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厚壁不銹鋼管焊接接頭再熱裂紋的產生

如今在工業領域上，厚壁不銹鋼管已經使用非常普遍了，但在生產過程中，會發現焊縫在熱處理后出現了裂紋的情況，這對使用性能造成了很大的影響，為何會出現厚壁不銹鋼管焊接接頭再熱裂紋的產生的情況發生？

再熱裂紋的形成，簡單來說就是晶內由于強化強度很大而晶界強度較弱，在焊后熱處理時，應力松弛時的形變集中加在了晶界上，一旦晶界應變超出了晶界的強度極限時，會導致沿晶界開裂產生裂紋。這種裂紋多發生在奧氏體不銹鋼的焊接接頭中，特別是熱影響區的粗晶區。

再熱裂紋形成的內因

焊接時，熔合線附近的熱影響區被加熱到1200℃左右，尤其是厚壁不銹鋼管多次被加熱后，晶粒粗大，而在冷卻時強碳化物析出較慢，同樣在埋弧焊時，由于線能量較大，焊縫中間的晶粒也較粗大，在隨后的SR處理（480~680℃）過程中，碳化物在晶內彌散沉淀，從而強化了晶內（晶內熱強性好），使熱處理時，應力松弛時的應變集中加載在晶界上；晶粒粗大，使承載應變的晶界數銳減，同樣應變單位晶界應變量大大增加；另外，在焊后SR處理時，低熔點雜質及微量元素偏析于晶界，減弱了晶界的塑性，應變超過晶界的塑性極限就形成開裂。

再熱裂紋形成的外因

外因的產生從焊接殘余應力和膨脹應力兩個部分來考慮。

焊后消應力熱處理時，焊接殘余應力通過松弛蠕變變形得以降低，當材料的變形難以滿足這種變形要求時，就會產生裂紋。在焊接區，低熔點化合物、偏析及粗晶脆化區的存在，由于晶界強度、韌性不足，不能抵抗蠕變膨脹變形而產生裂紋失效。

蠕變變形，實際上是一個受熱膨脹的過程，在這個過程中是產生膨脹拉應力，來抵消一部分焊接過程中產生的壓應力，當冷卻收縮時產生收縮力來抵消部分焊接過程中產生的拉應力，從而使應力峰值降低。因此，在焊接區內微缺陷氣孔、夾渣等應力集中區，當膨脹力與該區應力疊加后產生高峰值的拉應力，峰值大于材料的強度值時，原來維持不失效的平衡將被打破而產生裂紋。這些應力集中的區域應力分布的狀態很復雜，受厚度位置的不同而存在差異，受周圍是否有接管等拘束的不同而不同。比如，該種缺陷處于V型坡口焊接時的下部，這些缺陷受的是拉應力，處于上方時，受的是壓應力。這也是很多再熱裂紋多存在于焊接區的根部的原因。

從再熱裂紋形成的內因和外因來分析，厚壁不銹鋼管焊接接頭再熱裂紋的產生，為了防范裂紋的產生，要合理的選材，制定合理的焊接規范，控制殘余應力和進行焊后熱處理。