有效防止埋弧焊纵焊缝端部裂纹的措施

在压力容器制造中，采用埋弧焊焊接筒体纵焊缝时，常在纵焊缝端部或附近产生裂纹（以下简称末端裂纹）。

许多人对此进行了研究，认为产生末端裂纹的主要原因是焊接电弧接近纵向焊缝末端时，焊缝沿轴向发生膨胀变形，并伴有横向拉力。垂直和轴向。开放变形；

缸体在滚压、制造和装配过程中还存在冷作硬化应力和装配应力；焊接过程中，由于端子定位焊缝和引弧板的约束，在焊缝应力末端产生较大的拉伸；

当电弧移动到端子定位焊缝和引弧板时，由于该部分的热膨胀变形，使焊接端子的横向拉应力得到松弛，结合力减小，使焊缝金属刚好焊接端子处凝固 端子裂纹是由于较大的拉应力而形成的。

基于上述原因分析，提出两点对策：

一是增加引弧板的宽度，以增加其结合力；

二是采用开槽弹性约束引弧板。

但在实践中采取上述对策后，问题并没有得到有效解决：

例如，虽然采用弹性约束引弧板，但仍会产生纵向焊缝的末端裂纹，在焊接厚度小、刚度低、强行装配的筒体时常出现末端裂纹；

然而，当筒体纵向焊缝延伸部分有产品试板时，虽然点焊等条件与无产品试板时相同，但纵缝末端裂纹很少。

经过反复试验分析发现，纵缝端部裂纹的产生不仅与端部焊缝不可避免的较大拉应力有关，还与其他几个极其重要的原因有关。

第一的。端子裂纹产生原因分析

1、端子焊缝处温度场的变化

电弧焊时，当焊接热源接近纵向焊缝末端时，焊缝末端的正常温度场会发生变化，且越接近末端，变化越大。

由于引弧板的尺寸比筒体小得多，其热容量也小得多，且引弧板与筒体的连接仅采用点焊，因此可以认为大多是不连续的。 。

因此，端子焊缝的传热条件很差，导致局部温度升高，熔池形状发生变化，熔深也会相应增加。熔池凝固速度减慢，特别是当引弧板尺寸太小时，以及引弧板与筒体之间的点焊缝太短、太薄时。

2、焊接热输入的影响

由于埋弧焊所采用的焊接热输入往往比其他焊接方法大得多，熔深大，熔敷金属量大，又被焊剂层覆盖，因此熔池大，熔敷金属量多。熔池凝固速度大。焊缝及焊缝的冷却速度较其他焊接方法慢，导致晶粒较粗大，偏析较严重，为热裂纹的产生创造了极其有利的条件。

另外，焊缝的横向收缩远小于间隙的开口，使得端子部分的横向拉力比其他焊接方法大。对于有斜角的中厚板和无斜角的较薄板尤其如此。

3、其他情况

如果存在强制装配，装配质量不符合要求，母材中S、P等杂质含量过高，偏析也会导致裂纹。

二、端子裂纹的性质

终端裂纹按其性质属于热裂纹，热裂纹按其形成阶段可分为结晶裂纹和亚固相裂纹。虽然形成端子裂纹的部位有时是端子，有时是距端子周围150mm以内的区域，有时是表面裂纹，有时是内部裂纹，而大多数情况是内部裂纹，发生在航站楼周围。

可见，端子裂纹的性质基本属于亚固相裂纹，即焊接端子仍处于液态时，虽然端子附近的熔池已经凝固，但仍处于液态。固相线以下高温零强度状态，端子处复杂焊接应力（主要是拉应力）作用下产生裂纹，

靠近表面的焊缝表层容易散热，温度较低，且已具有一定的强度和优良的塑性，因此终端裂纹常存在于焊缝内部，用肉眼无法发现。

第三。防止端子裂纹的措施

从以上对端子裂纹产生原因的分析可知，克服埋弧焊纵缝端子裂纹最主要的措施是：

1、适当加大引弧板尺寸

人们往往对引弧板的重要性认识不够，认为引弧板的作用只是在电弧闭合时将电弧弧口引出焊件。为了节省钢材，有的灭弧器做得很小，成为名副其实的“灭弧器”。这些做法都是非常错误的。引弧板有四个功能：

(1)将起弧时焊缝的断裂部分和停弧时的电弧坑引至焊件外部。

(2)加强纵缝末端部位的约束程度，承受末端部位产生的较大拉应力。

(3)改善端子部分的温度场，有利于热传导，不至于使端子部分的温度过高。

(4)改善端子部分的磁场分布，减少磁偏转程度。

为了达到上述四个目的，引弧板必须有足够的尺寸，其厚度应与焊件相同，尺寸应取决于焊件尺寸和钢板厚度。对于一般压力容器，建议长度和宽度不应小于140mm。

2、注意引弧板的装配和点焊

引弧板与筒体之间的点焊必须有足够的长度和厚度。一般来说，定位焊缝的长度和厚度不应小于引弧板宽度和厚度的80%，并要求连续焊接。它不能简单地“点”焊。纵缝两侧，中、厚板应保证足够的焊缝厚度，必要时应开一定坡口。

3、注意气缸端子部分的定位焊接

筒体倒圆后点焊时，为进一步增加纵缝端部的约束程度，纵缝端部点焊长度不应小于100mm，并应有焊缝厚度足够，不应有裂纹、未熔合等缺陷。

4、严格控制焊接热输入

压力容器焊接过程中，必须严格控制焊接热输入。这不仅保证了焊接接头的力学性能，而且对于防止裂纹也起到了非常重要的作用。埋弧焊焊接电流的大小对端子裂纹的敏感性影响很大，因为焊接电流的大小与温度场和焊接热输入直接相关。

5、严格控制熔池形状和焊缝形状系数

埋弧焊熔池的形状和形状系数与焊接裂纹的敏感性密切相关。因此，应严格控制熔池的尺寸、形状和形状系数。

四。结论

采用埋弧焊焊接筒体纵缝时产生纵缝末端裂纹是很常见的现象，多年来一直没有得到很好的解决。通过试验分析，埋弧焊纵缝端部裂纹产生的主要原因是该部位较大的拉应力和特殊的温度场共同作用的结果。

实践证明，适当加大引弧板尺寸、加强点焊质量控制、严格控制焊接线能量和焊缝形状等措施，可以有效防止埋头裂纹的发生。电弧焊。