对建筑钢结构焊接裂纹的产生机理，我们可以采取预防措施，如合理控制焊接热输入、适当预热和后热处理、调整焊接方向、控制焊接顺序等，从而降低焊接裂纹的发生率，提高结构的安全性和使用寿命。
（注：本文仅供参考，具体内容和措施应根据实际情况和规范要求确定。
）。
焊接裂纹的分析与处理
焊接裂纹的分析与处理焊接裂纹是焊接过程中常见的缺陷之一，它会降低焊接接头的强度和韧性，影响焊接工件的使用性能。
因此，对于焊接裂纹的分析和处理具有重要意义。
本文将从焊接裂纹的成因、检测方法、分析原因以及处理方法等方面进行综合讨论。
首先，焊接裂纹的成因可以归纳为以下几个方面：1.焊接材料的选择不当：焊接底材和填料材料的化学成分或力学性能不匹配，导致焊接接头受到内应力的影响而产生裂纹。
2.焊接过程中的温度变化：焊接过程中，由于热影响区的温度变化不均匀，会产生焊接接头内部的残余应力，从而造成裂纹。
3.焊接过程中的应力集中：焊接过程中，焊接接头处于高应力状态，如角焊接、搭接焊接等，容易造成应力集中，进而引发裂纹。
4.焊接过程中的焊接变形：焊接过程中，由于热变形和收缩的不均匀性，焊接接头可能会受到大的应力而产生裂纹。
其次，对焊接裂纹的检测方法有以下几种：1.可视检测法：用肉眼观察焊接接头表面是否有裂纹存在。
这种方法简单直观，但只能检测到较大的裂纹。
2.超声波检测法：通过超声波探测仪将超声波传递到焊接接头内部，根据超声波的传播和反射来判断是否存在裂纹。
这种方法可以检测到较小的裂纹，并且可以定量评估裂纹的大小和位置。
3.X射线检测法：通过X射线透射和X射线照相来检测焊接接头内部的裂纹。
这种方法可以检测到较小的裂纹，并且可以清晰地显示裂纹的形状和位置。
4.磁粉检测法：在焊接接头表面涂覆磁粉，通过观察磁粉的分布情况来判断是否存在裂纹。
这种方法适用于表面裂纹的检测。
然后，对焊接裂纹的分析原因可以采取以下步骤：1.裂纹形态分析：观察裂纹的形态，包括长度、宽度、走向等，可以初步判断裂纹的类型和可能的成因。
2.组织分析：通过金相显微镜观察焊接接头的组织结构，判断是否存在组织非均匀性或显微缺陷等。
3.应力分析：通过有限元分析或应力测试仪器测量焊接接头的应力分布，查找可能存在的应力集中区域。
4.化学成分分析：通过光谱分析或化学分析方法来检测焊接材料中的化学成分是否合格。
焊接热裂纹的产生原因及防止方法
焊接热裂纹的产生原因及防止方法一、热裂纹产生的原因分析1、焊缝中杂质和拉应力的存在因为焊缝中的杂质在焊缝结晶过程中会形成低熔点结晶。
原因是低熔点共晶物的存在.结晶时被推挤到晶界上，形成液态薄膜，凝固收缩时焊缝金属在拉应力作用下,液态薄膜承受不了拉应力而形成裂纹。
热裂纹就轻易在焊缝金属中产生.所以要控制焊缝金属杂质的含量，减少低熔点共晶物的天生。
同时由此可见结晶裂纹的产生是低熔点共晶体和焊接拉应力共同作用的结果，二者缺一不可。
低熔点共晶体是产生结晶裂纹的内因，焊接拉应力是产生结晶裂纹的外因。
2、焊缝终端部位温度的变化埋弧焊焊接时,当焊接热源靠近纵焊缝的终端部位时,焊缝端部正常的温度场将发生变化,越靠近终端其变化越大.由于引弧板的尺寸远比筒体小,其热容量也小得多,而熄弧板与筒体之间只靠定位焊连接,故可视为大部门不连续.所以终端焊缝部位的传热前提是很差的,致使该部位局部温度升高,熔池外形发生变化,熔深也将随之变大,同时熔池在高温下停留的时间也变长,熔池凝固的速度变慢,尤其当熄弧板尺寸过小、熄弧板与筒体之间的定位焊缝过短、过薄时更为明显. 焊缝外形对结晶裂纹的形成有显著的影响。
熔宽与熔深比小易形成裂纹，熔宽与熔深比大抗结晶裂纹性较高。
3、焊接线能量的影响因为埋弧焊所采用的焊接热输入量往往比其他焊接方法要大得多,焊接线能量的大小直接影响到焊缝的成形，而焊缝的成形外形又直接决定着焊缝凝固后的晶粒分布和低熔点共晶体的存在位置及受力情况，因而对结晶裂纹产生与否影响较大。
另外,焊缝的横向收缩量远比间隙的张开量要小,使终端部位的横向拉伸力比其他焊接方法要大.这对开坡口的中厚板和不开坡口的较薄板尤为明显.4、其他情况如存在强制装配,装配质量不符合要求.二、焊缝裂纹的性质及特点终端裂纹形成的部位有时为终端,有时为距终端四周地区150mm 范围内,有时为表面裂纹,有时为内部裂纹,而大多数情况是发生在终端四周的内部裂纹.裂纹与焊缝的波纹线相垂直，露在焊缝表面的有显著的锯齿外形。
焊接裂纹的产生原因及防止措施
车载式颠簸累积仪等，各种测定平整度的方法均有不同的特点，并适用
于不同的场合。 1、影响农村公路路面平整度的主要因素 导致农村公路路面平整度差的原因是多方面的，主要由以下几个
原因造成。 1.1 基层顶面平整度较差 基层顶面平整度不好，将直接影响到沥青路面的平整度。由于沥青
（2）碾压方法 在碾压过程中可遵循以下规则：由低度向高处（横坡）碾压，先静止
后振动碾压；碾压时驱动轮在前，从动轮在后；后退时沿前进碾压的轮
迹行驶；压路机折返的平面位置不在同一断面上，而是呈阶梯形等。 （3）碾压控制压实度 沥青面层压实度越高，使用过程中平整度变化越小，因此切不可为
用制动而增加摊铺机的阻力。 （5）合理选择自动找平方式。一般底面层利用基准钢丝绳来确保高
程控制，中、上面层利用浮动基准梁（平衡梁）来达到较好的平整度。 2.5 碾压控制 （1）碾压温度 沥青混合料在限定的范围内温度越高，其可塑性越大，越容易在外
力作用下缩小其空隙率和增加其密实度，越容易获得平整效果。因此， 复压和终压温度必须严格地控制。
塑性不足以适应应力松弛所产生的附加变形时，则沿晶界就会产生再 热裂纹。
3.2.2 防止产生再热裂纹的措施 ①控制母材及焊缝金属的化学成分，适当调整对再热裂纹影响最 大因素的含量。 ②选择抵抗再热裂纹能力高的焊接材料，提高焊缝金属在消除应 力处理方面的塑性。 ③减少接头刚性和应力集中的可能，将焊缝及其与母材交界处打 磨光滑。 ④选用大规范、高线能量进行焊接。 ⑤消除应力回火处理时应避开产生再热裂纹的敏感温度区。 3.3 冷裂纹 冷裂纹是在焊后较低的温度下产生的，焊接中碳钢、高碳钢、低合 金高强度钢、某些超高强度钢、工具钢、钛合金等材料时容易出现这种 缺陷。冷裂纹经常产生在热影响区，有时也产生在焊缝金属中。 冷裂纹的特征是穿过晶粒内部开裂，裂纹断面上没有明显的氧化 色彩，断口发亮。 防止冷裂纹产生的措施： ①选用优质低氢的焊接材料和低氢的焊接工艺方法。 ②严格控制氢的来源，除采用低氢焊接材料或焊接方法外，还必须 仔细烘干焊条和焊剂。 ③加入某些合金元素以提高焊缝金属的塑性。 ④选择合理的焊接规范，减慢焊接接头的冷却速度，改善焊缝及热 影响区的淬硬组织状态。 ⑤选择合理的焊接顺序，减小焊接内应力。 ⑥焊前预热，控制层间温度及焊后保温缓冷或后热，能降低冷却过 度，改善组织，加速氢的扩散逸出。 ⑦焊后焊件应及时进行热处理，以消除焊接内应力，改善接头杂质 性能，并能降低接头中的含氢量。 3.4 应力腐蚀裂纹 应力腐蚀裂纹是指金属材料在某些特定介质和拉应力作用下所发 生的延迟破裂现象。 无明显的均匀腐蚀痕迹，所观察到的应力腐蚀裂纹呈龟裂状，断断 续续。若在焊缝表面上，多以横向裂纹出现。 如果深入金属内部观察应力腐蚀裂纹，它的形态如同树根一样，从 断口的形态来看，是典型的脆性断口。 一般情况下，低碳钢、低合金钢、铝合金、α 黄铜以及镍基合金等， 其应力腐蚀裂纹大都属于晶间断裂性质。裂纹大致沿垂直于拉应力的 晶界向纵深发展，超高强钢似乎是沿原奥氏体晶界开裂。β 黄铜和在氯 化物介质中的奥氏体不锈钢应力腐蚀裂纹多属穿晶开裂。 对于奥氏体不锈钢来讲，当腐蚀介质不同时，则开裂的性质也有不 同，既可能出现沿晶开裂，或者出现穿晶与沿晶的混合开裂。 3.5 层状撕裂 在大型焊接结构中，往往采用 30～100mm 甚至更厚的轧制钢材，轧 制钢材中的硫化物、氧化物和硅酸盐等非金属夹杂物，平行于钢板表面， 片状分布在钢板中。在沿焊件厚度方向的应力（包括焊接应力）作用下，夹 杂物界面就会开裂，从而在焊接热影响区及其附近的母材上，或远离热 影响区的母材上，就会出现具有阶梯状的裂纹，这种裂纹就是层状裂 纹。层状撕裂经常产生在 T 形接头、十字接头和角接接头的热影响区中。 层状撕裂的类型、产生原因及防止措施见表 1。 （下转第 770 页）
焊接产生裂纹的原因
焊接产生裂纹的原因焊接是一种常见的金属连接方法，它通常用于制造和维修工业部件。
然而，焊接过程中经常会出现裂纹，对焊接接头的强度和可靠性产生负面影响。
本文将探讨焊接产生裂纹的原因，并提供一些预防措施和解决方法。
1. 温度梯度引起的热应力焊接过程中，焊接区域会受到局部加热和快速冷却的影响，导致温度梯度的存在。
这种温度梯度会引起金属的热应力，使焊接接头产生裂纹。
解决方法：•控制焊接过程中的局部预热和退火，使温度梯度减小。
•使用预热设备在焊接区域加热，使温度分布更均匀。
•合理选择焊接电流和速度，避免出现过大的温度梯度。
2. 结构应力引起的裂纹焊接接头通常会承受结构应力，如拉伸、挤压或弯曲力。
由于焊接引起的组织和性能变化，焊接接头在受到结构应力时容易产生裂纹。
解决方法：•选择合适的焊接方法和焊接接头结构，减少结构应力对焊接接头的影响。
•优化焊接参数，使焊接接头的强度与结构应力相匹配。
•进行后焊热处理，提高焊接接头的强度和韧性。
3. 金属材料的选择和准备焊接材料的选择和准备对焊接接头的质量有重要影响。
不同材料的熔点、热膨胀系数和焊接性能不同，可能导致焊接接头产生裂纹。
解决方法：•选择合适的焊接材料，使其熔点和热膨胀系数与基材相匹配。
•对焊接材料进行预处理，去除氧化物和杂质，提高焊接接头的强度和韧性。
•使用合适的焊接方法和技术，确保焊接材料在焊接过程中融合良好。
4. 不适当的焊接参数和工艺焊接参数和工艺的选择对焊接接头的质量和裂纹的形成有重要影响。
过高或过低的焊接电流、电压、焊接速度和功率都可能导致焊接接头产生裂纹。
解决方法：•根据焊接材料的特性和焊接要求，选择合适的焊接参数。
•进行焊接试验和质量控制，确保焊接接头达到预期的质量要求。
•遵循正确的焊接工艺和操作规程，保证焊接接头的质量和强度。
5. 应力集中和裂纹敏感区域焊接接头通常存在着应力集中和裂纹敏感区域，这些区域容易产生裂纹。
焊接过程中的热收缩和组织变化可能导致焊接接头的应力集中和裂纹敏感性增加。
焊接裂纹产生原因及防治
焊接裂纹产生原因及防治背景焊接裂纹就其本质来分,可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。
下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。
1.热裂纹在焊接时高温下产生的,故称热裂纹,它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。
根据所焊金属的材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等),产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。
目前,把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。
1)结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中(含S,P,C,Si缝偏高)和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊缝中。
这种裂纹是在焊缝结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,残余液体金属不足,不能及时添充,在应力作用下发生沿晶开裂。
防治措施:在冶金因素方面,适当调整焊缝金属成分,缩短脆性温度区的范围控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量;细化焊缝金属一次晶粒,即适当加入Mo、V、Ti、Nb等元素;在工艺方面,可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。
2)近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹,它的尺寸很小,发生于HAZ近缝区或层间。
它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属,在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成物被重新熔化,在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。
这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。
特别是在冶金方面,尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的;在工艺方面,可以减小线能量,减小熔池熔合线的凹度。
3)多边化裂纹是在形成多边化的过程中,由于高温时的塑性很低造成的。
这种裂纹并不常见,其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。
2、再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金(包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金,以及某些奥氏体不锈钢),他们焊后并未发现裂纹,而是在热处理过程中产生了裂纹。
焊接裂纹的产生原因及防止措施
后振动碾压；碾压时驱动轮在前，从动轮在后；后退时沿前进碾压的轮
迹行驶；压路机折返的平面位置不在同一断面上，而是呈阶梯形等。 （3）碾压控制压实度 沥青面层压实度越高，使用过程中平整度变化越小，因此切不可为
会产生不均匀沉降，必将导致路面平整度的严重下降。而车辆在不平整 路面上行驶，产生较大的冲击力，进一步使不平整度加大。
1.3 配合比设计不理想 沥青面层混合料的配合比设计直接影响面层的各项指标。良好的 级配，合理的沥青用量将保证路面的平整和使用寿命。否则，由于配合 比设计导致沥青混合料高温稳定性差、水稳定性不好，产生严重的车 辙、拥包、裂缝等病害，必将严重影响路面平整度。另外，基层配合比的 设计将影响到半刚性基层的整体强度，作为面层的直接承重层，基层强
科技信息
工程技术
焊接裂纹的产生原因及防止措施
铁煤集团晓明矿 于在洪 温景辉 姜海雨
［摘 要］当今工业正值蓬勃发展阶段，而焊接作为一门重要的金属加工工艺，在机械、石油、化工、建筑、交通、矿山等方面都得到了 广泛的应用。焊接是生产过程中的一个重要环节，必须保证其质量可靠，进而提高安全性，促进生产的发展。而焊接缺陷又是生产中 极为不利的因素，其中裂纹是常见的而又十分危险的缺陷，它不仅会使产品报废，而且还可能引起严重的事故。为提高焊接质量和结 构的可靠性，应该避免在焊接接头中产生裂纹。因此我们在生产实际中必须十分清楚焊接裂纹产生的原因及其防止措施。 ［关键词］焊接裂纹 质量 原因 措施
减少横向接缝，同时要认真处理好横向接缝，可大幅度提高路面的平整
度。 横向接缝应尽量设置在摊铺层表面纵坡或厚度未发生变化的区域
内，继续摊铺前，在切割面上涂刷薄层沥青，以增加接缝处新旧铺筑层
浅谈焊接裂纹的产生原因和防止措施施
浅谈焊接裂纹的产生原因和防止措施摘要：对焊接裂纹产生原因分析的基础上，采用可行的焊接工艺和有效的防止措施。
关键词：焊接裂纹分析焊接工艺防止措施前言焊接是现代工业生产中最重要的加工工艺之一，它已广泛应用于制造和修理各种结构和设备。
焊接作为一种降低成本、提高生产效率的有效手段，用它不仅可以得到优质、可靠的工件，而且可以创制出原则上完全新颖的产品。
大如航空航天和核动力装置，小至微电子以及超精器件，如果没有焊接技术，很难想像将会遇到多少困难，甚至无法制造出来。
因此完全可以说，没有焊接就没有今天这样的现代工业，焊接为今天这样的现代文明起到了它应有的作用。
随着现代工业的发展，在焊接结构方面都趋向大型化，大容量和高参数的方向发展。
有的还在低温、深冷、腐蚀介质等环境下工作，因此各种低合金高强钢，中、高合金钢，超高强钢，以及各种合金材料应用的日益广泛。
但是随着这些钢种和合金材料的应用，在焊接生产上带来了许多新的问题，其中较为普遍而又十分严重的就是焊接裂纹。
常见的焊接裂纹根据生成时的温度，可分成热裂纹、冷裂纹和再热裂纹等几类。
焊接结构中，焊接裂纹以冷裂纹最为常见，其次为热裂纹，本次论文主要阐述冷裂纹的产生机理和防止措施。
一、焊接冷裂纹冷裂纹是指焊接接头冷却到较低温度时所产生的裂纹。
冷裂纹包括：延迟裂纹、淬硬裂纹、低塑性脆化裂纹等，正常所说的冷裂纹指的是延迟裂纹。
延迟裂纹生成温度约在100~－100℃之间，存在潜伏期，缓慢扩散期和突然断裂期三个连续的开始过程。
潜伏期几小时、几天甚至更长。
裂纹一般有焊道下裂纹、焊根下裂纹、焊根裂纹、横向裂纹、凝固过渡层裂纹。
一般情况下，焊接低中合金高强钢，高中碳钢等易淬火钢时容易产生冷裂纹。
二、冷裂纹产生的机理大量的生产实践和理论研究证明，钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布，以及焊接接头所承受的应力状态是产生焊接冷裂纹的三大主要因素。
这三个因素在一定条件下是相互联系和相互促进的。
（1）含氢量的影响导致接头产生冷裂纹的氢主要是扩散氢。
浅析钢结构焊接裂纹的产生原因及防止措施
浅析钢结构焊接裂纹的产生原因及防止措施引言随着科学技术不断发展，科学技术不断提高，为了跟上社会的发展脚步，建筑钢结构得到了广泛的运用。
目前我国的建筑钢结构的造型越来越新颖，空间结构也越来越复杂，所以在选择材料的时候对钢材料的要求也是很高的，但是这些要求很高的钢材料运用到实际工作中，会给钢结构焊接技术造成很大的难度，相应的焊接缺陷发生可能性就会增加。
1、钢结构焊接的难点在钢材料的选材方面大多数采用的低合金高强钢作为材料，这类钢具有强度大，硬度大等特点，但是由于钢结构连接点之间形状复杂，焊缝密集，所以焊接接头的钢约束性大，使焊缝无法自由收缩[1]。
加上在焊接的过程中由于操作不当产生就会双向力或者三向力，可能刚开始力的作用不大，但是在钢结构持续的焊接过程中，很多的力集中在一起，就会行成一个很强的力，增加了焊接接头产生裂纹、层状撕裂的可能性。
另外低合金高强钢中的碳含量非常高，使钢的硬度非常大，焊接性能差，在焊接过程中很容易出现延迟性的裂纹，由于高空操作更加增强了焊接的难度。
2、裂纹的种类和产生原因在建筑钢结构中焊接裂纹的产生通常會有三种形式，其中冷裂纹和热裂纹主要出现在复杂钢结构中，还有一种层状撕裂主要在厚板工程中出现。
2.1冷裂纹冷裂纹一般是在焊接过程后的冷却过程中产生的，有些在焊接后很快就会出现，有的则要过一段时间才会出现。
冷裂纹大多数为延迟裂纹主要发生在低合金高强钢的焊接热影响区，很少出现在焊缝上，由于冷裂纹不是焊后立即出现，而是经过一段时间的冷却之后才出现，所以这类裂纹出现后具有很大的隐蔽性。
冷裂纹出现的原因主要有三个因素（1）钢材淬硬倾向，低合金高强钢的淬硬倾向主要取决于钢材的化学成分、焊接工艺、冷却条件。
钢材的淬硬倾向越大就越容易产生裂纹，由于焊接是一个加热--冷却的过程，对钢结构加热之后冷却就会使钢变得硬度高、脆性大，很容易产生裂纹。
（2）焊接接头含氢量，在焊接的过程中大量的溶解于熔池中，焊接结束之后进入冷却的环节，氢就会极力的逸出，但是由于冷却速度较快有些氢不能很快的逸出而保留在金属中，是钢内部出现中空的现象，也会导致钢结构脆性很大。
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现代建筑中广泛采用的结构形式，而钢结构的连接方式主要依赖于焊接。
然而，焊接过程中很容易出现裂纹，严重影响建筑物的使用寿命和安全性。
本文将介绍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1. 焊接应力引起的裂纹焊接时会产生热应力和冷却应力，这些应力超过钢材的强度极限，容易导致裂纹产生。
此类裂纹往往在焊接后立即就能够显现出来。
2. 焊接结构变形引起的裂纹焊接后，结构体内部产生热变形和形变应力，如果没有经过充分的处理，就会在应力集中处出现裂纹。
这种裂纹通常会在一段时间后才能被发现。
3. 焊接材料过硬引起的裂纹焊接中使用的材料必须具备良好的可焊性。
如果使用的材料过硬，容易导致焊接裂纹的产生。
这种裂纹通常出现在较脆的区域，例如焊缝位置处。
二、防止焊接裂纹的措施1. 确保焊接材料的质量选择合适的焊接材料，确保其具备良好的可焊性和强度。
同时，在焊接过程中，严格控制焊接材料的质量，减少材料中的夹杂物和气孔，降低焊接裂纹的风险。
2. 控制焊接应力在焊接过程中，尽量避免产生过多的热应力和冷却应力。
可以采用多次短时间的焊接，使其产生的应力得到缓解。
此外，在焊接后对焊接结构进行热处理，也可以有效控制应力。
3. 提高焊接工艺水平提高焊接工艺水平，使焊接质量得到保障。
例如，合理选择焊接电流和电压、控制焊接速度、正确选择焊接角度等。
同时，要严格按照焊接规范执行焊接工艺，确保焊接质量。
总之，建筑钢结构焊接裂纹的产生具有一定的规律性和可预见性。
只要采取合适的防止措施，就能够有效地控制焊接裂纹的产生，提高建筑物的使用寿命和安全性。
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f. 根焊及清根 ; g. 热焊及清根 ; h. 填充焊及清根 ; .i 盖面焊及表面清理 ; j. 焊缝外观及几何尺寸检查 ; k. 100%射线检测 。 该焊接工艺经过焊接工艺评定合格 ,因此认为 焊接工艺技术是不存在问题的 。
5 焊接裂纹原因分析
由于该工程地处浙江水网地区 ,属软土地层 ,在 管道环焊缝组焊过程中 ,当焊缝金属尚未完全冷却 , 其焊接接头的强度还未达到标准规定值的状态下 , 施工过程中 ,在外界条件因素影响下易于产生根部 裂纹 ,具体原因分析如下 :
第 27卷第 4期 2009年 8月
天 然 气 与 石 油 Na tura l Ga s And O il
X65钢管施工焊口六点钟位置焊接裂纹 原因分析和对策
Vol. 27, No. 4 Aug. 2009
石 平 1 ,虞 玮 2 ,杨建军 2 ,郭伟灿 1 ,王黎明 1
(1. 浙江省特种设备检验研究院 ,浙江 杭州 310020; 2. 浙江省天然气开发有限公司 ,浙江 杭州 310052)
h. 管墩由泥土做成 ,在钢管重力作用下 ,产生 下沉 、变形 ,也会对焊缝产生附加应力 。
综上所述 ,根焊 5～7点钟位置焊缝厚度薄 、缺 陷较多 ,受到钢管重力 、附加应力作用 ,当焊缝金属 尚未完全冷却 ,强度较低时 ,根焊部位特别是 1 200 ～1 400 mm 位置根焊部位产生拉裂 ,当同时存在扭 矩作用时 ,焊接裂纹缺陷呈台阶状 ;对根焊焊道用砂 轮过渡打磨产生高温后 ,由于 1 200 ～1 400 mm 位 置接近操作坑 ,当操作坑上的水滴沾到焊道上时 ,水 滴对根焊的急速冷却作用也可能出现根焊裂纹 ;尚
该管道试验段位于浙江省湖州市 ,施工区域水 系众多 ,水田 、渔塘密布 。在管道施工初期 ,出现了 一定数量的裂纹 (焊口编号和缺陷位置 、性质及长 度详见表 1裂纹缺陷分布表 ) ,其中表 1中缺陷位置 数据是以钢管顶部为 0 位 ,沿介质流动方向顺时针 进行测量 ,每道焊缝总长按钢管理论周长 2 553 mm 进行计算 。通过对表 1 数据进行分析 ,我们发现裂 纹位置处于六点钟左右位置 。根据射线照相底片缺 陷分析 、超声波检测和现场返修打磨结果验证 ,缺陷 位于焊缝根焊部位 。
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天 然 气 与 石 油
2009年
a. 工程采用全位置向下焊 ,两个焊工从 0 点位 置同时向两侧进行焊接 ,当焊到 638 ～1 276 mm 和 1 914～1 276 mm 位置时 ,焊接位置从立焊变为仰 焊 ,金属熔滴的重力作用阻碍熔滴向熔池过渡 ,迫使 焊工加快焊接速度 ,焊缝厚度较薄 ,而且熔池内杂质 和气体可能来不及溢出变成焊接缺陷 ,对于 1 200～ 1 400 mm 位置这种效应更加明显融 ;
未经过回火的根部焊道熔敷金属强度可能高于最终 接头强度 ,焊接过程中若发生管线移动 ,焊缝缺口敏 感性轮廓将导致其产生机械裂纹 。
6 对策措施和效果
根据焊缝受力和原因分析 ,提出了以下对策措 施:
a. 加强对焊工的理论和操作培训 ,提高焊接质 量;
b. 施工区域位于水田地带 ,仰焊时 ,焊工仰躺 在地面或蹲在操作坑内 ,高地下水位和低地耐力的 施焊环境相当恶劣 ,容易影响焊工正常焊接技能的 发挥 ,出现焊接缺陷 ;
c. 由于焊接位置和操作条件差 ,焊工对 1 200～ 1 400 mm 位置根焊缝打磨量特别大 ,一般情况下 , 经打磨后 ,焊缝厚度只有 115 ～215 mm。当时打磨 采用 125 mm 砂轮片 ,操作不容易控制 ,当焊工视野 不好时 ,更加容易发生过打磨现象 ,出现缺口轮廓 , 从而进一步降低焊缝厚度 ;
1 260,裂纹 , 7
4 KE024 / KE025 - 01 - 021 1 300～1 350,裂纹 , 25
5 KE013 / KE014 - 01 - 013 1 300～1 340,裂纹 , 19
6 KE013 / KE014 - 01 - 027 1 280～1 300,裂纹 , 20
3 焊接工艺评定 [ 7～8 ]
线钢抗阶梯型破裂性能检测等内容 。经检查 ,各项 指标都达到国家相关标准要求 ,焊接工艺评定合格
在工程开工前 ,建设单位委托浙江省内一家施 工单位的焊工培训中心进行焊接工艺评定 ,焊接工 艺主要参数见表 5,焊接工艺评定的检验内容包括
后 ,业主召开了由材料 、焊接 、无损检测和质量检验 等相关国内知名专业人员组成的专家组会议对焊接 工艺评定进行了评审 ,专家组的评审结论为合格 。
第 27卷第 4期 石 平 ,等 : X65钢管施工焊口六点钟位置焊接裂纹原因分析和对策
45
2. 2 焊接材料化学成分与力学性能
ASM E SFA 5129)化学成分与力学性能见表 3 和表
焊接材料全部进口 ,其中根焊焊条为 BOHLER SCHW E ISSTECHN IK生产的 Fox CEL 6010 (制造标 准 : AW S /ASM E Ⅱ c A511 / SFA 511)化学成分与力
1 工程概况 [ 1～4 ]
浙江省某一天然气长输管道 ,管线全长 81 km , 设三座工艺站场 ,十二处水平定向钻穿越 ,设计输气 压力 613 M Pa。管道材质为 GB / T 9711. 2 - 1999: L450MB (AP I 5L - X65 ) , 规格为 Φ813 ×10 mm , Φ813 ×1215 mm ,Φ813 ×1412 mm 三种 ,螺旋缝钢 管在防腐厂完成 3PE防腐工作 ,现场焊接采用全位 置向下焊工艺 , 100%射线检测加按规定要求超声波 检查 ,热收缩带补口 ,全部埋地布置 ,外加电流和牺 牲阳极联合阴极防腐 。
d. 由于需要挖焊接操作坑 ,在土质较软地段 , 为了防止操作坑塌方 ,操作坑直径较大 ,两管墩间距 有时可达 4 ～5 m 之多 ,Φ813 ×1215 mm 钢管按每 米 0125 t计算 ,长度按 4 m 计算 ,重量为 1 t,这给焊 缝产生上部受压 ,下部受拉的受力状态 ;
e. 在根焊焊接完成后 ,内对口器开始撤离 ,撤离 时对口器上的爪子回缩 ,对口器失去支撑 ,从而落在 钢管内壁上 ,使钢管产生较大的震动 ,使焊缝受到一 个附加应力 ;
7 KE013 / KE014 - 01 - 045 1 270～1 310,裂纹 , 30
8 KE022 / KE023 - 01 - 042R 1 230～1 340,裂纹 , 70
9 KE022 / KE023 - 01 - 065 1 230～1 270,裂纹 , 30
10 KE022 / KE023 - 01 - 081 1 270～1 340,裂纹 , 45
2 材料性能 [ 5～6 ]
2. 1 钢管性能 本工程钢管制造过程中 ,制管厂严格按照 GB /
T 9711. 2 - 1999《石油天然气工业输送钢管交货技 术条件 第 2部分 : B 级钢管 》要求进行原材料验收 和制造检验 ,各项性能合格 ,业主委托监理单位进行 了驻厂监理 ,钢管制造完成后 ,专车运输到工地 ,随 车质量证明文件与钢管标记相符 。根据钢管质量证 明书化学成分与力学性能分析 ,质量符合产品标准 要求 ,钢管碳当量在 0134% ～0137%间 ,材料焊接 性能较好 。
收稿日期 : 2009203206 作者简介 :石 平 (19722) ,男 ,浙江杭州人 ,高级工程师 ,学士 ,主要从事压力管道 、压力容器和锅炉等承压类特种设 备检验和研究工作 。电话 : (0571) 86025622。
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f. 在焊接时 ,两台吊机分别吊住两侧钢管的中 心 ,保护对口质量和钢管受力平衡 。当施工现场地 耐力水平差时 ,由于吊机自重大 ,地基无法承受吊机 重量 ,会不断发生不均匀沉降 ,从而改变钢管和焊缝 的受力状态 ,焊缝从受到吊机向上的拉力变成承受 拉力和扭矩的同时作用 ;
g. 由于采用流水线作业方式 ,在第一只焊口的 焊接过程中 ,第二只焊口开始组对 、焊接 ,这些工作 也会对第一只焊口增加附加应力 ;
焊缝采用带钝边的单面 V 型坡口 (坡口由制管 厂机械加工完成 ,运输过程中有专用坡口保护器保 护 ) ,简要焊接工艺程序如下 :
a. 焊缝坡口及钢管内 、外表面清理 ; b. 管墩制作 (由挖土机挖土堆成 ,每根钢管二 个 ) 、钢管就位 ; c. 内对口器就位及组对 ; d. 坡口组对检查 ; e. 预热 (100～150℃,红外测温仪检查 ) ;
4。
化学成份
表 2 焊条化学成分
(% )
Cห้องสมุดไป่ตู้
Si Mn
P
S
学性能见表 2 和表 3,焊丝为 HOBART BROTHERS
Fox CEL 6010 0. 12 0. 19 0. 52 0. 009 0. 009
生产的 E71T8 - N i1J (制造标准 : AW S A5129 - 98;
表 3 钢管 、焊条和焊丝力学性能
材料名称
L450MB Fox CEL 6010 E71T8 - N i1J
σs0. 2 /M Pa 475 500 505 (σs0. 5)
481 480
σb /M Pa 625 645 650
586 578
δ/ ( % ) 28 27 26
27 26. 2
AKV /J
207 188 215 ( - 20 ℃) 73 68 68 64 57 ( - 30 ℃)
摘 要 :在江南水网软土地质情况下 ,大口径高强钢管线工程施工时 ,管道根焊六点钟部位 承受复杂的受力状况 ,在钢管组焊过程中 ,当焊接接头强度不足时 ,容易产生裂纹缺陷 。结合 浙江某天然气长输管道工程在试验段施工过程中出现的问题进行了原因分析和对策论述 。