不锈钢薄板焊接中的铜污染裂纹.doc

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1、★国外新技术★不锈钢薄板焊接中的铜污染裂纹焊接不锈钢薄板，有时候会出现许多细小的表面裂纹。这些裂纹与我们曾经所识别的多种裂纹的形成原因是不相同的。它们既不是凝固裂纹，也不是多道焊缝中的铁素体受热分解所造成的热影响区裂纹，也不是硫、磷等有害元素在晶界偏析而导致的热影响区开裂，而是铜污染所造成的裂纹。这是美国在OakRidgeY-12电站施工中所发现的，并且已被B·K·HOLBERT等人进行模拟试验证实了的。所谓铜污染裂纹，指的是铜制的工夹具在不锈钢薄板表面摩擦之后再进行焊接时便会在沾污有铜粒子的部位出现裂纹。实践发现，在焊缝上形成的铜污染裂纹是肤浅

2、的。只要进行轻微的打磨便可清除。但是铜污染裂纹出现在热影响区却是相当深的。例如，在上述电站施工中发现，在0.25mm的薄板上裂纹深为0.1mm。这些裂纹的存在对于不锈钢防腐蚀和防泄漏都是不利的，必须尽可能地加以防止。铜污染之所以会产生裂纹，其原因是，铜制的工夹具，例如焊把、裸露的铜制电缆接头、分流器、铜锤等在不锈钢表面摩擦之后，铜粒就会粘附在表面。这些铜粒子在事后焊接过程中会熔化。位于焊缝部位的铜粒子会熔合在焊接熔池中而形成表面微裂纹。位于热影响区的铜粒子，当热影响区的温度超过1083℃时，便会熔化渗入到不锈钢的晶粒边界中去，在晶粒边界形成脆性液

3、膜。这种液膜强度很低，在冷却应力和凝固收缩应力的作用下易于开裂而形成裂纹。这类裂纹是晶间型的、其方向垂直于主应力方向。用扫描电镜分析证实，裂纹的表面和尖端有铜粒子。在现场施焊中，人们有意或无意地造成铜污染的机会很多。由于铜的导电性能好，电焊钳多是由铜材制成。用这种焊钳夹持钢板，焊把在钢板上拖拉都将造成铜污染。另外，有些焊工在矫正钢板变形时，用铜棒或铜锤敲打也会造成铜污染。还有，在多工种、多层次的现场施工中，非焊接用的铜制工具在钢板上堆放，或用来装卸钢板都有可能造成铜污染。因此，从全面质量管理的观点着眼，让人们认识这一现象，采取有关措施防止铜的污染

4、是一个值得引起重视的问题。怎样防止铜污染裂纹的产生，不言而喻，首先应杜绝铜粒子的来源。这就要求施工人员加强对钢板的保护，不要用铜制的工夹具加强对钢板的保护，不要用铜制的工夹具在不锈钢板上敲打、拖拉，做到文明生产，文明施工。对于那些用来导电连接的铜夹具，其夹持部位应尽量远离焊缝。其次，要适当地选用焊接方法和焊接规范，以减少热输入。因热输入减少，既会减少热影响区的范围，也会减少冷却应力，使铜污染难于造成裂纹。从这点出发采用自动焊接是有益的。为了减少铜粒子的来源。最近国外采取在铜制的焊接工夹具表面涂覆一层银铜合金方法加以控制。实践证明，银铜合金不会对不

5、锈钢表面造成铜污染。这一经验已获得了成功的应用。总之，铜污染裂纹是一个新的焊接问题，虽然，目前只是在不锈钢薄板呈现出它的危害性，但是，从提高焊接质量的角度出发，认识这一现象，并借鉴于这一现象的本质去分析可能出现的各类焊接缺陷无疑是有益无害的。