薄壁直缝埋弧焊管焊缝结晶裂纹分析与控制.pdfVIP

维普资讯 焊管 ．第31卷第3期 ．2008年5月 ●经 验 交流 薄壁直缝埋弧焊管 焊缝结晶裂纹分析与控制 李志华 ，张 涵 ，王胜利 ，王东超 (1．巨龙钢管有限公司，河北 青县 062658；2．华油钢管有限公司，河北 青县 062658) 摘 要：在X70钢级、6508mm×7．1mm规格直缝埋弧焊管生产 中，检验时发现在部分钢管 的焊缝 中存在纵向裂纹，取样后经金相检验证实该裂纹为结晶裂纹。通过采取降低焊接 电流、 提高焊剂碱度及适当调整管型等工艺措施后问题得到了改善，为薄壁直缝埋弧焊管的生产积 累 了经验 。 关键词：直缝埋弧焊管；结晶裂纹 ；金相分析 中图分类号 ：TG441．4 文献标志码 ：B 文章编号 ：l001—3938(2008)03—007l一02 0 引 言 裂纹是焊管生产中危害最大的焊接缺陷之一， 其中平行于焊缝的纵向裂纹在管道服役中随着周 向应力载荷的施加有很强的延伸趋势，成为管道重 大安全隐患；同时缺陷管的返修补焊工作对工期造 成影响。为保证产品质量，提高生产效率，必须确 定裂纹的形成机理并从工艺技术上加以控制。 图 1 裂纹金相组织形貌 1 缺陷描述 裂纹的走向为沿晶分布 ，焊缝中粗大柱状 晶组织 在X70钢级 、6508mm×7．1mm规格直缝埋 明显，在裂纹处有点状夹杂物呈不均匀分布，为焊 弧焊管生产 中，检验时发现部分钢管 中存在纵向 缝凝固过程 中偏析的硫化物。综合以上特征，笔 缺陷，经复检确定缺陷为焊缝内纵 向裂纹。裂纹 者判定该裂纹为焊接过程中产生的结 晶裂纹，属 的整体分布呈现 以下特点：裂纹的位置多出现在 于焊接热裂纹的一种。 管尾部位 ；裂纹普遍存在于内焊缝，沿 内焊中心线 纵向开裂 ，未贯穿至外焊及热影响区。按照先外 2 原因分析 焊后内焊 的焊接顺序 (薄壁焊管为避免 内焊气 孑L、夹渣缺陷特意对焊接顺序进行调整)，为保证 裂纹的产生有两个必要条件 ：组织成分异化 焊道熔合量，内焊的电流较大，热输入量高。为确 与应力作用。 定裂纹形成的原因，实验室取样后进行 了金相分 由于第一次进行壁厚 7．1rain的钢管生产，经 析，裂纹组织见图 1。 验不足，为保证内外焊熔透深度 ，内焊工艺制订中 裂纹长度约 2mm，位于内焊焊道 中心偏下 线能量输入偏大，导致焊接区过热 ，晶粒长大严重。 部 ，未贯穿至热影响区(因裂纹尺寸较小 ，该图片 原料中的S和P元素含量是焊缝中杂质的主 为裂纹部位局部放大图片，无法体现焊缝全貌)。 要影响因素。一方面S和P向晶界偏析，显著降 维普资讯 焊 管 2008年5月 低残存液相的结 晶温度，使得脆性温度区间范围 柱状 晶的大量同向生长，从而提高焊缝组织韧性。 显著增加，同时固液相间界面能使晶界和亚晶界 在焊材选用上减小焊丝直径 ，适当提高焊剂碱度 更容易润湿，晶界处低熔点共晶液膜更易形成；另 可以细化焊缝微观组织 ；提高焊缝成分纯净程度， 一 方面s和P在晶界的存在影响残存液相的分布 消除焊缝区杂质偏析聚集 ，从而提高焊缝 区的止 形态，使液体呈薄膜状分布于晶界上 。但经过对 裂性能。 母材的检验 ，