12Cr2Mo1R封头点焊预热开裂的防止措施.doc

12Cr2Mo1R封头点焊预热开裂的防止措施

【摘要】对于12Cr2Mo1R设备,由于封头排版通常是不对称的,当对封头拼缝进行预热时,由于拼缝两侧受预热产生的变形程度不同,会对点焊焊点产生很大的剪切力,进而照成点焊焊点开裂。本文通过分析12Cr2Mo1R封头拼缝点焊预热开裂的原因,总结出从拼缝排版、引熄弧板、装配工艺及焊接工艺等方面防止点焊开裂的措施。

【关键词】12Cr2Mo1R 封头拼缝裂纹

对于12Cr2Mo1R设备,其封头拼缝定位焊点在正式焊接预热时往往会开裂。开裂位置一般发生在拼缝两端及拼缝中间间隙较大处。为了防止点焊开裂,通常要装配大量的定位工装及增大点焊焊点的长度和厚度,但装配大量的定位工装会影响拼缝的预热,增大点焊焊点的长度和厚度会加剧点焊焊点的应力分布不均,这样带来的开裂可能会更严重。

1 预热的影响

%,因此,无论是母材还是焊材,其脆硬化倾向严重,焊接性比较差,尤其是其主要合金元素Cr和Mo等都能显著提高钢的淬硬性,其中Mo的作用比Cr大50倍[2],再加上焊缝区足够高的扩散氢浓度和一定的焊接残余应力共同作用,焊接接头易产生氢致延迟裂纹。为了防止接头产生冷裂纹,生产中往往要求焊前预热到200
℃以上。这么高的预热温度会使母材金属产生较大的膨胀,由于封头拼缝两端是自由端,拘束小,在内部膨胀力的作用下会产生如图1所示的分离变形,其两端趋于张开。

强制组对的影响

由于板材的预热及切割时受热不均,通过热切割加工的坡口往往是不均匀的。而且由于焊缝的两端为自由端,一般情况下拼缝的中部间隙较大。为了保证焊接的成型质量,往往需要对该焊缝进行强行组对。

强行组对首先会给坡口带来一定的组对应力。另外点焊时,先焊部分会照成后焊部分的坡口间隙减小,而强行组对阻碍了坡口间隙的减小,这样点焊好后一旦拆除临时组对工装会使点焊焊缝的焊接应力更大。

由于点焊焊点本身的焊接应力已经很大,再加上正式焊接前高的预热温度带来的巨大内部膨胀力,点焊焊点极宜发生开裂。经过实践验证,仅靠简单的增加点焊焊缝厚度和长度并不能有效的避免这种情况的发生。而为了保证焊缝的预热效果,一般也不能加过多的工装。2 防止措施

封头拼缝两端增加一定的直边段

常规的封头拼版下料图如图二所示,这样下料不仅照成封头拼版的利用率不高,而且为了能与产品焊接试件更好的组对在一起还需要另外下辅助工装板。

改进后的封头拼版下料图如图三所示,由于直边段利用的是封头余料,这样不仅提高了封头板的利用率,而且不需要另外下辅助工装板。直边段的宽度不小产品焊接试件宽度,直边段的长度不小于板材厚度且不小于50mm。

图3?改进后的封头下料简图

改进引熄弧板

常规的引熄弧板如图四所示,该引熄弧板仅起引熄弧作用,其坡口一般与封头拼缝的相同。

图4?常规的引熄弧板简图

改进后的引熄弧板如图五所示。改进后的引熄弧板不开坡口,宽度不小于直边段宽度加100mm。