封頭焊前預熱的影響

　　焊前預熱溫度直接影響焊接過程中封頭上的溫度分布，影響焊縫及近縫區(qū)材料的組織性能，并影響焊縫及近縫區(qū)的含氫量。封頭焊前預熱溫度偏低，則焊接過程中焊件上的溫度梯度增大，焊縫及近縫區(qū)冷卻速度增大，使焊縫及近縫區(qū)的焊接拉應力增大、組織性能硬脆性增大、擴散氫逸出少，同時使含氫量增加，導致冷裂傾向增大?；鶎硬?料 SA387GrllCl2屬低合金中溫抗氫鋼，相當于中國牌號15CrMoR鋼‘，〕。為了較準確評估鋼材的焊接冷裂傾向及采取相應工藝措施，采用鋼材焊接裂紋敏感指數來估算產生冷裂紋傾向的大小。一般低合金鋼封頭通過焊接工藝的拘束試驗得到該指數的計算公式為〔2，C (C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15 +V/10+5B+h/600+H/60)%式 中: h— 板厚，mm;H 焊縫中的含氫量，mL/100g,把基層材料的化學成分數據代人計算式，并取封頭焊縫中的含氫量較低值1.OM L/100g(通常范圍1.0-5.Om L/l00g)，計算出焊接裂紋敏感指數P,=0.43 60o。當P,(O.35 %時，產生冷裂的傾向小;當P,> 0 .35%時，產生冷裂的傾向增大，隨著P‘的增加，產生冷裂的傾向相應增大。計算出焊接裂紋敏感指數P,=0.43 6%a，在板厚度較大，存在較大拘束應力作用下，焊接時產生冷裂的傾向很大，容易產生冷裂紋，焊前必須采取預熱措施。焊前預熱溫度的經驗公式〔E偽:To i》 14 40 P。 一 39 2 ( 0C )式中 : To i— 預熱溫度(℃)。把計算出的封頭焊接裂紋敏感指數P,=0.43 6%代人，得To,> 235℃。當 To ,> 125℃時，對大口徑封頭的預熱溫度再按下式修正:To = T o; 一 30 'C = 20 5℃

　　即該 復合板封頭焊前預熱溫度應在205℃以上，而本封頭焊前預熱溫度為150^-1800C，故該封頭焊前預熱溫度偏低。

　　封頭焊后熱處理工藝的影響

　　焊后熱處理可消除或降低焊接應力，有利于封頭焊縫中擴散氫的逸出，改善焊縫和近縫區(qū)的組織性能，對于大口徑封頭一般情況下都需要進行焊后熱處理。本封頭在服役中發(fā)現冷裂紋，說明裂紋與擴散氫關系密切，同時也與應力和脆性組織有關。焊后熱處理各參數之間的關系式‘2，為= 凡 (lo gt + 20 )X 1 0'式 中: 尸— 回火參數，是溫度和保溫時間的函數，尸越大，焊接應力消除的程度越大，焊縫中含氫量越低。乳— 焊后加熱溫度(℃)。t— 保溫時間(h)。經試 驗 得該鋼板中的回火參數P=19.7 4^-20.4 6，按原工藝焊后熱處理溫度為676^6940C，把數值代人關系式得:保溫時間t>4h，而原工藝保溫時間只有2h，可見其保溫時間明顯不足。

　　復合封頭過渡層焊接復雜性的影響

　　復合封頭過渡層涉及兩種不同的金屬材料和金相組織，封頭焊接過程中其化學成分和金相組織變化較為復雜，基層材料合金元素含量較低，復層材料合金元素含量較高，若焊接材料和焊接工藝的選擇不合適，焊接過渡層時，封頭基層材料對整個焊縫金屬的合金成分具有稀釋作用，使焊縫的奧氏體形成元素含量不足，結果封頭焊縫可能出現硬脆的馬氏體組織，容易從過渡層引發(fā)焊接裂紋。