工业设备球形罐体环形焊缝裂纹分析及防止措施.pdf

工业设备球形罐体环形焊缝裂纹分析及防止措旋

◇ 文／罗凌 【摘要】本文对焊接裂纹，尤其是设备安装过程中，球形罐体的环

形焊接裂纹的产生作了详细的研究，并提出了防止方法。 【关键词】球形罐体焊接裂纹

一、球罐环焊缝裂存在的形式 球罐环焊缝裂纹大多存在焊缝金属中及近缝区，大多数是以微观

裂纹的形式，存在于焊缝及近缝区的内部，有时，宏观也可以看到。

实践表明，存在宏观裂纹必有微观裂纹，裂纹具有尖锐端头，且开口

位移长．是阔比率极高的断裂型非连续性裂纹。裂纹是一个复杂的问

题，即使形态相同，产生的机理往往不尽相同，若按环焊缝裂纹产生

机理来说。主要是热裂纹和冷裂纹。

二、环焊缝中热裂纹产生的原因分析 热裂纹是在焊接过程中．合金元素的成分偏析或低溶共晶体化合

物的存在所产生。裂纹的断口表面有氧化色，无光泽，这可作为判断

是否在高温下形成热裂纹的依据。 1 ．焊缝金属成分的影响 钢材中存在的C、S 、D 形成低溶共晶体化合物， 易产生结晶偏

析，不均匀分布在焊缝中，在焊缝金属结晶过程中往往集中到焊缝的

中心和最后凝固部位．形成液相薄膜残留下来，在焊接收缩应力作用

下，液相薄膜被拉开，随之产生裂纹。 2 ．工艺因素的影响 第 1 页，共 6 页 (1)装配间隙 由于球罐的组装方法选择的不同．造成球罐环焊缝的对接间隙大

小不均匀．在焊接过程中．环焊缝坡口上侧的温度高于下侧．减少焊

缝中心的吸热作用，延迟熔池中心部位焊缝金属的凝固。装配时．因

卡具部位的附加拘束应力．焊缝会在最薄和最热的断面处产生应力集

中。结晶时．从焊根间隙某处开裂，沿着焊缝的表面逐渐向内部扩展。 (2)焊缝形状系数的影响 球罐环焊缝对接采用X形不对称坡口．大坡口在外侧．小坡口在

内侧，先焊大坡口后，在小坡口上清根着色、焊接。由于清根打磨制

备的焊道从断面形状看，形成窄而深的指状焊道，底面圆滑角小。施