P91/T91 钢焊接生产中常见的焊接质量问题主要有焊接裂纹、焊接气孔、冲击韧性不稳定、冲击韧性低、蠕变强度低和异种焊口高温运行早期失效。产生焊接质量问题的原因和解决方法见下表:
焊接缺陷
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主要原因
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措施
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焊接裂纹
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焊接冷裂纹
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横向裂纹
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烘干不当,预热温度低,含氢量过高
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正确烘干,提高预热温度,焊条低匹配,降低纵向拘束度
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纵向裂纹
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横向热应力过大,焊材低匹配,加热不均
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适当均匀预热,焊条高匹配,横向摆焊,降低横向拘束度
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HAZ 横向裂纹
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焊条低匹配,预热温度低,含氢量高
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提高预热温度,焊条高匹配,采用超低氢焊材
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HAZ 纵向裂纹
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低匹配,预热温度低,纵横向应力大
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提高预热温度,焊条高匹配,降低焊缝横向拘束度
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根部纵向裂纹
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横向热应力过大,焊材低匹配,加热不均
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提高预热温度,适当均匀预热,焊条高匹配,横向摆焊
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焊趾纵向裂纹
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含氢量过高,焊材低匹配,预热温度低
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高匹配焊材,正确烘干焊材,提高预热,降低角变形拘束度
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焊道下裂纹
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含氢量过高,焊材低匹配,预热温度低
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采用高匹配焊条,正确烘干焊材,提高预热温度
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异种钢焊接裂
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低匹配相变氢致裂纹,低硫氢致裂纹
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采用高匹配焊条或氩弧焊,提高预热温度,后热
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热裂纹
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火口裂纹
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操作不当
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侧壁引弧、收弧,电流衰减
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热应力裂纹
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氩弧焊根裂
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加热方法不当,热应力大,应力集中
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提高预热温度,降低热应力和应力集中
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焊接气孔
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焊接气孔
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焊条不佳,烘干不当
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优选焊条,均温烘箱
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氩弧焊气孔
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氩气流量过大,单层打底
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正确选择流量,打底三层
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夹渣
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夹渣
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焊条不良,焊工操作不熟练
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提高焊工焊接技能
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焊缝根部夹渣和氧化
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根部夹渣和氧化
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内保护不良
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改进内保护方法,加大氩气流量
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常温机械性能
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强度过高或低
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热处理工艺不当,焊条不良,内外温差大
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正确选择热处理方法和工艺
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冷弯开裂
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热处理工艺不当,焊条不良,内外温差大
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正确选用焊条以及热处理温度和时间
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冲击韧性低
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焊材,焊接工艺,焊后热处理工艺不当
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优选焊材,严格按推荐的焊接工艺和热处理工艺操作
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冲击韧性不稳定
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焊材,焊接工艺,焊后热处理工艺不当
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优选焊材,严格按推荐的焊接工艺和热处理工艺施焊
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高温蠕变性能
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焊缝蠕变强度低
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含碳量低,铸造组织,碳化物集聚
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可以加入合金元素强化,但是塑性和韧性降低,高匹配
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蠕变塑性低
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碳化物在晶界上析出
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强化晶界,拉维斯强化,重新热处理,降低工作温度
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HAZ蠕变强度低
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焊接热影响区软化
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降低温度,降低应力,正火+回火,采用新技术
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异种焊口早失效
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异种界面化学成分、性能和组织差别大
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采用镍基焊材,降低温度,降低应力,采用新技术
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