直缝埋弧焊钢管焊缝横向裂纹产生原因分析

焊缝横向裂纹产生的原因和解决方法一、概述在工业生产中，焊接是一种常见的连接方法，它在机械制造、建筑工程、航空航天等领域都有广泛的应用。

然而，在焊接过程中，随之而来的焊接缺陷也是一个不容忽视的问题。

其中，焊缝横向裂纹是一种常见的缺陷，它不仅会影响焊接质量，还可能引发安全事故。

了解焊缝横向裂纹产生的原因和解决方法具有重要的意义。

二、焊缝横向裂纹的原因1. 焊接材料的选择不当在进行焊接时，选用的焊接材料可能会对焊接质量产生重要影响。

如果选择的焊接材料强度不足或者与母材的化学成分不匹配，就会导致焊接过程中出现应力集中，从而容易产生横向裂纹。

2. 焊接工艺参数不合理焊接工艺参数是影响焊接质量的重要因素之一。

如果焊接电流、电压、速度等参数设置不合理，就会造成焊接过程中的温度分布不均匀，从而引起焊缝横向裂纹的产生。

3. 材料表面不洁净焊接前需要对要焊接的材料表面进行清洁处理，以保证焊接质量。

如果没有进行彻底的清洁处理，就会导致焊接材料表面附着有杂质，这些杂质会影响焊接的质量，增加裂纹的产生可能性。

4. 焊接残余应力在焊接过程中，由于温度的变化和热量的不均匀分布，容易产生残余应力。

这些残余应力会导致焊接部位的局部变形，最终导致焊缝横向裂纹的产生。

5. 设计缺陷在一些情况下，焊接工件的设计本身存在缺陷，比如焊缝的设计不合理、板材的厚度悬殊等，都会增加焊缝横向裂纹的发生。

三、焊缝横向裂纹的解决方法1. 优化焊接材料的选择在进行焊接前，需对焊接材料进行严格的选择，确保其与母材的化学成分匹配，且具有足够的强度。

对于使用对焊材料的情况，需要对搭铁焊接材和母材的化学成分及性能进行检测。

2. 合理设置焊接工艺参数合理设置焊接工艺参数是避免焊缝横向裂纹产生的重要手段。

在进行焊接前，需要根据具体的情况合理地设置焊接电流、电压、速度等参数，确保温度的均匀分布和焊接的质量。

3. 加强材料表面清洁处理在进行焊接前，需要对焊接材料表面进行严格的清洁处理。

直缝埋弧焊钢管焊缝横向裂纹产生原因分析摘要:针对直缝埋弧焊钢管生产过程中的焊缝横向裂纹,从焊接过程中的应力状态和生产工艺方面分析了焊缝横向裂纹产生的原因,并指出通过改进焊接材料及相关的焊接设备、降低焊接时的低熔点杂质铜含量以及降低焊接过程中的纵向拉应力等途径可有效防止焊缝横向裂纹的产生,保证焊接质量。

1 直缝埋弧焊钢管焊缝存在的横向裂纹管线钢属微合金化控轧钢,可焊性好,使用埋弧焊进行焊接时,焊缝很少有裂纹出现,但在直缝埋弧焊钢管生产过程中,某几个规格的钢管焊缝检测到横向裂纹。

该钢管长度12m,壁厚10~30mm,直径508~1 422 mm,采用JCO成型,二氧化碳+Ar气连续预焊进行打底,3~4丝埋弧自动焊进行内外焊缝一次焊接成型,水柱式耦合超声波自动探伤进行检测,在内外焊缝上均发现过位于焊缝边缘的横向热裂纹,从焊趾向焊缝中心开裂,裂纹的长度为2~5mm,深度从焊缝表面开始向下1~2 mm,大部分裂纹在焊缝加强高度内,如图1所示。

2 裂纹检验分析通过对裂纹金相试样的检测,在焊缝裂纹表面有清晰可见的铜斑,经委托天津大学、北京钢铁研究院等单位进行电镜扫描分析证实,在裂纹表面有大量的铜存在,铜是引起焊缝产生裂纹的主要原因。

根据对裂纹的检测分析结论,为最大限度降低焊缝中的铜含量,对焊接材料及焊接设备进行了改进:与焊丝厂合作将镀铜焊丝改为不镀铜焊丝;定期更换导电杆内聚四氟乙烯软管,防止导电杆磨损;改用硬质合金导电嘴,减少导电嘴因磨损产生的铜屑;使用新焊剂并定期清理焊接机头等。

采用以上措施后,焊缝横向裂纹的数量明显减少,但仍有少量的裂纹产生。

3焊接应力状态对产生裂纹的影响从理论上分析,引起焊缝热裂纹的原因有两点:一是低熔点杂质,二是焊接过程中的拉应力。

将低熔点杂质铜的来源降到最低后仍有裂纹产生,需要从焊接应力方面寻找解决办法。

钢管生产过程中出现的焊缝横向裂纹的统计情况表明,裂纹的分布规律是:薄壁管和厚壁管较少、中间壁厚(12~16mm)较多;大管径较少,小焊管管径较多。

以下为焊接裂纹产生原因及防治措施，一起来看看吧。

1、焊接裂纹的现象在焊缝或近缝区，由于焊接的影响，材料的原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为焊接裂缝，它具有缺口尖锐和长宽比大的特征。

按产生时的温度和时间的不同，裂纹可分为：热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀裂纹和层状撕裂。

在焊接生产中，裂纹产生的部位有很多。

有的裂纹出现在焊缝表面，肉眼就能观察到；有的隐藏在焊缝内部，通过探伤检查才能发现；有的产生在焊缝上；有的则产生在热影响区内。

值得注意的是，裂纹有时在焊接过程中产生，有时在焊件焊后放置或运行一段时间之后才出现，后一种称为延迟裂纹，这种裂纹的危害性更为严重。

2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害大的缺陷，除了降低焊接接头的承载能力，还因裂缝末端的尖锐缺口将引起严重的应力集中，促使裂缝扩展，最终会导致焊接结构的破坏，使产品报废，甚至会引起严重的事故。

通常，在焊接接头中，裂缝是一种不允许存在的缺陷。

一旦发现即应彻底清除，进行返修焊接。

3、焊接裂纹的产生原因及防治措施由于不同裂缝的产生原因和形成机理不同，下面就热裂缝、冷裂缝和再热裂缝三类分别予以讨论。

3.1、热裂纹热裂缝一般是指高温下（从凝固温度范围附近至铁碳平衡图上的A3线以上温度）所产生的裂纹，又称高温裂缝或结晶裂缝。

热裂缝通常在焊缝内产生，有时也可能出现在热影响区。

原因：由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层存在形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂缝。

此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，则在加热温度超过其熔点的热影响区，这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开而形成热影响区液化裂缝。

总之，热裂缝的产生是冶金因素和力学因素综合作用的结果。

防治措施：防止产生热裂缝的措施，可以从冶金因素和力学因素两个方面入手。

控制母材及焊材有害元素、杂质含量限制母材及焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体）中易偏析元素及有害杂质的含量。

摘要：简要介绍了水柱式（射流）超声波探伤的工作方式及原理。

分别采用手动超声波探伤、X射线拍片、荧光磁粉检查及金相分析等方法，对X65级准660 mm×12.7 mm直缝埋弧焊管生产过程中发现的焊缝横向裂纹进行了分析及识别。

分析了横向裂纹的形成机理，并通过控制焊缝中S和P等有害杂质元素的含量，优化焊接工艺，做好焊接前原料（如板边坡口）的除锈等，改善焊接环境等措施，可有效防止和消除焊缝横向裂纹的产生，保证焊管焊缝质量。

1水柱式（射流）超声波探伤简介在直缝埋弧焊钢管生产检验过程中，存在于焊缝中危害最大的缺陷是裂纹等线性缺陷。

为保证钢管焊缝的内在质量，必须要准确地检测到焊缝的裂纹缺陷，并有效控制裂纹的产生。

渤海装备巨龙钢管有限公司生产直缝埋弧焊钢管时，要对全焊缝进行100%在线超声波探伤，探伤时采用水柱式（射流）耦合。

水柱式（射流）超声波探伤是在探头和钢管之间通过射流水柱进行耦合，水柱高度一般在5～10 mm之间。

调整探头纵波的入射角（一般控制在18°～22°之间），使探头发出的纵波声束通过水钢界面入射到钢管焊缝中，再通过波形转换实现对钢管焊缝的探伤。

水柱式（射流）超声波探伤工作方式及原理如图1所示。

为了检测直缝埋弧焊钢管焊缝或热影响区的横向缺陷，在实际工作中采用2个横向探头骑在焊缝上进行扫查。

探头发出的纵波声束通过水钢界面，使钢中横波探头折射角βs=45°，从而实现对焊缝中横向缺陷的纯横波探伤。

2 超声波自动探伤时发现的问题对X65级准660 mm×12.7 mm直缝埋弧焊管焊缝进行超声波自动探伤时，连探横向探头报警，连探图形显示横向缺陷，如图2所示。

此类缺陷有以下特点：①缺陷在扩径、水压前的1#超声波自动探伤检测过程中被发现，表明该缺陷在焊接后就已存在；②在检测焊缝内表面时，横向探头发现该缺陷，缺陷波形独立并超出报警极限；③受此类缺陷自身深度或角度以及透照方向的影响，X射线拍片有时能发现，但拍出的底片影像模糊，失去缺陷的基本特征。

弧焊开裂的原因弧焊是一种常见的焊接方法，通过电弧的加热作用将金属材料熔化并连接在一起。

然而，有时候在弧焊过程中会出现开裂的问题，这不仅会影响焊接质量，还可能降低焊接接头的强度。

那么，究竟是什么原因导致了弧焊的开裂呢？焊接过程中的温度变化是导致开裂的主要原因之一。

在焊接时，金属材料会被加热至高温状态，然后迅速冷却。

这种温度变化会导致焊缝内部的应力累积，从而引起开裂。

特别是对于高碳钢等易于形成脆性组织的材料来说，更容易出现开裂问题。

焊接材料的选择也会影响焊接接头的开裂倾向。

当焊接材料的化学成分与基材不匹配时，焊缝中会产生不均匀的组织结构，从而增加了开裂的风险。

此外，焊接材料的冷脆性也会影响接头的开裂倾向。

如果焊接材料本身具有较高的冷脆性，那么在焊接过程中会更容易出现开裂问题。

焊接工艺参数的选择也对开裂问题起着重要的影响。

焊接电流、电压、焊接速度等参数的不当选择会导致焊缝内部应力的积累，从而引起开裂。

例如，焊接电流过大会导致焊缝过热，焊接速度过快会使焊缝冷却不充分，这些都会增加焊接接头开裂的风险。

焊接过程中的环境条件也可能导致开裂问题。

如果焊接工作环境中存在较高的湿度或者气体含量较高，焊接接头中可能会出现氢等金属元素的吸收，进而引起氢脆性开裂。

因此，在焊接过程中要注意保持焊接环境的干燥和清洁。

焊接过程中的焊接顺序和焊接方式也会对开裂问题产生影响。

如果焊接顺序不合理，焊缝内的应力可能无法得到充分的释放，从而导致开裂。

同时，焊接方式的选择也应根据具体情况进行调整，以减少焊接接头的应力集中，进而降低开裂的风险。

弧焊开裂的原因主要包括焊接温度变化、焊接材料选择、焊接工艺参数、环境条件和焊接顺序、焊接方式等多个方面。

为了避免开裂问题的发生，我们应该在焊接过程中注意控制焊接温度，选择合适的焊接材料，合理选择焊接工艺参数，保持良好的焊接环境，合理安排焊接顺序和选择适当的焊接方式。

通过这些措施的综合应用，可以有效降低弧焊开裂的风险，提高焊接接头的质量和强度。

我国自西气东输以来大口径直缝埋弧焊管的用量就不断开始攀升，各个生产线也相继投入生产。

有资料显示我国的大口径直缝埋弧焊管年生产量已超过500万吨，存在产能过剩的现象，而其中很多都属于低端产品，总体质量亟待提升[1]。

关乎直缝埋弧焊管质量的标准主要有两个，就是钢管的理化性能和是否存在缺陷，理化性能主要由钢板、焊丝和焊剂以及相关生产工艺决定，之后再进行专业的理化性能检测；而钢管的缺陷与钢板质量和焊材质量以及生产设备相关。

缺陷会引发应力集中从而降低钢管的使用寿命，甚至有可能出现泄漏或爆炸。

文章旨在研究钢管的生产质量，对常见缺陷进行分析，从而找到相应的预防措施，以期更进一步提升目前的钢管质量。

1 外部可视的常见缺陷钢管的外部可视缺陷主要包括以下几种。

其一，不够笔直，指的是钢管存在弯曲现象。

主要由直缝埋弧焊管在单侧焊缝后导致、或是钢管在扩径时存在受力不均匀、亦或者是水压时应力与钢管的屈服度之间存在较大差异。

其二，椭圆，指钢管存在不规则圆形，原因：钢管成型参数和扩径参数存在不合理现象。

其三，内翻或外翻，指钢管的轮廓线存在局部误差，出现内翻或是外翻现象。

原因：钢管的预弯或者成型曲率存在不合理。

其四，压坑，指钢管外部存在外物导致的凹形痕迹。

原因：钢板铣边、成型和预弯以及扩径中可能有铣屑或异物进入。

其五，划伤，指钢管表面存在较深的划痕。

原因：钢板运输时误伤、生产过程中在纵向或横向时有尖锐异物出现。

其六，摩擦伤痕，表现为中间较深而两侧较浅的划痕，偶尔会对称出现。

产生原因为输送时辊道转动所导致。

2 焊接常见缺陷（1）咬边。

咬边指焊缝金属在靠近焊趾母材时造成的卡槽或未填满现象。

原因：焊接时熔池受力出现异常所导致。

预防措施主要为保证熔池的热量供应、通过调节送丝系统和焊接工艺参数来确保电弧处于稳定状态、让焊接坡口处于平焊状态、查找外力源并将其消除；还需要让焊丝轴线和坡口横截面处于垂直状态或者是选用细丝来焊接，尽可能减少其他磁场带来的干扰。

埋弧焊纵焊缝终端裂纹原因分析及预防措施(正式)Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.编订：__________________单位：__________________时间：__________________Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-7530-73 埋弧焊纵焊缝终端裂纹原因分析及预防措施(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。

下载后就可自由编辑。

一、概述在压力容器制造中,当采用埋弧焊焊接筒体纵焊缝时,经常会在纵焊缝的端部或靠近端部处产生裂纹(以下简称终端裂纹)。

对此问题已有不少人进行了研究,认为产生终端裂纹的主要原因是当焊接电弧接近纵焊缝终端时,焊缝在沿轴向膨胀变形的同时,还伴随有垂直轴向方向的横向张开变形;而筒体在卷制及制作装配过程中也存在着冷作硬化应力和组装应力;在焊接过程中,因终端定位焊缝及引弧板的拘束作用,在焊缝终端产生较大的拉伸应力;当电弧移动到终端定位焊缝和引弧板上时,由于该部位受热膨胀变形,使焊缝终端的横向拉伸应力得到松弛,拘束力减小,便使焊缝终端刚刚凝固的焊缝金属受到较大的拉应力而形成终端裂纹。

根据上述原因分析提出了两项解决的对策:一是增加引弧板的宽度以增加其拘束力;二是采用开槽的弹性拘束引弧板。

但是我们在实践中采取上述对策后,问题还是没有得到有效解决:如虽然采用了弹性拘束引弧板,但仍然会产生纵焊缝的终端裂纹,且在焊接厚度较小,钢性较小而经强制装配的筒体时也常有终端裂纹发生等;然而,当在筒体纵焊缝的延长部位带有产品试板时,虽然定位焊等情况与未带产品试板时相同,却很少产生纵缝产生终端裂纹。

老师傅不外传的秘籍：焊缝横向裂纹产生的原因和解决方法目前，焊缝「横向裂纹」正肆无忌惮地横扫着中国焊接制造业，为各大企业带来重大的损失。

特别是做海外工程交货到国外后才发现「超级延迟」的横向裂纹，最后被业主要求惩罚性的巨额赔偿，令各大企业损失巨额金钱和商誉。

(远东无损检测信息网:近年国内知名钢结构公司国际钢结构工程中，据了解有两家陷入横向裂纹事件，损失惨重，其中有一家被德国客户索赔6亿欧元)。

企业为了返修和重复检测不知花费多少人力物力和时间，可以用疲于奔命来形容。

是什么原因造成横向裂纹呢？怎样解决呢？我相信我有些方法可以把横向裂纹减至最少。

而且是很便宜的方法。

请看我以下的分析和解释。

横向裂纹产的原因分析什么原因造成「横向裂纹」呢？有很多人都在调查研究，却无法找出真正原因和彻底解决的办法。

根据我这些年来在国内外的调查研究结果，我发现横向裂纹主要在埋弧焊(SAW)和气体保护药芯焊(CO2+FCAW)这两种焊接方法中产生，特别是CO2气体保护药芯焊。

我认为产生的原因不是单一因素造成的，正如我朋友说的，安全事故至少由两个以上的原因造成，比如说有人高处跳下由于地面是倾斜不平的，结果把腰给折伤了。

如果说地面是平坦的跳下没事，反过来说此人不跳下来那怕地面有刀子也没事啊!这就是说最少两个因素才造成安全事故。

横向裂纹则何止两个因素，它是多种因素造成的，我觉得用癌症的癌字来比喻横向裂纹最恰当。

我们的老祖宗在创造这个癌字时就告诉我们，癌症的癌字本身就是个病，它是由三个口吃进大量的毒素堆积如山才形成癌症的。

横向裂纹在我们常规的焊接中是很少见的，例如:气孔、夹渣、未熔合、咬边等是常见的，好象我们经常会有点伤风感冒和拉肚子；偶尔也会出现纵向裂纹和焊趾边冷裂纹，也像我们在体育运动时不小心发生断手断脚的意外，这也是容易理解和防范的，而癌症是很少见的，但是见到它时已经是为时已晚了，判若死刑了几乎是没得救了。

横向裂纹也像癌细胞会扩散转移一样，返修时真是越修越裂，跟着气刨跑，遍地开花没办法修理。

一、焊接横向裂纹产生原因：1、应力作用。

即钢管成型后的残余应力和焊接应力。

2、焊接工艺不合理。

如焊缝成形系数过小、预热温度不够或未进行焊前预热、焊接线能量过大、焊接后热处理不当、保温时间太短等。

3、由于氢的存在。

如焊剂烘干不够，预热温度不充分或未进行焊前预热、以及多层焊的层间温度不够。

4、冶金因素。

焊接过程中有低熔点杂质进入，如铜及铜合金。

铜的来源主要有焊丝表面所镀的用于防止焊丝锈蚀的铜，或者导电嘴、铜合金导电杆内壁被磨损产生的铜。

这些铜屑从导电嘴内孔进入焊剂，在焊接过程中接触焊接熔池导致横向裂纹。

二、控制措施：1、焊管成型。

为了合理控制残余应力，不仅需要采用针对性的设备和工艺，还需要在钢管成型前进行必要的成型工艺评定，对成型的设备、材料、产品的规格、预弯的程度、成型的速度、成型的压力、参数等进行试验和评定，合格后方进行焊管成型。

2、焊前预热。

要根据具体的材质、具体的工作环境确定预热及层间温度。

3、焊接工艺。

1）埋弧焊时，为了减少焊接热输入，不建议采用多丝焊，建议尽量采用单丝多道焊，焊道平行排列，且每条焊道的宽度控制在15min以内；层间温度控制在110-250℃。

2）严格控制焊道宽度焊道越宽，产生横裂的可能性越大。

焊接时，要尽量地采用窄焊道，多分道，减少焊道宽度，减少热输入。

4、焊接材料1）焊丝。

选择低强度的焊丝，这样可以适当降低焊缝的碳当量，提高焊缝的塑性，有助于减少焊接裂纹的产生。

同时注意使用不镀铜的焊丝，防止铜或铜合金进入焊缝熔池。

另外需要注意防潮和防生锈。

2）焊剂。

焊剂在使用前必须按照焊剂厂家推荐的烘干工艺烘干，烘干后在烘箱内进行保温，不可烘干后就倒出来，防止受潮。

及时对使用中的焊剂进行磁选，磁选后放进保温桶中储存，防止在空气中受潮。

及时更换焊剂，防止流落到焊剂内的铜及铜合金交换污染。

3）焊后保温、缓冷。

春秋两季，焊接好后可以在室温下直接暴露在空气中缓冷。

春冬两季，焊接好以后可以在室温下用保温棉把焊缝两面覆盖，在空气中缓冷。

埋弧焊纵焊缝终端裂纹原因分析及预防措施newmaker摘要：从焊缝的温度变化、受力情况以及焊接热输入能量等方面分析了埋弧焊纵焊缝端部产生裂纹的原因，制定了预防终端裂纹产生的措施。

一、概述在压力容器制造中，当采用埋弧焊焊接筒体纵焊缝时，经常会在纵焊缝的端部或靠近端部处产生裂纹(以下简称终端裂纹) 。

对此问题已有不少人进行了研究，认为产生终端裂纹的主要原因是当焊接电弧接近纵焊缝终端时，焊缝在沿轴向膨胀变形的同时，还伴随有垂直轴向方向的横向张开变形；而筒体在卷制及制作装配过程中也存在着冷作硬化应力和组装应力；在焊接过程中，因终端定位焊缝及引弧板的拘束作用，在焊缝终端产生较大的拉伸应力；当电弧移动到终端定位焊缝和引弧板上时，由于该部位受热膨胀变形，使焊缝终端的横向拉伸应力得到松弛，拘束力减小，便使焊缝终端刚刚凝固的焊缝金属受到较大的拉应力而形成终端裂纹。

根据上述原因分析提出了两项解决的对策：一是增加引弧板的宽度以增加其拘束力；二是采用开槽的弹性拘束引弧板。

但是我们在实践中采取上述对策后，问题还是没有得到有效解决：如虽然采用了弹性拘束引弧板，但仍然会产生纵焊缝的终端裂纹，且在焊接厚度较小，钢性较小而经强制装配的筒体时也常有终端裂纹发生等；然而，当在筒体纵焊缝的延长部位带有产品试板时，虽然定位焊等情况与未带产品试板时相同，却很少产生纵缝产生终端裂纹。

经过反复试验和分析，我们认为纵缝终端裂纹的产生，虽然与终端焊缝处不可避免地存在着较大的拉伸应力有关，同时还与其他几个极为重要的原因有关。

二、终端裂纹产生的原因分析1. 终端焊缝部位温度场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。

因为引弧板的尺寸远比筒体小，其热容量也小得多，而引弧板与筒体之间只靠定位焊连接，故可视为大部分不连续。

所以终端焊缝部位的传热条件是很差的，致使该部位局部温度升高，熔池形状发生变化，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，尤其当引弧板尺寸过小，引弧板与筒体之间的定位焊缝过短、过薄时更为显著。

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。

直缝埋弧焊收弧段焊缝裂纹原因解析和预防郁俊（江苏常州 2013012）摘要：（近年来，随着电网产品的标准化设计越来越规范，装备制造业也有着飞速发展，焊接作为其中的一道特殊工序，其重要性显得越来越突出。

同时，在焊接过程中容易产生的缺陷，也越来越被重视和深入研究。

本文就直缝埋弧焊工序容易产生的收弧段裂纹进行原因解析，以及有针对性的进行预防，提出切实可行的预防措施。

）关键词：（直缝埋弧焊收弧裂纹解析和预防）0 引言随着电网标准化设计的推广，电力装备制造业经历着前所未有的机遇和挑战，在产量与质量的权衡中，往往是顾此失彼。

其中焊接作为一道特殊工序，成为装备制造的必谈话题，而焊缝的质量关系着产品有没有达到设计意图，以及有没有满足标准化设计的应用要求，焊缝质量来不得半点马虎。

其中，各制管加工单位均遇到过直缝埋弧焊管终端容易产生裂纹的问题，本文就其成因进行分析，同时用实际加工经验提出切实可行的预防措施，从源头上杜绝焊缝终端裂纹的产生。

1发生现象由专业制管厂商制造的直缝埋弧焊管，因其加工制造的质量和进度受控，加上其成本相对采购成品钢管而言较为合算，因此众多需要直缝埋弧焊管的厂家选择自行折弯制管。

目前，较为流行的是JCOE或UOE钢管成型工艺。

通过翻阅数年来的折弯钢管埋弧焊检验记录数据，以及对照专业制管厂家的实际操作结果，结合多年来的经验积累发现，自行折弯加工的直缝埋弧焊管都存在着一个普遍的焊缝问题——收弧段焊缝容易产生裂纹。

2 原因解析自行折弯加工的直缝埋弧焊钢管当焊接电弧接近纵焊缝终端时，焊缝在沿轴线向膨胀变形的同时，还伴随有垂直轴向方向的横向张开变形；而钢管在折弯卷制过程中也存在着冷作硬化应力和组装应力；在焊接过程中，因焊缝终端定位焊缝及引、熄弧板的拘束作用，在焊缝终端产生较大的拉伸应力；当电弧移动到终端定位焊缝和引、熄弧板上时，由于该部位受热膨胀变形，使焊缝终端的横向拉伸应力得到松弛，拘束力减小，便使焊缝终端刚刚凝固的焊缝金属受到较大的拉应力，从而形成终端裂纹。

焊接产生裂纹的原因焊接是通过加热金属材料使其熔化，然后冷却使其固化，以实现金属材料的连接。

然而，在焊接过程中，由于温度变化和热应力的作用，容易引起焊接件出现裂纹。

裂纹的产生主要是由以下几个原因引起的：1. 冷裂：冷裂是焊接过程中最常见的一种裂纹。

在焊接件的冷却过程中，由于焊缝和母材之间的冷却速度不同，会产生应力差，从而引起裂纹的产生。

冷裂主要有两种类型，即热裂和冷滴。

- 热裂：热裂主要是由于焊接区域的温度升高而引起的。

当焊接区域的温度升高到一定程度时，会引起焊件的变形和应力集中，从而导致裂纹的产生。

热裂一般发生在高碳钢、不锈钢等易于形成脆性组织的金属材料上。

- 冷滴：冷滴是焊接过程中由于焊料凝固过程中的收缩而引起的裂纹。

焊料在凝固过程中发生收缩，由于焊件的约束作用，会导致焊缝区域的应力集中，从而引起裂纹的产生。

2. 热裂：热裂是在焊接过程中，由于焊接区域的温度升高，引起金属材料发生相变而引起的裂纹。

一般来说，热裂主要发生在高碳钢、不锈钢、铜合金和铸铁等金属材料上。

3. 应力腐蚀裂纹：应力腐蚀裂纹是由于金属材料在有外界应力和腐蚀介质的作用下，产生了腐蚀损伤而引起的裂纹。

焊接过程中，焊件可能会受到外界应力和腐蚀介质的共同作用，从而引起应力腐蚀裂纹的产生。

应力腐蚀裂纹对焊接件的结构安全性造成很大威胁，需要进行预防和控制。

对于裂纹的产生，我们可以通过以下方法进行预防和控制：1. 选择合适的焊接材料：在进行焊接时，应根据具体的焊接工艺和要求，选择合适的焊接材料。

避免使用容易产生裂纹的高碳钢、不锈钢等材料，同时注意材料的成分和组织结构对裂纹的影响。

2. 控制焊接参数：合理控制焊接的温度、焊接速度、焊接电流等参数，避免焊接过程中的温度变化和应力集中。

合理的焊接参数对减少焊接裂纹的产生起到重要作用。

3. 提高焊接工艺：采用先进的焊接技术和工艺，如预热、热处理、加强焊接件的支撑等，可以减小焊接裂纹的产生。

4. 进行焊缝设计：合理设计焊缝结构，避免出现应力集中的地方，减少焊接裂纹的产生。

钢结构焊接裂纹的原因及预防措施(一)热裂纹热裂纹是指高温下所产生的裂纹，又称高温裂纹或结晶裂纹，通常产生在焊缝内部，有时也可能出现在热影响区，表现形式有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹。

其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。

此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开。

总之，热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。

针对其产生原因，其预防措施如下：(1)限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应控制硫、磷的含量和降低含碳，一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.04 5% ，磷的含量不应大于0.055% ;另外钢材含碳量越离，焊接性能越差，一般焊缝中碳的含量控制在0.10% 以下时，热裂纹敏感性可大大降低。

(2)调整焊缝金属的化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝品粒，以提高其塑性，减少或分散偏析程度，控制低熔点共品的有害影响。

(3)采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的杂质含摄，改善结晶时的偏析程度。

(4)适当提高焊缝的形状系数，采用多层多道焊接方法，避免中心线偏析，可防止中心线裂纹。

(5)采用合理的焊接顺序和方向，采用较小的焊接线能超，整体预热和锤击法，收弧时填满弧坑等工艺措施。

(二) 冷裂纹冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内(300—200℃以下)产生的，可以在焊接后立即出现，也可以在焊接以后的较长时间才发生，故也称为延迟裂纹。

其形成的基本条件有3个：焊接接头形成淬硬组织;扩散氢的存在和浓集;存在着较大的焊接拉伸应力。

其预防措施主要有：(1)选择合理的焊接规范和线能，改善焊缝及热影响区组织状态，如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出。

焊接裂纹形成的原因及防止措施焊接裂纹是在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙。

它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，易引起较高的应力集中，而且有延伸和扩展的趋势，所以，也是最危险的焊接缺陷。

裂纹常有热裂纹、冷裂纹以及再热裂纹（消除应力处理裂纹）。

一、热裂纹形成及防止常见的热裂纹有两种：结晶裂纹、液化裂纹。

结晶裂纹是焊接熔池初次结晶过程中形成的裂纹，是焊缝金属沿初次结晶晶界的开裂。

而液化裂纹是紧靠熔合线的母材晶界被局部重熔，在收缩力的作用下而产生的裂纹。

结晶裂纹产生的原因：焊接时，熔池在电弧热的作用下，被加热到相当高的温度，而受热膨胀，而母材却不能自由收缩，于是高温的熔池受到一定的压力。

当熔池开始冷却时，就以半融化的母材为晶核开始处结晶。

最先结晶的是纯度较高的的合金。

最后凝固的是低熔点共晶体。

低熔点共晶物的多少取决于焊缝金属中C、S、L等元素的含量。

当含量较少时，不足以在初生晶粒间形成连续的液态膜。

焊接熔池的冷却速度极快，低熔点共晶物几乎与初析相同时完成结晶。

因此连续冷却的金属熔池虽然受到收缩应力的作用也不至于产生晶间裂纹。

当低熔点共晶体量较多时，情况就不同了，初次结晶的偏析程度较大，并在初次结晶的晶体之间形成晶间液膜，当熔池冷却收缩时，被液膜分割的晶体边界就会被拉开就形成了裂纹。

这是主要原因，另有两个其它原因：一是焊缝金属所经受的应变增加速度大于低熔点共晶物凝固的速度；另外，初生晶体的张大方向和残留低熔共晶体的相对位置的影响。

可见，关键的措施就是：1、应严格控制焊缝金属中C、S、P和其它易形成低熔点共晶体的合金成分的含量，这些元素和杂质的含量越低，焊缝金属的抗裂纹能力越大。

当焊缝中C>0.15%,S>0.04%就可能有裂纹出现，如果母材中含碳量很高，就要控制焊接材料的成分，以使混合后的碳含量降下来。

2、改变焊缝横截面的形状也就改变了焊接熔池的结晶方向，使之有利于将低熔点共晶体推向不易产生裂纹的位置。

API 2W GR50直缝焊管横向裂纹分析及处理作者：季小波田杨来源：《山东工业技术》2018年第22期摘要：在API 2W GR50材质的埋弧直缝管（JCOE工艺）上发现大量穿过热影响区的横向裂纹，经过对母材、焊材、生产过程等因素的讨论，分析了裂纹产生的可能原因，并制定了返修措施。

关键词：API 2W GR50；埋弧直缝管；横向裂纹DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.22.0331 问题简述API 2W GR50 是海洋结构用热机械控轧（TMCP）钢板，日前公司承接的澳大利亚码头支撑模块主体采用管子桁架结构（图1），管子为API 2W GR50材质板材通过直缝埋弧焊（JCOE）生产得到，管子壁厚范围为25mm至50mm，直径范围为600mm至1500mm。

JCOE生产工艺简单，采用多丝埋弧生产效率高，被广泛应用在预制管，但本项目的中直缝埋弧焊预制管在无损检测抽查时在发现大量穿过热影响区的横向裂纹（图2）。

针对此现象，采取了以下措施。

2 情况调查（1）母材：经实测，母材化学成分及各项力学性能符合标准。

（2）焊材熔覆金属化学成分及力学性能实测值符合标准。

（3）坡口形式如图3。

（4）焊接工艺：首先在管体外侧使用实心焊丝打底，然后使用双丝埋弧焊焊接内侧坡口，外侧不清根，最后使用三丝埋弧焊焊接外侧坡口，打底前的预热温度不小于65℃，焊丝纵向间距约20mm，电流电压参数如下：3 裂纹类型分析经查，所有抽查发现横向裂纹的管子在焊后48h都经过了独立的两方UT检查，当时均未发现裂纹，且已知的横向裂纹在后续检查中发现有缓慢长达的情况，判断为延迟裂纹。

4 原因分析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、焊接接头的拘束应力是延迟裂纹的三大要素，从这三个要素上分析裂纹的产生原因[1]。

（1）钢材的淬硬倾向。

API 2W GR50的碳当量CEIIW=0.36%由于多丝埋弧焊的热输入较大，导致热影响区奥氏体晶粒易粗化。

埋弧焊时可能产生的主要缺陷，除了由于所用焊接工艺参数不当造成的熔透不足、烧穿、成形不良以外，还有气孔、裂纹、夹渣等。

本节主要叙述气孔、裂纹、夹渣这几种缺陷的产生原因及其防止措施。

1. 气孔埋弧焊焊缝产生气孔的主要原因及防止措施如下：1)焊剂吸潮或不干净焊剂中的水分、污物和氧化铁屑等都会使焊缝产生气孔，在回收使用的焊剂中这个问题更为突出。

水分可通过烘干消除，烘干温度与肘间由焊剂生产厂家规定。

防止焊剂吸收水分的较好方法是正确肋储存和保管 6 采用真空式焊剂回、收器可以较有效地分离焊剂与尘土，从而减少回收焊剂在使用中产生气孔的可能性。

2) 焊接时焊剂覆盖不充分由于电弧外露并卷入空气而造成气孔。

焊接环缝时，特别是小直径的环缝，容易出现这种现象，应采取适当措施，防止焊剂散落。

想学习电焊技术的，可以到博德职业培训学校选择相关培训课程，作为一个专注培训技术型的专业学校。

坚持操作实践，排难解惑，探讨共进。

3)熔渣粘度过大焊接时溶入高温液态金属中的气体在冷却过程中将以气泡形式溢出。

如果熔渣粘度过大，气泡无法通过熔渣，被阻挡在焊缝金属表面附近而造成气孔。

通过调整焊剂的化学成分，改变熔渣的粘度即可解决。

4)电弧磁偏吹焊接时经常发生电弧磁偏吹现象，特别是在用直流电焊接时更为严重。

电弧磁偏吹会在焊缝中造成气孔。

磁偏吹的方向、受很多因素的影响，例如工件上焊接电缆的联接位置：电缆接线处接触不良、部分焊接电缆环绕接头造成的二次磁场等。

在同一条焊缝的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。

在接近端部的一段焊缝上，磁偏吹更经常发生，因此这段焊缝气孔也较多。

为了减少磁偏吹的影响，应尽可能采用交流电源;工件上焊接电缆的联接位置尽可能远离焊缝终端;避免部分焊接电缆在工件上产生二次磁场等。

5) 工件焊接部位被污染焊接坡口及其附近的铁锈、油污或其他污物在焊接时将产生大量气体，促使气孔生成，焊接之前应予清除。

2. 裂纹通常情况下，埋弧焊接头有可能产生两种类型裂纹，即结晶裂纹和氢致裂纹。

焊缝开裂原因哎呀，焊缝开裂这事儿可有点复杂呢。

咱们得好好唠唠。

1. 材料方面材料的质量要是不过关啊，那可就容易出问题。

比如说，要是钢材本身有杂质，像那些小小的硫化物或者氧化物啥的，在焊接的时候，就可能让焊缝变得脆弱。

就好比一个队伍里有几个拖后腿的，整体实力就下降了。

钢材要是强度不够，承受不住焊接过程中的应力，那焊缝也容易开裂。

这就像一个人身体本来就弱，还非要干重活，肯定受不了呀。

材料的匹配性也很重要。

如果焊条或者焊丝和被焊接的材料不匹配，就像两个人合不来还非要一起干活，那肯定干不好。

比如说，用的焊条熔点和被焊接材料熔点相差太大，焊接的时候就不能很好地融合在一起，时间一长，焊缝就可能开裂了。

2. 焊接工艺焊接电流的大小可是个关键因素。

电流要是太大了，就会把焊缝烧得过热，就像煮饭火太大，饭就糊了一样。

这样焊缝的组织就会变得粗大，韧性就差了，容易开裂。

电流要是太小呢，又会焊接不牢固，就像胶水没涂够，东西粘不牢，焊缝就可能有缝隙，时间久了也会开裂。

焊接速度也得合适。

如果焊接速度太快，焊缝就可能没有被充分熔化和融合，就像缝衣服缝得太快，线都没缝好就过去了，那肯定不结实。

要是焊接速度太慢呢，焊缝就会堆积得太厚，内部应力就会很大，就像堆沙子，堆得太高了就容易塌，焊缝也就容易开裂了。

焊接的角度也有讲究。

如果焊条或者焊丝的角度不对，焊接的熔池就不能均匀分布，就像浇水浇歪了，有的地方湿了，有的地方还是干的。

这样焊缝就会有薄弱的地方，容易开裂。

3. 环境因素温度对焊缝影响可不小。

如果在寒冷的环境下焊接，材料的韧性会降低，就像人在冬天会变得僵硬一样。

焊缝在冷却的时候，由于温度低，收缩得就快，内部应力就大，就容易开裂。

而在高温环境下呢，焊接工人可能会因为炎热而操作不规范，而且高温也可能影响焊接材料的性能，也会导致焊缝出问题。

湿度也是个问题。

如果环境湿度大，水分就可能进入焊接熔池，就像在汤里加了脏东西一样。

这会产生气孔，让焊缝的质量下降，容易开裂。