关键词：碳钢焊接；裂纹产生原因；预防措施
焊接这一项技术在各种金属的工程以及管道工程的开展过程当中是应用的非常广泛的，而油气管道对于本身的焊接工艺要求是非常严苛的，所以在选择材料以及焊接的过程当中都要尽可能地减少裂纹的出现，而焊接的好坏最主要的就是来观察裂纹。焊接件和焊接的各种材料都要做到质量上的提升，才可以保证管道工程的开展以及管道运输的安全性。
一、碳钢焊接件裂纹产生的原因
1.1焊接工件材质的不同
在焊接的过程当中，工件材料的不同是导致裂纹产生的一项重要原因，因为材料的不同，所以材料本身的物理特性和化学特性就是不同的。在焊接工艺开展的过程当中，一些廉价的材料含有过多的碳元素，在焊接时可能会由于温度的变化而产生燃烧现象，燃烧之后的一些残渣就会留在焊接的缝隙处产生裂纹。在我国工业不断发展的当今时代，许多建筑或者工程对于刚结构以及焊接件的需求量在不断扩大，所以在焊接过程当中使用的一般都是合金材料，合金材料本身的硬度非常高，但在焊接工艺过程当中，硬度高也就代表本身的脆性比较强，而如果材料本身脆性过强，在工程的后期使用过程当中，遭受到外界的撞击或者挤压时就会产生裂纹，所以材料本身是影响裂纹的一项非常重要因素。
1.2焊接工件结构的不同
如果焊接的材料是一样的，但是材料本身的结构也会出现差别，而结构的不同也会导致最后的焊接钢件出现裂纹在现实生活当中引起形变的因素是非常多的，而产生结构变化的主要原因绝大部分来自于自然界或者人为的挤压和影响导致的。而焊接工件本身结构的变化就会更加促使裂纹的出现。
1.3焊接工艺的不规范性
由于在焊接的过程当中会产生大量的电流，温度会迅速升高，所以在焊接时缝隙周围的温度是变化非常大的，而由于金属对于温度的感应是比较迅速的，所以在生产过程当中就可能由于温度的热力因素而产生裂纹。在目前工程过程当中，大部分采用的都是缸体的焊接结构，因为它本身具备设计简单，成本低的一些优点，但在焊接过程当中会出现一些裂纹现象，而产生裂纹现象的原因也有一部分是由于焊接过程当中的不规范性导致的，在一般焊接工艺开展的过程当中，都会使用急剧冷却的方式来进行焊接部位的冷处理，而且处理的过程当中如果处理方式不同或者不适合焊接工艺的处理方式，就会导致裂纹产生的现象更加严重。而裂纹现象的出现也有可能是由于气孔或者在焊接的过程当中没有实现两个组件的完全融合而导致的，这样就会整体上减少了钢结构的使用性能。
1.4焊接接头处拉伸残余应力的影响
看见的过程当中很容易受到外界的压力影响，焊接时材料会由于这部分的影响转变为它的内部应力。所以才需要在焊接工作完成之后进行焊接部位的热处理，来避免这些应力对材料产生不良影响。如果在焊接工作完成之后，这部分残余应力过高会导致材料的内部结构发生变化，但后期焊接材料的使用过程当中，就会使材料本身的脆性越来越严重，这部分残余应力在受到外界和内部的多重打击之下，会进一步的导致焊接钢件裂纹的产生。
1.5不同种类裂纹形成的原因
第一种裂纹是冷裂纹，在碳钢管道的焊接过程当中，通常在使用多层焊接的方式进行焊接时，在焊缝位置容易出现冷裂纹。冷裂纹又可以分为纵向和横向两种形式，出现冷裂纹的原因是由于在焊接的过程当中，接头淬硬组织的作用下，材料本身发生了脆化，氢分子在焊接头处聚集，导致了冷裂纹的出现。第二种裂纹是热裂纹，这种裂纹出现的原因是由于在焊接后期凝固的过程当中温度控制的过高导致了热裂纹的出现，也由于在焊接过程当中加热方法不均匀或者冷却从当中结晶时间段控制的不好，导致了结晶杂质含量的提升。这些杂质在一起聚集，就会出现一种晶界薄膜。再热裂纹和层状撕裂裂纹出现的原因是由于在焊接工作完成之后，温度过高导致焊接接头的部位合金碳化物本身的状态发生了变化。而另外在碳钢管道焊接过程当中都会有一些分层结构的杂物，焊接时应力的出现就会沿着垂直的管道出现阶梯状裂纹。
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二、预防碳钢焊接件裂纹产生的主要措施
2.1做好焊接工艺开始前的准备工作
在焊接工艺开始之前，首先要做好两个组件之间的经理工作避免由于组件上的一些油污，铁锈或者灰尘等等，而导致焊接后裂纹现象的出现。佳洁士首先要保证温度能够达到焊接的温度标准，要确立正确的预热温度以及预热范围，在焊接完成之后也要进行适当的预热，来保证后期的冷却速度不会过快。另外不同焊接材料在焊接过程当中的预热温度是不同的，所以预热温度不仅仅是由焊接工艺来决定的，是需要由焊接工艺和焊接材料来进行共同决定的，另外在焊接时也要考虑到当地的气候因素，如果外部环境温度调低或者温度较高等等，要适当的对预热温度进行调整。在焊接开始之前务必要做好清理以及前期的准备工作，这样才能保证在焊接时不会有过多的状况出现。
2.2选择合理焊接技术，对焊接技术进行不断优化
参加的过程当中，焊接工艺的选择对于后期的焊接效果是有非常大的影响的，在目前的焊接过程当中不仅仅要选择合理的工艺，也要确立好焊接过程当中的各项顺序，通过有效的控制温度控制电流等等来确保整个焊接过程当中不会产生分段以及中断情况。另外要着重的对于焊接技术进行一系列的优化，通过与当地的气候环境以及外在的自然环境进行结合，选择不同的应用技术来提高焊接技术的应用能力和本身的质量。在风较大的自然环境进行焊接时，要加强对于药芯焊丝的应用，而在焊接的过程当中，也可以采用半自动下降技术来进行焊接，来提高焊接过程当中管道的抗风能力。在焊接过程当中要注重焊接结束时的质量问题，可以通过弧坑进行填充终端来保证整个焊接工艺的质量性。
2.3加强焊接专业人员的管理工作
在各类建筑公司以及机械公司的管理过程当中，对于焊接专业人员的管理一定要提高，不管是从本身的技术操作上还是本身对于焊接的工作态度上都要做出明显的提升，这样才可以保证在工作过程当中不会由于人为因素而导致裂纹的产生。焊接的专业工作人员一定要具备国家本身专业的焊工资质，另外要具备丰富的操作经验，在焊接过程当中可以根据当地情况的不同来选择不同的焊接技术，具备高度的责任心来保证每一步焊接时都可以有质量保证。加强对于焊接人员的管理工作，才可以更好的控制人为因素，避免由于人为因素而导致裂纹产生。
2.4优化材料的选择，提高工艺参数
焊接工艺开展的过程当中，要优化每一条焊接的工艺参数，避免在焊接过程当中各种类型的出现。工艺参数的选择要符合焊接过程当中的各种工艺规程，要尽可能的选择一些有较大焊接线能量的焊条。这样在焊接过程当中氢气分子扩散程度可以有所扩大，可以在一定程度上的缓解焊接缝隙处的冷却速度。另外，在焊接过程当中，焊接的材料选择要达到x80以上。焊接能量也要适当的扩大，避免焊接过程当中产生过热的现象。焊接材料的选择会直接影响到焊接工艺的质量问题，所以在选择焊接材料时要保证这些材料可以对外部金元素有较强的适应能力。焊条的选择要满足在焊接过程当中可以对焊接时产生的碳元素进行处理。选择好合适的焊接材料来共同提升焊接工艺的质量。
2.5针对不同类型裂纹采取不同控制措施
为了避免焊接过程当中裂纹的产生，以及对裂纹后期的处理工作，首先要做的是对裂纹的形成原因以及裂纹的种类进行分析。为了预防冷裂纹的产生，可以在进行焊条选择的过程当中选用碱性的焊条，这样在焊接过程当中就可以有效地减少碳钢结构内的氢气分子含量，来整体提升碳钢的可塑性。在焊接的过程当中也要加强对于焊接后的热处理工作来有效缓解冷却速度。在焊接工艺开始之前，要首先对器件进行预热，焊接完成之后要进行缓慢冷却，来保证焊接材料的干燥性。要注重焊接的工艺顺序，先用碱性的焊接剂，来减少焊接缝隙当中的杂质含量。在进一步的减少中心线过程当中裂缝的产生，控制好碳钢结构内的碳和硫的含量等。而为了避免再热裂纹的产生，在选择材料时要选择一些对温度敏感性较低的材料，焊接时要酌情的减少焊接之前的预热温度。面对层状的撕裂裂纹，首先要注重金属的冶炼过程，控制好金属内的杂质含量，这样在焊接过程当中会有效的减少层状裂纹的产生。焊接接头处适当的对接头进行改良，减少焊接过程当中的拘束应力。
结束语：碳钢焊接裂纹严重的原因有很多，可能是由于材料选择的不同，结构的不同或者在焊接过程当中技术采用不合理等等导致的。而我们也要采取更多的改进方法，再进行焊接时选择合适的焊接工艺，确立好焊接的预热温度以及焊接材料等等，改变现有的操作方式。对于焊接的收尾工作以及焊接的验收工作不出相应的质量标准。裂纹对于整个钢结构本身会产生非常恶劣的影响，所以裂纹的产生就会对整体钢结构的性能一到整体的下滑作用。减少裂纹的出现，才可以保证钢结构的安全性能，也会进一步的保证人民的生命和财产安全。
参考文献:
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[3]王文群.碳钢焊接裂纹产生的原因及预防措施[J].中国科技财富,2008(05):111-112.
作者简介：姜响（1991-09-12），男，汉族，籍贯：山东省青岛市胶州市，当前职务：电焊工（三级），当前职称：工人，学历：大专，研究方向：碳钢焊接。
论文作者:姜响,,程培彬
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
标签：裂纹论文; 过程论文; 材料论文; 焊接工艺论文; 温度论文; 碳钢论文; 原因论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;