对大厚度异种钢焊接接头焊接裂纹形成原因及对策

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1、第37卷第4期2008年7月石油化工设备PETRo—CHEMICALEQUIPMENTV01．37No．4JuIy2008，-●——+—．．——+——■——H、!制造技术：k--—．．．+．

2、．一．．—+／文章编号：1000一7466(2008)04一0061一05大厚度异种钢焊接接头焊接裂纹形成原因及对策郭晶1，程惠君2(1．大连日立机械设备有限公司，辽宁大连116032；2．大连宝原核设备有限公司，辽宁大连116032)摘要：从焊接过程中横向焊接应力的形成及发展的角度分析了大厚度异种钢焊接接头裂纹形成的原因，并在此基础上提出了防止出现这类焊接裂纹的措

3、施，对类似工况的压力容器和设备建造有一定指导作用。关键词：压力容器；裂纹；焊接应力；异种钢接头，预堆焊隔离层中图分类号：TG441．7；TG441．8文献标志码：BCauseofCrackinginHeterogeneityMetalWeldJointswithGreaterThickn姻sandSoIutions．GuOJingl，cHENGHui．jun2．(1．DalianHitachiMachinery&EquipmentCo．Ltd．，Dalian116032，China；2．DalianBaoyuanNuclearEquipmentCo．Lt

4、d．，Dalian116032，China)Abstract：Itwasqualitativelyanalyzedofthetransverseweldingstressanditsevolutionduringthewelddepositingintheweldgroove，bywhichthecrackingoftenfoundintheheterogeneitymetalweldjointswithgreaterthicknesshasgotareasonableinterpretation．Basedontheunder—standing，thr

5、eeconceptsthatareusefulandhelpfulinpreventingthiskindofweldjointsfromthecrackingandcouldbeappliedintheconstructionofpressurevesselsanda儿iedequipmentasguid—ancewerepresented．Keywords：pressurevessel；cracking；weldingstress；dissimilarsteelweldjoint；buttering在不锈钢复合钢板制造的压力容器产品中，由于小直径接管

6、内表面堆焊不锈钢耐蚀层有困难，不得不直接采用整体不锈钢锻件或管材。当容器壁厚大到一定程度时，焊接应力的发展会达到或超过容器本体复合钢板基层材料中，因碳元素扩散形成的脱碳层部位的抗拉强度而导致开裂。目前一般的做法是在复合钢板部件坡口表面的碳钢或低合金钢部分预先堆焊一层不锈钢隔离层，然后再插入不锈钢接管与容器本体焊接。但即使这样做，也还时常出现裂纹，也就是说，裂纹并没有因预先堆焊了隔离层而消除。文中通过对具体事例进行分析研究，找到了从根本上解决大厚度异种钢焊接接头易产生裂纹的办法，即控制焊接过程中焊接横向应力的发展，使最终达到的最大焊接横向应力不要超过材料最

7、薄弱环节的承受能力。收稿日期：2008一02—10作者简介：郭晶(1937一)，男。山西洪洞人，研究员级高级工程师，长期从事压力容器和核设备焊接工艺工作。标准分享网www.bzfxw.com免费下载·62·石油化工设备2008年第37卷l产品简介某压力容器封头外直径勿2370mm，由(85+5)mm厚的16MnR+ooCrl7Nil4M02复合钢板热压成型。其上有N。、N。、N。、P和Tb5个接管，见图1。N。位于封头中心，公称直径450mm，材料为16MnIV锻件，内表面堆焊316L型不锈钢耐蚀层，采用嵌入式结构，与封头以对接接头形式连接。其余4个接管

8、均布在直径为1540mm的圆周上，公称直径分别为40mm、80mm、100mm和150mm，名义厚度均为60mm，材料为ooCrl7Nil4M02Ⅲ整体锻件，接管与封头采用插入式接头形式连接，见图2。图1封头和接管的结构L一一!⋯二一图2非中心小接管与封头间接头形式由图2可以看出，4个小接管与封头连接的焊接接头坡口接近单面半V形。绝大部分焊缝金属填充在正面坡口中。制造厂采用的工艺是先焊满正面坡口后从背面清根，再焊接填充背面清根形成的坡口。、，但当焊满正面坡口进行清根时，发现正在制造的3台容器封头，每只上4个小直径接管的接头背面都有裂纹，而且都在封头16M

9、nR一侧母材的热影响区内。清除裂纹过程中观察表明，开裂深度都超过了封头基层材料厚