焊接裂纹的种类及预防措施

     焊接裂纹根据其部位、尺寸、形成原因和机理的不同，可以有不同的分类方法。按裂纹形成的条件，可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。

      根据焊接工程现场焊缝开裂情况，多数是因为应力、拘束力、刚性造成的。可以说往往是应力、拘束力、刚性为焊缝开裂的主要因素。

     解决应力、拘束力、刚性造成焊缝开裂比较有效的办法是：采取固定焊、分散焊。

     所谓固定焊即为先将焊件的全部焊缝，或是重要部位焊缝，先采取小电流、窄焊道、短距离焊，全部固定住。这样使焊件不易产生较大应力。

      即便在焊件各处都固定住，但也不可在同一位置顺序向前，更不可采取大电流并采用大规格焊条。应换位置焊，不使其局部位置产生过大热量。有拘束力和刚性结构可以采取同样的方法解决。

      所谓分散焊，这对大型结构来说决不可在同一位置顺序焊，应当调换位置进行焊接。

     对大型结构不仅得先固定焊，再采取分散焊，第一焊道也不可用大电流和大规格焊条。对整体大结构来说全部焊缝自始至终都得分散焊，不然，虽然焊缝不开裂，但残留应力太大。

（1）试件材料：20无缝钢管。

（2）试件规格：60mmx4mm，L =200mm，见图。

（3）坡口尺寸：60°V形坡口，钝边为0.5-1mm。

（4）焊接材料：E4303或E5015焊条，直径为2.5mm或3.2mm。

（5）焊接要求：单面焊双面成形。

（6）试件装配。

1）修磨钝边为1-1.5mm，无毛刺，错边量<0. 5mm。

2）试件清理。用角向磨光机、锉刀、砂布和钢丝刷等清理坡口正反两面各20mm范围内的油污、水分、氧化物、毛刺和铁锈等，直至露出金属光泽。

3）试件的装配与定位焊。将清理好的试件，对齐找正、留有3-4mm间隙，用正式焊接工艺和焊接材料，在试件坡口内斜平位置(上爬坡)定位焊一处即可，将定位焊点处理成斜坡状并有适当的反变形。

      组装后经检查合格后，按焊位和合适的高度将管子固定在操作架上待焊。小径管子对接水平固定焊试件如上图所示。

(1)引弧——连弧焊引弧

     用碱性焊条焊接时，在起弧过程中，由于熔渣少、电弧中的保护气体少等原因，使熔池保护效果不好，焊缝极容易出现密集气孔，多为N₂气孔。

      为了防止这类现象出现，碱性焊条的引弧多采用划擦法。在始焊处时钟6点位置的前方10mm处引弧后，把电弧拉至始焊处，即时钟6点位置进行电弧预热，当发现坡口根部有“出汗”现象时，将焊条向坡口间隙内顶送，听到“噗噗”声后，稍停一下，使钝边每侧熔化1-2mm并形成第一个熔孔，这时引弧工作完成。

     碱性焊条需用电流比同直径的酸性焊条要小10%左右。为此，引弧过程中要求焊工手稳、技术高，引弧及回弧动作要快、准。

(2)断弧焊引弧

     在时钟6-5点位置，即仰焊位置引弧，用长弧进行预热，当焊条端部出现熔化状态时，用腕力将焊条端部的第一、第二滴熔滴甩掉。

     与此同时，观察预热处有“出汗”现象时，迅速而准确地将焊条熔滴送入始焊端间隙，稍做一下左右摆动的同时，焊条向后上方稍微推一下，然后向斜下方带弧、灭弧，第一个熔池就这样形成了，引弧工作结束。

(3)焊条角度

1）起焊点，即时钟5-6点位，焊条与焊接方向管切线的夹角为80-85°。

2）在时钟7-8点位置为仰焊爬坡焊，焊条与焊接方向管切线的夹角为100°-105°。

3）在立焊位置，即时钟9点钟位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为90°。

4）在立位爬坡焊位置，即时钟10-11点位置施焊过程中，焊条与焊接方向管切线的夹角为85-90°。

5）在平焊位置，即时钟12点位置焊接时，焊条与焊接方向管切线的夹角为75-80°。

     各点位置焊条角度如图3-6-4及3-6-5所示。前半圈与后半圈相对应的焊接位置，焊条角度相同。

1. 清理熔渣仔细清理打底层焊缝与坡口两侧母材夹角处的熔渣、焊点与焊点叠加处的熔渣。

   
   

2. 运条方法在时钟5-6点位置，即仰焊位置引弧后，长弧预热仰焊部位，将熔化的第一、第二滴熔滴甩掉，因为此时的熔滴温度低、流动性不好。然后以短弧的方式向上送熔滴，采用月牙形运条或横向锯齿形运条法施焊。焊接过程中始终保持短弧，焊条摆至两侧时要稍作停顿，将坡口两侧边缘熔化1-2mm，使焊缝金属与母材圆滑过渡，防止产生咬边缺陷。焊接过程中，熔池始终保持椭圆形状且大小一致，熔池应明亮清晰。前半圈收弧时，要对弧坑稍填些熔化金属，使弧坑成斜坡状，为后半圈焊缝收尾创造条件。焊接后半圈之前，应把前半圈起头部位焊缝的焊渣敲掉10-15 mm，焊缝收尾时注意填满弧坑。用碱性焊条焊接盖面层时，始终用短弧预热、焊接，引弧方法采用划擦法。

   
   

3. 焊条角度由于根部打底层焊缝已焊完，盖面层焊缝与根部是否焊透无关，主要技术问题是盖面层焊缝应成形良好，余高应符合技术规定，焊缝与母材圆滑过渡，无咬边。为此，焊条与管子焊接方向切线的夹角应比打底层焊接稍大5°左右，如图3-6-6所示。

（1）仰焊位置，即时钟6-7点位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为85°-90°。

（2）仰位爬坡焊位置，即时钟7-8点位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为105°-110°。

（3）立焊位置，即时钟9点钟位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为95°。

（4）立位爬坡焊位置，即时钟10-11点位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为90°-95°。

（5）平焊位置，即12点钟位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为75°-80°。

1）熟悉图样、清理坡口表面和修锉钝边。

2）按装配要求组装试件，进行定位焊，并将试件水平固定在焊接支架距地面800-900mm的高度上待焊。

3）从管子仰焊位处引弧起焊，按逆时针先焊右半圈，采用断弧法焊至平焊位。

4）清理焊渣并修磨仰、平焊位接头，成缓坡状。

5）变换焊接位置，焊接左半圈，在仰焊位缓坡状处起头或用电弧切割成缓坡状再起 头，用与右半圈同样的操作方法完成打底层的焊接。

6）清理焊渣及飞溅物，焊接盖面层，仍采用两半圈焊法，施焊时均采用月牙形或横向锯齿形运条法焊接，注意收弧时填满弧坑。

7）焊接后，清理管件内、外焊缝的焊渣和飞溅物，检查正、反两面焊缝。