焊接裂纹的成因及控制举措探析

肖龙江

摘 要： 焊接过程中，受多种因素影响可能造成裂纹出现，如钢的淬硬性因素、氢因素、焊缝根部的塑性因素、应力因素以及杂质因素等，均可以导致裂纹。近年来，我国因为焊接裂纹因素造成的安全事故呈现出明显的增长趋势，造成严重的经济损失，因此如何降低与控制焊接裂纹成为行业的主要任务，以保证焊接水平提升。

关键词： 焊接裂纹;类型;成因;控制

【中图分类号】TG441.7     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）11-0167-01

引言：在国民经济飞速发展的过程中，工业也在不断发展和进步，当前的工艺管道已无法满足工业发展的需求，因此需扩大工程规模，确保焊接质量，从而确保后续管道施工工程的顺利开展。而且，焊接可使管道紧密结合，形成一个完善管道传输系统，不仅承载量大，运输效率高，还可保证运输的安全性，从而实现液体和物体的有效运输。

1 常见的焊接裂纹类型

（1）热裂纹，热裂纹主要产生在高温环境中，在焊缝凝固时，相线附近的高温区沿着奥氏体晶界开裂，造成明显的裂纹。在焊接完成后，其裂纹立刻出现，并且常见于焊缝的中心位置，沿着焊缝的长度方向呈现纵向分布。经过分析发现，产生该情况的原因在于焊接熔池中存在的低熔点杂质，受其熔点因素的影响造成结晶的凝固时间缩短，整体的塑性与强度降低，因此当外界的结构约束力增大时，将造成焊缝位置的金属凝固收缩呈现出不均匀，最终产生开裂情况，同时造成明显的氧化特征，降低整体质量。（2）冷裂纹，该裂纹通常情况下产生在低温的环境中，由于焊接过程中产生焊接热，造成当前的组织产生淬硬组织，在焊缝中产生大量的扩散氢，造成接头产生较大的拘束应力，因此该类裂纹的出现时间可能在焊接后立即出现，也可能在焊接后的数天内出现，呈现出不确定性，由此也被人们称为纵向裂纹，通常情况下为纵向裂纹，部分特殊时候也可能出现横向裂纹，其断口存在明显的脆性，无氧化特征。

2 焊接缺陷的形成原因

2.1 焊接裂纹

在管道安装过程中，由于管道安装质量不佳，导致管道部位承受力量不均匀，从而使管道金属材料连接处受到严重破坏，进而形成了新的裂缝。在管道安装过程中焊接裂纹发生概率较高，且普遍存在，不仅会导致管道无法正常使用，也会导致管道内的气体和液体泄漏，从而给后期养护工作增加一定难度，因此必须采取有效措施，减少管道裂纹的出现，使管道能够正常投入使用，保证管道使用的稳定性。

2.2 焊接材料问题

如果焊接材料本身不过关的话，就会导致钢管道在焊接过程中产生裂纹。常见的一个原因就是扩散氢含量过高。由于焊接过程中处于高温状态，因此如果材料内部的含水量过高的话，就会导致在焊接过程中产生大量的扩散氢，情况严重的话，会导致出现焊接裂纹。

2.3 焊接气孔问题

焊接人员在工作过程中没有清除坡口的边缘地带的杂物，导致坡口边缘存在锈迹和油污等，这些污物会影响到金属材料焊接工作，导致金属材料出现气孔，焊接人员没有根据焊接标准烘焙处理焊条和焊剂，使用焊条和焊剂的方法不够恰当，导致金属材料出现焊接气孔问题。

2.4 焊缝根部原因

焊缝根部的塑性因素也是影响裂纹的主要因素，当焊缝具有不合理的合金成分，其焊缝将具有良好的塑性，但强度过高，无法保证其焊缝根部的抗裂纹的性能。因此焊接过程中需要保证工作人员深入了解焊缝的机械性能，以根据合理的情况处理，避免由于填充金属的因素造成抗裂性与塑性变差。

3 焊接裂纹的控制措施

3.1 有效审核焊接工艺

施工单位应该加强焊接工艺过程控制，严格按照国家有关规定标准进行焊接安装，有效落实质量验收标准，并且出具合乎工艺规定的评定报告，确保报告真实可靠有效。在进行焊接工作时，应该选择合适的焊条，目前国际上主流的焊条主要分为两类，一类是用于长输管道的纤维素型焊条，另一类是碱性焊条，在进行焊接的时候应该具体选择，进行打底焊道时，大多使用纤维素型焊条，其他情况则使用碱性焊条情况居多，这两种选择方式可以提高焊接的接头质量，有效避免氢混入焊缝中。除此之外，验收方应该严格按照相关规范，对焊接情况进行检查审核，确认其是否满足验收标准，符合要求。而且在进行焊接工艺审核的时候，需要确保审核小组明确具体的施工要求，能够选择最合适的施工工艺来完成焊接工作。

3.2 选择优质焊条

在进行前，应选择合适的焊条，确保焊条符合此次焊接标准，并在安装焊条过程中，选择正确焊接位置及有效焊接顺序，使焊接处均匀受力，以免焊接应力过多引发焊接缺陷。另外，在焊接前应注重坡口的清理，减少焊接坡口处水、油等物，以免焊接时产生焊接裂纹。

3.3 保证装配质量提升

在焊接过程中，工作人员应尽量保证装配质量，以此来降低过大装配间隙或者过大错边情况的发生几率，同时杜绝出现夹渣、未焊透、焊缝成形不合理等情况，减少焊接缺陷。避免使用夹具强行开展装配，以此来杜绝约束应力过大情况与装配应力过大情况，降低裂纹的发生几率。

3.4 利用先进设备扫描焊接缺陷

在进行装置检查过程中，为及时发现不合格工序，需由质检员利用先进设备，进行施工检查，将每项不合格施工工序拍摄下来，在检修会上演示施工存在问题，从而实现焊接工程的全面监督，增强施工人员的责任心，使其能够自发查找施工漏洞，及时进行检修。在施工人员检修过程中，质检员需将拍到的不合格焊接照片进行存档，不合格焊接内容主要包括加工尺寸大小、坡口周围打磨干净与否、焊条是否保存完好等。存档过后拿出来作为检修人员的培训资料，从而使检修人员规避此种操作，自发对焊接质量进行监督与管理。

结束语：综上所述，焊接裂纹对整体的焊接质量产生的影响较大，是现阶段焊接接头中常见的一种焊接缺陷，容易引发严重的安全事故。因此施工焊接人员应根据实际情况对其进行合理的处理，明确焊接裂纹产生的原因与影响，根据实际情况针对性处理，采取合理的措施解决存在的裂纹，从根源上杜绝裂纹现象，严格按照标准规定施工，将产生裂纹的几率降到最低，保证焊接的整体效果。

參考文献

[1] 郝贵敏，李海洋，宋延钊.基于金属材料焊接中的问题与对策探索[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2019（12）：155-156.

[2] 陈勇，张庆春，吕宏光，史盈鸽，于帅帅，范赵斌.5083铝合金焊接管表面裂纹产生原因分析[J].冶金分析，2019，39（11）：69-73.

[3] 周俊鹏.焊接冷裂纹起裂位置及扩展方向分析[J].中国化工装备，2019，21（06）：17-25.