趙衛(wèi)君　李春光　李宜男

1 問(wèn)題現(xiàn)狀

鍋筒（即汽包）是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司常規(guī)產(chǎn)品，焊接質(zhì)量一直很好。去年該公司承制的某鍋筒產(chǎn)品，母材為P355GH，壁厚100 mm，筒身縱縫采用埋弧自動(dòng)焊+焊條電弧焊的焊接方法。在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，縱縫焊接后焊縫邊緣處出現(xiàn)大面積的橫向和縱向裂紋。文中就鍋筒縱縫裂紋產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析。

2 原因分析

鍋筒縱縫焊接采用的坡口形式如圖1所示，先采用焊條電弧焊焊好墊板，外側(cè)坡口內(nèi)采用埋弧自動(dòng)焊工藝焊接，內(nèi)側(cè)采用碳弧氣刨清除墊板，然后采用焊條電弧焊焊滿。焊接材料選用與母材P355GH同等級(jí)的埋弧焊焊絲H08MnMoA，焊絲規(guī)格為4.0mm，焊劑為SJ101，焊條牌號(hào)為GB E5015，規(guī)格分別為4.0 mm和5.0 mm。

在對(duì)裂紋產(chǎn)生原因進(jìn)行分析時(shí)，采用影響因素逐個(gè)排除的方法。此次出現(xiàn)的裂紋在此類產(chǎn)品焊接過(guò)程中首次出現(xiàn)。首先考慮的是焊接過(guò)程控制可能沒(méi)有按照焊接工藝規(guī)程進(jìn)行。

裂紋產(chǎn)生在焊縫熱影響區(qū)附近，初步判斷可能為延遲裂紋。由于延遲裂紋的出現(xiàn)主要取決于三方面因素，即熔敷金屬中氫的作用、材料的淬硬傾向和焊接接頭的應(yīng)力狀態(tài)。所以先通過(guò)查看焊材領(lǐng)用記錄及焊接過(guò)程記錄確定了以下情況：焊接材料領(lǐng)用正確，沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤使用高等級(jí)淬硬傾向更大的焊接材料；焊接過(guò)程中完全按照焊接工藝規(guī)程（WPS）進(jìn)行了焊前坡口的認(rèn)真清理，預(yù)熱溫度不小于150 ℃，層間溫度控制在150～300 ℃之間，并且焊后及時(shí)進(jìn)行了200～250 ℃×2 h的后熱處理。以上采取的冶金和工藝措施完全能避免焊縫延遲裂紋的產(chǎn)生，所以可以確定此次出現(xiàn)的裂紋不是延遲裂紋。

低合金鋼厚板焊接熱影響區(qū)出現(xiàn)的裂紋也有可能是母材缺陷引起的層狀撕裂。由于鍋筒在高溫高壓下工作，所以選用板材厚度大，且筒節(jié)卷制后存在一定的應(yīng)力，若母材中存在軋制缺陷則有可能引發(fā)層狀撕裂。雖然該公司的原材料都經(jīng)過(guò)復(fù)驗(yàn)合格后才能投料生產(chǎn)，但由于母材和焊縫的無(wú)損檢測(cè)合格等級(jí)不一致，不能排除母材存在缺陷。

在后續(xù)筒節(jié)縱縫焊接前對(duì)坡口兩側(cè)100 mm范圍內(nèi)的母材按照焊縫的探傷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了UT探傷，結(jié)果表明，在距坡口邊緣10 mm處，發(fā)現(xiàn)深度50 mm的長(zhǎng)條形缺陷，以及70 mm的部分缺陷。

采用火焰氣割的方法把筒節(jié)每側(cè)坡口邊緣去除15 mm寬的母材，對(duì)切割下的有缺陷母材進(jìn)行宏觀取樣分析，試樣大小為150 mm×100 mm×10 mm，銑平表面后進(jìn)行外觀目視和液體滲透檢查，未發(fā)現(xiàn)缺陷。然后采用5%的硝酸酒精溶液對(duì)試樣進(jìn)行腐蝕，腐蝕后在母材中部（探傷發(fā)現(xiàn)的深50 mm處）發(fā)現(xiàn)連續(xù)的長(zhǎng)條形缺陷，并且遍布整個(gè)長(zhǎng)度方向。