压力容器筒体纵缝埋弧焊终端裂纹的防止.pdf

压力容器筒体纵缝埋弧焊终端裂纹的防止

徐慧波。吴金星
(1．岳阳工业技术学院，湖南岳阳414000；2．郑州大学化学工程学院，河南郑州450002)

摘要：针对16MnR钢制压力容器筒体纵焊缝自动埋弧焊时焊缝终端易形成裂纹的问题，分析其产
生原因，并采用改进熄弧板等措施，焊接实验表明防止裂纹的措施效果较好。
关键词：压力容器；埋弧焊；裂纹；熄弧板
中图分类号：TG142；TH49文献标识码：B文章编号：1001—4837{2005)07—0050—03

PreclusionofTerminalCrackforLongitudinalWeldofPressure

VesselDuringSAW

XUHui—bo，WUJin一
(YueyangCollegeofIndustrialTechnology，Yueyang414000，China；2．InstituteofChemicalEngineering，
ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450002，China)

Abstract：Thecrackisoftenfom~edattheterminationoflongitudinalsea．Inwhilethe16MnRstelpressure
vessel’sbodyisweldedbyauto—submergedalewelding(SAW)．Thisarticleanalysesthecausesofthecrack
andprovidesthepreventivemeasuressuchasimprovingarcblow—outplate．Theweldingtrialresultsshow

thatthepreventivemeasuresofcrackalesatisfactory．
Keywords：pressurevessel；submergedarcwelding；crack；areblow——outplate

16MnR钢是一种具有较高强度和韧性以及良好裂纹位于筒体纵缝的末端，在进行焊缝返修时
焊接性的低合金钢，目前被广泛应用于压力容器、船发现，该裂纹位于第一道焊缝的根部，有时也扩展到
体、锅炉等焊接结构的制造。压力容器简体的主对焊缝的表面。从X射线底片上观察，一般出现在靠
接焊缝主要采用自动埋弧焊，这种焊接方法效率高、近熄弧板的焊缝终端0～150nlln范围内，较细、呈浅
劳动条件相对较好，但在对中板(≥20lnln)16MnR黑色且长度较短，位置如图1所示。
钢制压力容器的焊接过程中，常发现其筒体纵焊缝
终端经常出现较短的裂纹。对此一直没有一个较好)
的防止办法，只能通过返修来解决，甚至因几次返修【(((((f(((((((I(((((((
不合格而报废，延长了产品的生产周期，增加了产品＼Jl
的制造成本。因此，分析此裂纹的形成原因并寻求
相应的防止措施具有十分现实的意义。图1裂纹位置
1．2裂纹的影响因素
1裂纹特点随着母材板厚增加，焊缝终端产生裂纹的几率
1．1裂纹所处位置及形状增大；在其它焊接规范参数一定的情况下，焊接电流
越大，焊接速度越小，产生裂纹的几率也越大。且在

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第22卷第7期压力容器第152期

焊接其它低合金钢(≥20inin)时，也发现有类似现变形，这种变形所产生的焊接残余应力叠加到一起，
象。使定位焊焊道内应力更加复杂。而且筒体越长，熔
池越接近终端时，各种变形量越大，应力和应变的累
2终端裂纹产生原因分析
计使终端的定位焊焊道应力值迅速增加。
2．1钢材的焊接性分析2．4熄弧板的作用和影响
16MnR钢是我国压力容器行业使用最广泛的一在锅炉压力容器的制造过程中，对于筒体的焊
种低合金高强度钢，其焊接工艺成熟。根据国际焊接，尤其是纵焊缝的焊接，都要有引弧板和熄弧板。
接学会(IIW)推荐的碳当量公式计算：其中，熄弧板有两方面的作用：一是焊缝焊完后将整
CE(IIW)=C+Mn／6+(Cr+Mo+V)／5个熔池引到熄弧板上再结束焊接，可防止收弧处熔
+(Ni+Cu)／15池金属流失或留下弧坑，保证焊缝末端质量；二是对
其碳当量值小于0．5％，可见裂纹敏感性小，焊焊缝末端起固定作用。当焊接熔池进行到焊缝终
接性好，并且对多种厚度规格的16MnR钢板的埋弧端，把最后一个定位焊道熔化时，定位焊道被加热到
焊工艺做过焊接工艺评定，试板从未出现过裂纹，且无强度状态，失去了对筒体纵焊缝的固定作用，此时
拉伸、弯曲等力学性能试验均符合GB150--1998((钢熄弧板就替代了定位焊，并且应有足够的拘束力固
制压力容器》的技术标准，证明其焊接工艺合理。定筒体，以阻止筒体纵缝终端变形。如图3所示。
在产品制造中采用的原材料16M