1. 焊接接頭再熱裂紋產生原因、措施及方法！
近年來，特種設備上低合金高強材料的應用越來越普遍，這與鍋爐壓力容器高溫高壓的工況有關。但特種設備在製造過程中，往往發現焊縫在熱處理後發現裂紋，特別如2.25Cr-1Mo、13MoNiMoR等材料，這引起了製造廠的注意。
01
焊接接頭中裂紋的種類很多
結晶裂紋： 焊接熔池凝固結晶時，在液相與固相並存的溫度區間，由於結晶偏析和收縮應力應變的作用，焊縫金屬沿一次結晶晶界形成的裂紋。
此類裂紋只發生在焊縫中(包括弧坑)。
液化裂紋： 焊接過程中，在焊接熱循環峰值溫度作用下，在多層焊縫的層間金屬與母材近縫區金屬中，由於晶間金屬/受熱重新熔化，在一定的收縮應力作用下，沿奧氏體晶界開裂的現象，有的文獻稱為「熱撕裂」。
高溫低塑性裂紋： 在液相結晶完成以後，焊接接頭金屬從材料的塑性恢復溫度開始冷卻，對於某些特殊的材料，當冷卻到一定的溫度范圍時，由於應變速率和某些冶金因素的相互作用，引起塑性下降，導致焊接接頭金屬沿晶界開裂。
一般發生在比液化裂紋的部位距熔合線更遠一些的熱影響區。
再熱裂紋： 焊接後，在消除殘余應力熱處理或不經任何熱處理的焊件，處於一定溫度下服役的過程中，在一定條件下產生的沿奧氏體晶界發展的裂紋。
事實上，再熱裂紋是低合金高強鋼焊接性要解決的主要問題之一，特別是某些含有較多碳化物形成元素如 Cr、Mo、V，並可產生沉澱碳化物的低合金高強鋼和熱強鋼厚板焊縫中，往往就會在焊後消除應力熱處理過程中產生再熱裂紋。
處理這些缺陷既費工又費時，對生產帶來很大影響。下面就再熱裂紋的形成機理和製造過程中的預防措施及檢驗方法進行簡析。
02
再熱裂紋的機理
再熱裂紋的形成，簡單來說就是晶內由於強化強度很大而晶界強度較弱，在焊後熱處理時，應力鬆弛時的形變集中加在了晶界上，一旦晶界應變超出了晶界的強度極限時，會導致沿晶界開裂產生裂紋。
(1)再熱裂紋形成的內因 焊接時，熔合線附近的熱影響區被加熱到1200℃左右，尤其是厚板多次被加熱後，晶粒粗大，而在冷卻時強碳化物析出較慢。
同樣在埋弧焊時，由於線能量較大，焊縫中間的晶粒也較粗大，在隨後的SR處理(480～680℃)過程中，碳化物(V4C3、NbC、MoC等)在晶內彌散沉澱，從而強化了晶內(晶內熱強性好)，使熱處理時，應力鬆弛時的應變集中載入在晶界上;
晶粒粗大，使承載應變的晶界數銳減，同樣應變單位晶界應變數大大增加；
另外，在焊後SR處理時，低熔點雜質及B、Sb、Sn、As等微量元素偏析於晶界，減弱了晶界的塑性，應變超過晶界的塑性極限就形成開裂。
(2)再熱裂紋形成的外因 上面簡述了再熱裂紋的內因，但要產生再熱裂紋還需要外因的存在，外因的產生應該從焊接殘余應力和膨脹應力兩個部分來考慮。
焊後消應力熱處理時，焊接殘余應力通過鬆弛蠕變變形得以降低，當材料的變形難以滿足這種變形要求時，就會產生裂紋。
在焊接區，低熔點化合物、偏析及粗晶脆化區的存在，由於晶界強度、韌性不足，不能抵抗蠕變膨脹變形而產生裂紋失效。
蠕變變形 ，實際上是一個受熱膨脹的過程，在這個過程中是產生膨脹拉應力，來抵消一部分焊接過程中產生的壓應力，當冷卻收縮時產生收縮力來抵消部分焊接過程中產生的拉應力，從而使應力峰值降低。
因此，在焊接區內微缺陷氣孔、夾渣等應力集中區，當膨脹力與該區應力疊加後產生高峰值的拉應力，峰值大於材料的強度值時，原來維持不失效的平衡將被打破而產生裂紋。
這些應力集中的區域應力分布的狀態很復雜，受厚度位置的不同而存在差異，受周圍是否有接管等拘束的不同而不同。
比如，該種缺陷處於V型坡口焊接時的下部，這些缺陷受的是拉應力，處於上方時，受的是壓應力。這也是很多再熱裂紋多存在於焊接區的根部的原因。
復合堆焊過渡層由於是異種鋼的焊接，組織非常復雜，又處於拉應力的區域，故產生的再熱裂紋的傾向也是很大的。
預防措施： 從再熱裂紋的形成機理原因分析，預防的措施有以下幾個方面:
嚴格控制原材料： 在原材料的采購上，鋼中的Cr、Mo、V、Nb、Ti、B等強碳化物形成元素，對再熱裂紋形成有很大影響，需嚴格控制，還有能形成硫磷共晶物的 S、P 含量，采購焊接材料時也要有同樣的要求，這樣的措施是解決產生再熱裂紋內因的較為有效的措施之一。
選擇熱裂紋敏感性低的焊接材料(嚴格控制S、P、 V、Nb等元素含量)，焊縫金屬強度取下限。
制定合理的焊接規范:
① 盡可能地降低焊接線能量，控制預熱層間溫度。這兩者決定了焊縫金屬的冷卻條件，焊縫區顯微組織有很大影響。
一般來講，採用小線能量多道多層並適當提高焊縫區的冷卻速度，有助於改善顯微組織、提高沖擊韌性、防止熱裂紋產生是有利的。
但過低的層間溫度，將不利於氫的逸出,有產生冷裂紋的危險，因此控製冷卻速度,獲取細化的晶粒應著重考慮從控制線能量的大小上著手。
② 採取適當的預熱措施。採取適當的預熱措施，可以軟化淬硬層的硬度、提高韌性、提高抗裂性。
控制焊接過程，減少微小缺陷量：
認真執行焊接規范，減少微小缺陷，減少熔敷金屬量,採用窄間隙焊也是控制再熱裂紋的有效措施。
通過上面的論述，這些微小缺陷，不超標的缺陷，由於是應力集中點，因此，在熱處理釋放應力過程中，有應力疊加的原因，造成再熱裂紋。因此，控制這些缺陷也是必要的。
控制焊接殘余應力：
焊接殘余應力在熱處理蠕變膨脹力作用下，特別是在應力疊加為拉應力的情況下，焊縫中的應力集中點，碳化物產生的沉澱硬化區後晶界的薄弱環節，抵抗不了應變造成開裂。
因此在熱處理前，減小殘余應力的手段也能減少再熱裂紋的產生。
①採用半道中間熱處理。
②採用高頻超聲波沖擊法。
這兩種手段都能有效地減少焊接殘余應力。
焊後熱處理:
在焊後熱處理過程中，控制升溫以及降溫的速度，以較緩慢均勻地膨脹、收縮,減小再熱裂紋的產生。
03
檢驗檢測鑒別缺陷的方法
一般使用的表面探傷只能指定有無缺陷，要能確定缺陷產生的真正原因還需要用下列方法進行檢驗：
復型金相法： 復型金相法常用於現場的非破壞檢驗。當工件處於振動或部位窄小時，可用復型金相法。
製取的復型易長期保存，且能在試驗室用顯微鏡進行觀察分析和拍照。用大工件金相檢查儀與復型金相法配合使用效果更好。
04
被檢部位表面試樣制備
復型材料可用1～2mm厚的有機玻璃片，也可用醋酸纖維或硝酸纖維薄膜(AC紙)。有機溶劑可用氯仿、丙酮、醋酸乙脂等。
先將薄膜按所需大小截成小塊。操作時，在已制備好的試樣表面上滴加適量的有機溶劑，並迅速覆蓋有機玻璃片或薄膜，用手指或膠皮輕輕壓緊，使其間的氣泡逸出。待其充分乾燥後，即可取下，進行觀察、拍照。
為了增加組織襯度，被檢表面浸蝕可略深一些，或在有機溶劑中加入適量著色劑。
05
用大工件金相檢查儀微觀檢驗
微觀檢驗包括浸蝕前的檢驗及浸蝕後的檢驗：浸前主要檢查試樣有無裂紋、非金屬夾雜物及制樣過程中所引起的缺陷；浸蝕後，主要檢驗試樣的顯微組織。
觀察時，一般先用顯微鏡的75～100倍觀察低倍組織全貌。需觀察細微的組織時,再選用適宜的高倍率。
06
管道和部件的微觀檢驗
a 鑒別材料中非金屬夾雜物、顯微裂紋的類型，觀察其形態和分布，測量其數量和大小。
b 鑒別被檢件顯微組織的組成，各種組織的形貌、分布和數量。對晶粒度、帶狀組織、非金屬夾雜物、魏氏組織、球化組織、脫碳層等作出評定。
c 鑒別組織特徵，判定熱處理工藝狀態，必要時為重新制定熱處理工藝提供依據。
d 鑒別以上缺陷與所檢裂紋之間有無關聯等。
由於再熱裂紋不是在焊接過程產生，而是在熱處理或運行時產生的，因此再熱裂紋有一定的隱蔽性，進而出現事故具有不可預見性，進而會造成更大的損失。所以必須在特種設備的前期設計、製造、檢驗等各環節預先考慮到再熱裂紋的出現。
2. J422焊接出現表面裂紋
你好，J426是酸性焊條，焊接工藝性能好， 對工件的鐵銹、油污等污物不敏感，抗氣孔性好，抗裂性差，力學性能較低。
焊條葯皮的氧化性強，合金元素損失較多。
3. 壓力容器的不銹鋼夾套焊縫周圍出現裂紋是什麼原因
使用兩年，焊縫周圍出現裂紋，不是材質問題，應該是補焊工藝或工人技術問題。
4. 蒸汽鍋爐水冷壁管焊接處出現裂紋現象
水冷壁出現裂紋的原因：
1、腐蝕
鍋爐水冷壁管的腐蝕根據腐蝕部位和環境不同可分為水汽側腐蝕和向火側腐蝕兩大類。
2、水汽側腐蝕
水汽側腐蝕類型有鹼腐蝕、酸腐蝕、氧腐蝕、氫損傷、應力腐蝕破裂、沉積物下腐蝕和腐蝕疲勞等。
（1）氫腐蝕
爆口處有一些裂紋向外延伸，邊緣為不平整的鈍邊，減薄不明顯，呈脆性破壞。內壁存在明顯的垢層，部分垢物已經脫落。
由於汽水品質不良，內壁結成以氧化鐵為主的垢層，水垢的傳熱特性差，使垢下金屬管壁溫度升高，滲透到垢下的爐水會急劇蒸發，不能和爐管中的爐水相混合，結果使垢下爐水中的各種雜質濃度變得很高，產生游離的氫氧化鈉，垢下濃縮的氫氧化鈉溶液具有很強的腐蝕性，使爐管內壁表面的保護膜溶解，這部分鋼與游離的氫氧化鈉反應生成氫原子和亞鐵酸鈉，後者水解為fe3o2和氫原子。當h原子不能被水流帶走，便開始向金屬內部滲透，從而產生氫腐蝕。
（2）蒸汽腐蝕
水冷壁管頻繁爆管均發生在衛燃帶附近熱負荷較高區域，當該區域管壁溫度大於400℃，管內產生汽水分層或循環停滯時，就可能發生蒸汽腐蝕，反應均生成甲烷，甲烷在鋼中的擴散能力很低，極易聚集在晶界原有的微觀空隙內，隨著反應不斷進行，晶間上的甲烷量不斷積聚增多，其分子很大，無法在鋼中擴散，於是在晶粒間產生非常高的局部內壓力，於是沿晶界生成晶間裂紋，進而產生微裂紋，使鋼的性能急劇降低，無法承受運行中的工作壓力，導致水冷壁爆管泄漏。
（3）鹼性腐蝕
水質不符合標准，爐水中游離的naoh在這些包括氧化鐵垢、硅酸鹽垢和鈣鎂垢為主的多孔沉積物下因爐水蒸濃而形成很高濃度的oh-，使爐管金屬發生垢下鹼性腐蝕。沒有水處理措施或對給水和鍋水的質量監督不嚴，造成管壁結垢，影響傳熱，導致管壁過熱，強度降低；宏觀表現為管子向火面內壁腐蝕坑凹凸不平，呈貝殼狀，坑穴內無裂紋，泄漏口壁厚明顯減薄；整根管子無管壁脹粗，內壁有明顯積垢。隨著腐蝕坑加深，管壁逐漸變薄，管道能承受的應力將逐步降低，最終導致爆管。
3、向火側腐蝕
向火側水冷壁管腐蝕即高溫腐蝕，根據高溫腐蝕發生的原因及腐蝕產物成分的分析，煤粉鍋爐水冷壁高溫腐蝕一般可以分為以下幾種類型：硫酸鹽型高溫腐蝕、硫化物型高溫腐蝕、氯化物型高溫腐蝕以及還原性氣氛引起的高溫腐蝕。
4、過熱
宏觀表現為原始爆口呈喇叭狀，邊緣鋒利且減薄嚴重，爆口有剪切唇，呈撕裂狀，變形嚴重，內壁光滑，向火側表面有一層黑色氧化皮，有明顯塑性變形，呈韌性爆口。[4]
爆管主要是由於短時急劇過熱造成材料的高溫強度降低，從而引起塑性變形和瞬間破裂，並不是長時間過熱引起的蠕變失效開裂。很多情況是由於異物堵塞水冷壁管，造成管內介質流動不暢，被異物堵塞處水冷壁管不能得到可靠冷卻，短時急劇過熱造成材料的高溫強度降低，從而引起瞬間破裂。我廠一號爐曾經出現過因水冷壁下聯箱蒸汽推動管支架開裂、松動，造成對水冷壁管的堵塞。
5、磨損
水冷壁磨損的部位主要是在一次風口周圍的水冷壁管，因風粉流沖刷磨損和吹灰器吹掃時的沖刷磨損等引發。 一次風噴口周圍水冷壁管的磨損，是因為一次風粉混合物噴進爐膛時，如果噴燃器安裝角度不恰當、設計切圓過大、噴嘴在運行中燒壞或變形以及穩燃設施布置不當等，都會使煤粉氣流沖刷水冷壁管，引起管壁磨損減薄，以至漏泄。穩燃設施一般布置在一次風管出口附近，使高溫煙氣產生迴流，如果布置不當，很容易使一次風射流貼壁，引起水冷壁磨損和結焦。
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6. 氣保焊焊接容器為什麼會漏
氣保焊我們常用的有二保焊，熔化極氬弧焊，鎢極氬弧焊。如果焊接壓力容器不建議採用二保焊，因為二氧化碳氣體作為保護氣，高溫容易分解，產生氣孔缺陷。採用氬氣作為保護氣是可以的，氬氣屬於單原子氣體，高溫不容易分解，也不溶於金屬，保護效果最佳，只要技術可以，是不會漏的。
7. 儲氣筒焊接時有橫向裂紋什麼原因
焊接後出現橫向裂紋，主要是焊接工藝不正確，另外焊後需要熱處理，熱處理目的：
1.鬆弛焊接參與應力。
2.穩定結構的形狀和尺寸，減少畸變。
3.改善母材、焊接區的性能，包括a.提高焊縫金屬的塑性。b.降低熱影響區硬度。c.提高斷裂韌性。d.改善疲勞強度。e.恢復或提高冷成型中降低的屈服強度。
4.提高抗應力腐蝕的能力。
5.進一步釋放焊縫金屬中的有害氣體，尤其是氫，防止延遲裂紋的發生。
在焊接壓力容器中，在靠近焊縫的區域內形成達到屈服點的殘余應力。這種應力的產生與拌有奧氏體的組織轉變有關。為了消除焊後的殘余應力，650度的回火對鋼制焊接壓力容器能產生良好的影響。如果在焊後不進行適當的熱處理，就始終不能得到耐腐蝕的焊接接頭。
消除應力熱處理屬於焊接工件被加熱到500-650度而後再緩慢冷卻的過程。應力的降低起因於高溫下的蠕變，在碳鋼中從450度開始出現；在含鉬的鋼中，從550度開始出現。溫度越高，應力越易於消除。但是一旦超過鋼材的原始回火溫度，鋼的強度便要降低。所以消除應力的熱處理一定要掌握好溫度和時間兩個要素，缺一不可。
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