焊接裂纹处理技术在红叶二级电站二号岔管裂纹处理中的实践
李 光 明
中国水利水电第十工程局机电安装分局 四川都江堰
摘要：红叶二级电站钢管和岔管是现场制作。二号岔管的裂纹是现场组装焊接后产生的，经有效的处理保证了质量并通过水压试验检验。经三年多的发电运行证明，该岔管裂纹处理技术是成功的。 关键词：焊接裂纹 岔管 处理技术 参数 实践 一、工程概况
红叶二级电站位于四川省阿坝藏族自治州理县杂古脑河下游。电站主要由拦河大坝、压力引水系统和发电厂房组成。发电厂房为地面式厂房，装机容量3×48KW。电站引水压力钢管水头260米，主管直径3.6米。三台机组设置两个岔管，岔管为月牙式，月牙肋板厚90mm，材质16Mn，A、B锥管板厚40mm，材质16Mn。 二、岔管裂纹原因
红叶水电站二号岔管制造在焊接完退火热处理后，复查时发现的裂纹，裂纹位置在二号岔管的岔顶部，见图二所示。裂纹长320mm，深（离焊缝表面）18mm，沿月牙梁与B锥支管相连焊缝熔合线上，对裂纹性质分析，属于延迟裂纹。裂纹是焊缝危害性最大的一种缺陷。焊接裂纹除了降低焊接接头的强度外，还因裂纹的末端有一个尖锐的缺口，将引起严重的应力集中促使裂纹的发展和破坏。该部应力集中，焊接位操作困难，是焊接缺陷中最难处理的缺陷。
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2#岔管结构示意图(图一)
2#岔管B锥侧裂纹示意图(图二)
产生裂纹的主要原因：
1〉焊接接头存在较大的淬硬倾向； 2〉焊缝金属中有较高的氢含量； 3〉焊缝存在较大的焊接拘束应力； 4〉焊接位置差，熔合质量不佳。 三、焊接裂纹处理技术：
针对焊接裂纹的性质和特点，制定有效的返修工艺措施及焊接工艺参数。
1〉设置止裂孔，在裂纹两端15mm处钻Ф8mm直径小孔，深20mm（超过缺陷根部），用以阻止裂纹在处理过程中扩展。
2〉焊前准备：制定处理措施，焊工挑选及考核，施焊环境控制。 3〉焊接工艺：
a、缺陷清除方式及处理坡口的设计〈碳弧气刨后需对表面氧化层进行清除〉；
b、根据母材选择抗裂性能较好的电焊条，并经严格的烘焙工艺；
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c、焊接工艺参数及焊接层次安排见下表及图三：
d、环境温度保证在＞10℃； e、预热，预热温度控制在100—120℃； f、层间温度：控制在60—90℃； h、后热：后热温度控制在250—350℃ 保温时间为1小时；
g、应力消除：采用锤击法。 4〉焊接检验与试验：
采用无损探伤，超声波100%检查，焊后24小时一次，48小时一次；
采用水压试验，工作压力的1.25倍。 四、红叶二号岔管裂纹处理程序
焊接层次及道数排列示意图(图三)
成立红叶二级电站二号岔管裂纹处理领导小组，由焊接工程师、项目总工程师、经验丰富的焊接高级合格焊工、探伤和焊接质检人员组成。水电十局安装分局对红叶二级电站二号岔管焊接裂纹处理工作十分重视，要求一次性处理成功。处理程序如下：
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五、红叶二号岔管裂纹处理结果：
1〉严格按红叶二号岔管裂纹处理措施方案实施，挑选有经验的合格焊工现场培训考试，并加强过程控制。施焊后探伤100%合格，48小时复查100%合格。
2〉二号岔管整体水压试验，试验压力为工作压力的1.25倍即3.19Mpa（2.55MPa×1.25=3.19MPa）一次成功。
3〉红叶二级电站已于20xx年x月发电至今已三年多，岔管未出现异常现象，证明裂纹处理方案和方法是成功的。
二00五年x月x日
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第二篇：焊接技术总结
焊接技术小结
一、焊接材料的选用
1、 选择焊条的基本要点
1.1同种钢材焊接时焊条选用
1.1.1考虑焊缝金属力学性能和化学成分
1.1.2考虑焊接构件使用性能和工作条件
1.1.3考虑焊接结构特点及受力条件
1.1.4考虑焊接施工条件和经济效益
1.2异种钢焊接时焊条选用
1.2.1强度级别不同的碳钢+低合金钢（或低合金钢+低合金高强钢）
可按两者之中强度级别较低的钢材选用焊条。但是，为了防止焊接裂纹，应按强度级别较高、焊接性较差的钢种确定焊接工艺，包括焊接规范、预热温度及焊后热处理等。
1.2.2低合金钢+奥氏体不锈钢
应按照熔敷金属化学成分限定的数值来选用焊条，一般选用铬和镍含量较高的、塑性和抗裂性较好的0Cr25Ni13型奥氏体钢焊条，以避免因产生淬硬组织而导致裂纹，但应按焊接性较差的不锈钢确定焊接工艺。
1.2.3不锈钢复合板
应考虑对基层、覆层、过渡层的焊接要求选用三种不同性能的焊条。对基层（碳钢或低合金钢）的焊接，选用相应强度等级的结构钢焊条；覆层直接与腐蚀介质接触，应选用相应成分的奥氏体不锈钢焊条；关键是过渡层（即覆层与基层交界面）的焊接，必须考虑基体材料的稀释作用，应选用铬和镍含量较高、塑性和抗裂性好的0Cr25Ni13型奥氏体钢焊条。
1.3焊条选用也可以按以下简单的经验原则
（1）等强度原则
（2）同成分原则
（3）抗裂纹原则
（4）抗气孔原则
（5）低成本原则
（6）等韧性原则
（7）焊件厚度原则
1.4各类焊条的使用注意要点
J421、J422、J423、J424、J422Fe焊条。按照一般使用焊条的操作方法，不会发生什么特殊问题，但必须注意以下几点：要保持适当弧长，通常为2~3mm，过长易产生气孔、咬边等恶化焊缝质量；焊条摆动宽度一般只能相当于焊条直径的3倍，最多不得超过4倍；避免使用大的焊接电流，否则容易产生气孔和咬边。这类焊条焊前一般不必烘干。
二、预热
1.焊前预热的主要作用
1.1预热能减缓焊后的冷却速度，有效防止裂纹的产生
适当延长800~500℃区间的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹，同时也可减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高焊接接头的抗裂性
1.2预热可降低焊接应力
均匀的局部预热或整体预热，可以减少工件各部分的温度差（也称为温度梯度），这样，一方面降低了焊接应力，另一方面降低了焊接应变速率，从而有利于避免产生焊接裂纹
1.3预热可以降低焊接结构的约束度
预热对降低角接接头的约束度尤为明显，随着预热温度的提高，裂纹发生率下降
1.4预热还可以提高焊接生产率
由于工件具有了比较高的初始温度，再吸收较少的热量即可达到熔化温度，可以提高焊接速度。
1.5注意事项：
1） 不同钢号相焊时，预热温度按要求较高的钢号选取
2） 采取局部预热时，应防止局部应力过大。预热的范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3
倍范围，且不小于100mm
3） 需要预热的焊件在整个焊接过程中的温度应不低于预热温度
4） 当用热加工法下料、开坡口、清根、开槽或施焊临时焊缝时，亦须考虑预热要求
三、后热
1.1加速扩散氢的逸出，防止产生延迟裂纹
后热特别对防止强度等级较高的低合金钢和约束较大的焊接结构产生延迟裂纹十分有效，所以后热也称消氢处理
1.2有利于降低预热温度
后热的温度及保温时间与工件厚度有关，一般后热的温度取200~350℃，保温不低于0.5h。由于在热处理的过程中可以达到除氢的目的，所以焊后要立即进行热处理的焊件就不需要再进行后热处理。但是如果焊后不能立即进行热处理而焊件又必须除氢时，则需焊后立即做后热处理，否则，有可能在热处理之前的放置期内产生延迟裂纹
四、焊后热处理
1.焊接热处理的目的
1）降低或消除焊接残余应力
2）消除焊接热影响区的淬硬组织，改善焊接接头组织与性能
3）促使残余氢逸出，有利于防止延迟裂纹，如500MPa级且有延迟裂纹倾向的低合金结构钢
4）提高结构的几何稳定性
5）增强构件抵抗应力腐蚀的能力
五、减小焊接残余应力的措施
减少焊接残余应力和改善残余应力的分布可以从设计和工艺两个方面来解决问题，如果设计时考虑的周到，往往比单纯从工艺上解决问题要方便的多。如果设计不合理，单纯从工艺措施方面是难以解决问题。因此，在设计焊接结构时要尽量合理制定减小焊接应力和改善焊接应力的设计方案，在制造过程中再采取一些必要的工艺措施，使焊接应力降到最低程度。
1、 设计措施
在设计阶段就应考虑采取合适的办法来减少焊接残余应力。用以限制焊接残余应力的主要设计原则有以下几点。
1） 使焊缝长度尽可能最短
2） 使板厚尽可能最小
3） 使焊脚尽可能最小
4） 断续焊缝与连续焊缝相比，优先选用断续焊缝
5） 角焊缝与对接焊缝相比，优先选用角焊缝
6） 采用对接焊缝连接的构件应（在垂直焊缝方向上）具有较大的可变形长度
7） 复杂构件最好采用分部件组合焊接
2、 工艺措施
1） 合理选择装配和焊接顺序，调整残余应力分布。结构的装配顺序对残余应力的影响较大
2） 缩小焊接区与结构整体之间的温差
3） 降低接头局部的约束度
4） 锤击焊缝
第三篇：焊接技术总结
焊接裂纹处理技术在红叶二级电站二号岔管裂纹处理中的实践
李 光 明
中国水利水电第十工程局机电安装分局 四川都江堰
摘要：红叶二级电站钢管和岔管是现场制作。二号岔管的裂纹是现场组装焊接后产生的，经有效的处理保证了质量并通过水压试验检验。经三年多的发电运行证明，该岔管裂纹处理技术是成功的。 关键词：焊接裂纹 岔管 处理技术 参数 实践 一、工程概况
红叶二级电站位于四川省阿坝藏族自治州理县杂古脑河下游。电站主要由拦河大坝、压力引水系统和发电厂房组成。发电厂房为地面式厂房，装机容量3×48KW。电站引水压力钢管水头260米，主管直径3.6米。三台机组设置两个岔管，岔管为月牙式，月牙肋板厚90mm，材质16Mn，A、B锥管板厚40mm，材质16Mn。 二、岔管裂纹原因
红叶水电站二号岔管制造在焊接完退火热处理后，复查时发现的裂纹，裂纹位置在二号岔管的岔顶部，见图二所示。裂纹长320mm，深（离焊缝表面）18mm，沿月牙梁与B锥支管相连焊缝熔合线上，对裂纹性质分析，属于延迟裂纹。裂纹是焊缝危害性最大的一种缺陷。焊接裂纹除了降低焊接接头的强度外，还因裂纹的末端有一个尖锐的缺口，将引起严重的应力集中促使裂纹的发展和破坏。该部应力集中，焊接位操作困难，是焊接缺陷中最难处理的缺陷。
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2#岔管结构示意图(图一)
2#岔管B锥侧裂纹示意图(图二)
产生裂纹的主要原因：
1〉焊接接头存在较大的淬硬倾向； 2〉焊缝金属中有较高的氢含量； 3〉焊缝存在较大的焊接拘束应力； 4〉焊接位置差，熔合质量不佳。 三、焊接裂纹处理技术：
针对焊接裂纹的性质和特点，制定有效的返修工艺措施及焊接工艺参数。
1〉设置止裂孔，在裂纹两端15mm处钻Ф8mm直径小孔，深20mm（超过缺陷根部），用以阻止裂纹在处理过程中扩展。
2〉焊前准备：制定处理措施，焊工挑选及考核，施焊环境控制。 3〉焊接工艺：
a、缺陷清除方式及处理坡口的设计〈碳弧气刨后需对表面氧化层进行清除〉；
b、根据母材选择抗裂性能较好的电焊条，并经严格的烘焙工艺；
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c、焊接工艺参数及焊接层次安排见下表及图三：
d、环境温度保证在＞10℃； e、预热，预热温度控制在100—120℃； f、层间温度：控制在60—90℃； h、后热：后热温度控制在250—350℃ 保温时间为1小时；
g、应力消除：采用锤击法。 4〉焊接检验与试验：
采用无损探伤，超声波100%检查，焊后24小时一次，48小时一次；
采用水压试验，工作压力的1.25倍。 四、红叶二号岔管裂纹处理程序
焊接层次及道数排列示意图(图三)
成立红叶二级电站二号岔管裂纹处理领导小组，由焊接工程师、项目总工程师、经验丰富的焊接高级合格焊工、探伤和焊接质检人员组成。水电十局安装分局对红叶二级电站二号岔管焊接裂纹处理工作十分重视，要求一次性处理成功。处理程序如下：
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五、红叶二号岔管裂纹处理结果：
1〉严格按红叶二号岔管裂纹处理措施方案实施，挑选有经验的合格焊工现场培训考试，并加强过程控制。施焊后探伤100%合格，48小时复查100%合格。
2〉二号岔管整体水压试验，试验压力为工作压力的1.25倍即3.19Mpa（2.55MPa×1.25=3.19MPa）一次成功。
3〉红叶二级电站已于20xx年x月发电至今已三年多，岔管未出现异常现象，证明裂纹处理方案和方法是成功的。
二00五年x月x日
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