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碳钢(SA516Gr.70)表面裂纹产生的原因 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2016-09-18


各位大侠:
            最近遇到个问题:
            1、材质:SA516Gr.70, 板厚:12mm, 板卷成筒节的直径:735mm;
            2、筒节纵缝的坡口形式为 V (single-V-groove) type ,钝边6~8mm,坡口角度60~70°。正面焊接一层,背面清根后焊接一层;
            3、所用埋弧焊材:H10Mn2+SJ101(焊剂按照生产制造厂的说明已经按照要求烘干好),只焊接一个纵缝,焊接完成后,RT探伤合格,然后进行消应力热处理;
            4、去应力热处理完成后,做磁粉检查,距离焊道端部50~60mm处,发现不等长度为4~20mm左右的表面裂纹;令人疑惑的是只是筒节内部出现裂纹,外部全部没有出现裂纹。

            以下是裂纹的图片(4张图片):
             

             

         请各位大侠指点:

[ 此帖被874992440在2016-09-18 14:27重新编辑 ]

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只看该作者 沙发  发表于: 2016-09-18
          给自己顶一下,希望知道的各位大侠能够帮助分析一下。谢谢!
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只看该作者 板凳  发表于: 2016-09-18
母材、焊材、焊剂杂质超标或坡口清理不干净。

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只看该作者 地板  发表于: 2016-09-18
回 铁素体 的帖子
母材,焊材杂质超标或坡口清理不干净,那为什么我们卷的所有筒节都是焊道端部产生微小表面裂纹,中间没有裂纹呢?希望再次帮忙。

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只看该作者 4楼 发表于: 2016-09-18
若RT灵敏度足够的话,裂纹产生的原因,可能问题存在于去应力处理,去应力的处理的加热温度和升温速率是关键,若加热速度过快,其残余应力和热应力叠加,可能产生裂纹。

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只看该作者 5楼 发表于: 2016-09-18
个人认为:
因为
1.    你所有的裂纹都是纵向裂纹,且大多在焊缝中心.
2.    你所有的裂纹都在焊缝的尾端.
3.    裂纹的长度不大.
4.    裂纹的位置相对固定.
所以
可能有如下原因
1.    焊接热输入大, 焊速快,产生结晶裂纹
2.    焊后整形矫圆引起的
3.    引弧,熄弧板的问题, 最好用同材质的
4.    焊丝, 焊剂不是大厂的,质量不稳定,杂质元素过大
5.    焊后未及时消氢
6.    热处理不及时,氢致裂纹产生后才热处理
7.    焊剂未及时回收复烘
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juny_1985 金钱 +1 我很赞同! 2016-12-21
hawk_hawk 金钱 +15 热心应助! 2016-09-20
夜雨无声 金钱 +5 我很赞同! 2016-09-19

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只看该作者 6楼 发表于: 2016-09-18
5楼分析详细,各条慢慢排查一下








承压设备焊接技术交流群180781999,欢迎加入交流!

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只看该作者 7楼 发表于: 2016-09-19
我很赞同!
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只看该作者 8楼 发表于: 2016-09-19
回 tt5449 的帖子
这个倒是有可能

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只看该作者 9楼 发表于: 2016-09-19
回 tt5449 的帖子
去应力热处理的升温速率都低于220℃/h,符合标准规定,这儿应该没有什么问题。谢谢您的回复

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只看该作者 10楼 发表于: 2016-09-19
回 playboy1898 的帖子
谢谢您的帮助,
可能有如下原因
1.    焊接热输入大, 焊速快,产生结晶裂纹
答:我们都是一批做的,大概20个左右这样的筒节,焊接完成后,RT探伤没有问题,没有产生结晶裂纹。
2.    焊后整形矫圆引起的
答:这20多个筒节都是用同一个卷板机矫正的圆,卷板机的行程基本上相同,应该不是整形矫圆所导致的
3.    引弧,熄弧板的问题, 最好用同材质的
答:所用的引弧板,熄弧板都是同种材质的,并且坡口形式与筒节坡口形式相同。
4.    焊丝, 焊剂不是大厂的,质量不稳定,杂质元素过大
答:所用的埋弧焊材(焊丝&焊剂)都是天津金桥的,质量上应该没有什么问题,都是普通平常常用的焊材
5.    焊后未及时消氢
答:像这种低强度钢(Rel≥260MPa),壁厚不是太厚(t=12mm),焊材也是普通常用的焊材,成熟的焊接工艺,焊后不用消氢吧。
6.    热处理不及时,氢致裂纹产生后才热处理
答:低强度钢(Rel≥260MPa),壁厚不是太厚,焊道附近没有油脂,水分等污染物,应该不会产生氢致裂纹。
7.    焊剂未及时回收复烘
答:焊剂的确存在您提到的问题,但是为什么裂纹只是出现在筒节内部两端,筒节内部中间和筒节外部没有出现。

期望再次得到您的帮助。

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只看该作者 11楼 发表于: 2016-09-19

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只看该作者 12楼 发表于: 2016-09-19
楼主,我去年的时候,也大批出现这样的情况,一共焊了20个多个筒体纵缝,每个都是在筒体收弧的部位靠里一点出现,而且是焊后立即就能看到。材料也是SA516 Gr.485,用的林肯的H10Mn2+SJ101,按道理这种常见的钢材和工艺不会出现问题的,当时也做了熔敷金属化学成分分析,也把林肯焊剂方面的叫过来一块分析,还是无法确定结果。

我个人的分析如下:
1. 既然是结晶裂纹,那必然是有低熔点共晶和拉应力共同存在的结果。
2.但实际检测成分S,P含量并不超标,而且不算高。个人感觉可能和Gr.485的C,Mn含量有一定关系,较高时才可能会存在淬硬组织,但是Mn具有脱S的作用,需要保持在一个比例范围,但多少合适呢,查相关资料也没有结果,我是怀疑焊剂中的Mn含量偏低了。
3.焊道的宽深比问题,理论上认为相对于宽而浅的焊道,窄而深的焊道受拉应力较大,易产生结晶裂纹。
4.学过焊接结构学的应该知道,在受力分布方面,这样的筒体纵缝焊接,一般是两端受拉力较大,所以经常建议增加引弧板和收弧板。但我实际加了还是裂。

后来这批活就这么焊后裂,裂了再修,给干完了。把那一批焊材全给换批号处理了。
后来在Q345R上焊接时,也没有出现裂纹。至今不明白具体原因,我偏向于认为是焊接冶金学方面的问题,具体就是焊剂和母材合金成分,可能是偏低或达到临界值了,这都不好说。但那些辅助的工艺措施预防作用不大。
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874992440 金钱 +20 热心应助! 2016-09-21
hawk_hawk 焊商通宝 +1 热心应助! 2016-09-20
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tommao 金钱 +20 热心应助! 2016-09-20

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只看该作者 13楼 发表于: 2016-09-20
回 kezi 的帖子
Kezi,谢谢您。

        我们的这个筒节焊接完成后,RT探伤,没有发现裂纹,初步判断不是结晶裂纹(热裂纹),很可能是氢致裂纹,或由于焊接应力的作用下产生的裂纹。这个有了最新结果再分享给大家。

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只看该作者 14楼 发表于: 2016-09-20
非常高兴看到这么多有见地的分析,有深度,有道理,根据大家的分析,再提出一点个人看法:


楼主强调过“”“令人疑惑的是只是筒节内部出现裂纹,外部全部没有出现裂纹。”

这个就直接导向主要原因,裂纹是受拉应力引发的,内部受拉应力,外部受较小应力,只有一种情况,那就是角变形向外侧撅起的时候,回圆时候的受力方式,所以断定:

裂纹产生的直接原因是: 焊接角变形向外侧撅起,回圆产生的强行反变形,导致纵缝内侧受较大拉应力,引发裂纹

至于解决方法:可以从多角度下手,提高焊缝塑性,韧性(焊材品牌,焊剂烘干控制,预热,层间温度,参数,分道 等等都能达到这种效果),控制装配时候的反变形,引弧板,收弧板长度150mm,牢固满焊于两端,使焊接后变形降低到最小,矫正变形前打磨焊缝;

顺便有个小问题:H02Mn2SiA 就是加A的焊丝没有吗?那个焊丝的品质会好一些。
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hawk_hawk 金钱 +20 热心应助!个人感觉应力才是最大的问题 2016-09-20
874992440 金钱 +20 我很赞同! 2016-09-20
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