焊接是金属加工中的一项重要环节,在许多领域具有广泛的应用。要保证产品的质量,才能提高产品的安全性。然而,焊接缺陷是生产中极为不利的因素,裂纹是一种常见的、十分危险的缺陷,它不仅使产品报废,而且还可能引起重大事故。因此要找出316L不锈钢管的焊接裂纹的原因。
裂纹按产生温度和产生时间的不同可分为热裂、冷裂、应力腐蚀裂缝和层状撕裂。焊接过程中裂纹的形成部位是不同的。焊接面可见裂纹,可用肉眼观察;有的可隐匿于焊缝内部,可用探伤检测即可发现;有的在焊缝上,有的在热影响区。需要注意的是,裂纹有时是在焊接过程中产生的,有时是焊后放入或运行一段时间之后才出现的,后一种称为延迟裂纹,其危害较大。
一、热裂纹
由于高温结晶,且均沿晶界断裂,故又称结晶裂纹。从微观上看,裂纹表现为晶间断裂,裂纹截面上以氧化色为主。这是由于焊接溶池在结晶过程中发生偏析现象,偏析出物主要为低溶点共晶和杂质。晶体化时为液相层,结晶凝固时高温强度也非常低。在一定条件下,拉伸焊接应力较大时,熔体会发生分层分离或拉断,使熔体熔化。
二、再热裂纹
再热裂是在采用消除应力热处理过程中出现的裂纹,消除焊接残余应力,改善接头的金相组织和力学性能,将其与不锈钢管连接在一起。当存在较大残余应力,且存在不同程度应力集中时,存在沉淀、硬化相的焊接接头,由于应力弛豫会产生较大的附加变形,热影响区粗晶区内出现沉淀、硬化相,主要原因是热处理温度的影响。如果粗晶区的蠕变塑性不适合由于应力松弛而产生的附加变形,则会使晶界产生再热裂纹。
三、冷裂纹
多发生在热影响区,有时也发生在焊缝金属处。冷裂解主要表现为通过晶粒的内部破裂,在裂隙截面上不存在明显的氧化颜色,断裂有光泽。
四、压蚀裂缝
应力蚀裂纹是316L不锈钢管在某些特殊介质及拉应力作用下发生的延迟断裂。没有明显的均匀腐蚀痕迹,所观察到的应力腐蚀裂纹呈龟裂、间断。在焊接面上,多为横向裂纹。当金属内部出现应力腐蚀裂纹时,其形貌类似于树根,从断口形态看,属于典型的脆性断裂。对于奥氏体不锈钢,由于腐蚀介质的不同,裂纹的性质也会发生变化,或者是裂纹沿晶产生,或者是穿晶与沿晶的混合裂纹。在氯化介质中,奥氏体不锈钢应力腐蚀裂纹为穿晶裂纹。
以上均为316L不锈钢管焊接开裂的原因,随着焊接技术的发展,在实际生产中会出现很多不安全因素。为此,焊工应熟悉316L不锈钢管的特点和焊接设备、焊接工艺和操作规程,深刻了解安全技术措施,严格执行操作规程和正确实施防护措施,以减少事故的发生。