對(duì)于厚度不小于40 mm的厚鋼板而言，在焊接過(guò)程中易發(fā)生層狀撕裂，究其原因，有兩方面，一方面為鋼板越厚，非金屬夾雜缺陷越多；另一方面為焊縫越厚，焊接應(yīng)力和變形就越大，今天就來(lái)解析一下厚鋼板加工焊接時(shí)層狀撕裂的原因以及預(yù)防措施。
一、厚鋼板焊接加工層狀撕裂的原因
層狀撕裂產(chǎn)生的主要原因?yàn)殇撝写嬖谄瑺盍蚧锱c層狀硅酸鹽或大量成片地密集于同一平面內(nèi)的氧化鋁夾雜物，可能導(dǎo)致Z向塑性降低，沿鋼材軋制方向發(fā)生階梯狀的層狀撕裂。
二、厚鋼板焊接加工防層狀撕裂的預(yù)防措施
1.原材料控制
(1)要求Q345B鋼中S含量≤0.04%、P含量≤0.04%。在原材料進(jìn)廠復(fù)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)鋼板的S、P含量需進(jìn)行嚴(yán)格的控制，S、P含量的實(shí)測(cè)值應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)要求的1/2。
(2)厚板原材料進(jìn)廠后應(yīng)逐塊進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)板內(nèi)有無(wú)夾層。
(3)對(duì)不符合要求的鋼板必須要求退貨處理。
2.焊接接頭設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(1)在滿足焊透深度要求和焊縫致密性條件下，采用較小的焊接坡口角度及間隙。
(2)在角接接頭中，采用對(duì)稱坡口或偏向于側(cè)板的坡口。
(3)采用雙面坡口對(duì)稱焊接代替單面坡口非對(duì)稱焊接。
(4)在T形或角接接頭中，板厚方向承受焊接拉應(yīng)力的板材端頭伸出接頭焊縫區(qū)。
3.焊接材料的選擇
在滿足接頭強(qiáng)度要求的條件下，選用具有較好熔敷金屬塑性性能的焊接材料，氣保焊絲ER50-6是一種強(qiáng)度等級(jí)較低的低氫性焊接材料，焊絲的熔敷效率高且具有較好的塑性性能，也是一種公認(rèn)的厚板焊接材料。
4.焊接方法的選擇
在焊接厚板時(shí)，采用富氬混合氣體保護(hù)焊，此種焊接方法為低氫焊接方法的一種，比純CO2氣體保護(hù)焊更容易、更有效的控制焊縫金屬內(nèi)部的含氫量。
5.坡口的制備
(1)厚板的坡口制備需優(yōu)先采用機(jī)械坡口機(jī)進(jìn)行加工，避免采用火焰切割，以免導(dǎo)致焊接部位重復(fù)受熱。
(2)制定合理的坡口角度，在滿足焊縫連接強(qiáng)度的同時(shí)，盡可能減小坡口尺寸，以達(dá)到減少焊縫熔敷金屬填充量的目的。
(3)在坡口加工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照既定要求限制坡口角度及鈍邊尺寸的偏差。
6.焊前預(yù)熱
厚板焊接前，必須進(jìn)行預(yù)熱處理，并根據(jù)鋼板厚度確定合理的預(yù)熱溫度，在保證在不產(chǎn)生附加應(yīng)力的前提下，應(yīng)適當(dāng)提高焊接接頭的預(yù)熱溫度。焊前預(yù)熱可以防止一般拘束度接頭焊接時(shí)裂紋的產(chǎn)生，焊前預(yù)熱可以控制焊縫金屬及鄰近母材的冷卻速度。較高的溫度可使氫較快擴(kuò)散且減少冷裂傾向。
7.焊接工藝控制
(1)制定合理的焊接順序，盡可能避免厚度方向的焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，減少焊接接頭的拘束應(yīng)力的集中。
(2)焊接過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝卡參數(shù)，盡量控制焊接熱輸入量，采用較小電流進(jìn)行焊接。
(3)焊接過(guò)程中嚴(yán)格控制焊道層間溫度，應(yīng)小于250℃。
(4)作用于收縮方向上的焊縫厚度應(yīng)盡可能低。
(5)保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量，單側(cè)焊接后進(jìn)行另一側(cè)焊接前應(yīng)采用碳弧氣刨進(jìn)行清根處理。
(6)焊縫與厚板母材連接基礎(chǔ)即焊腳尺寸在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)應(yīng)盡可能大。
(7)焊道層數(shù)的分布考慮厚板母材與焊縫金屬的局部緩沖。
8.焊后熱處理
(1)焊后熱處理可幫助焊縫金屬內(nèi)擴(kuò)散氫的溢出，有效降低焊縫金屬內(nèi)的氫含量。降低焊縫出現(xiàn)冷裂紋的傾向，同時(shí)也有效預(yù)防厚板母材的層狀撕裂的產(chǎn)生。
(2)與厚板連接焊縫焊接完畢后，應(yīng)對(duì)焊縫及厚板母材整體熱處理，保證消除焊縫及母材內(nèi)部的焊接殘余應(yīng)力，減少脆硬組織和焊縫中的氫含量。
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