1、高强管线钢管焊接热影响区产生裂纹的原因检测表明,HAZ 粗晶区具有明显的组织不均匀性,焊趾焊根处存在应力集中。当焊接工艺不合理,或母材中夹杂物数量较多、形态及分布不均匀时,裂纹易在焊趾处靠近熔合线的 HAZ 中形成。裂纹起源处的组织为粗大的粒状贝氏体和板条贝氏体组织; 贝氏体铁素体上的MA 岛尺寸较大,且有尺寸较大的夹杂物存在。因此,提高母材的纯净度、降低夹杂物含量、优化焊接工艺使HAZ 获得细小均匀的组织,才可有效避免裂纹的产生。基体上 MA 岛的形态和分布是影响 HAZ 粗晶区性能的主要因素,粗大的 MA 岛易使裂纹启裂。焊
2、接热输入越大,越容易形成边界形核铁素体,使 MA 岛硬度增加,裂纹越容易沿着 MA 岛与基体的交界处形核和开裂。另外,在焊接残余应力、越来越高的工作压力及复杂输送介质作用下,高强管线钢焊接接头很容易产生应力腐蚀裂纹和氢诱导裂纹。焊缝金属中的针状铁素体及由于适量的Ti 添加形成的弥散的含钛碳氮化物有可能成为氢的捕获点,有助于防止在酸性环境中裂纹的产生。但如果焊缝金属中 Ti 或 Mn 含量过多,则在冷却过程中会形成较多的贝氏体或MA 岛,造成硬度增加,极易形成应力腐蚀裂纹和氢诱导裂纹裂纹。Al 及 Si 的氧化物夹杂与基体之间通常
3、存在缝隙,易成为氢诱导裂纹的起源,而氧化铝夹杂易造成应力腐蚀裂纹形核。对裂纹附近的显微组织观察表明,夹杂物与基体界面处、铁素体基体与 MA 岛界面处、MA岛内部以及原始奥氏体晶界是裂纹形核的主要位置。 根据上述分析,可以采取以下控制管线钢焊接裂纹的措施:1)提高母材的纯净度,降低夹杂物含量,并严格控制母材的成分,控制碳当量低于 0. 23% 以保证材料具有较低的冷裂纹敏感性。 2)采用Ti 微合金化,生成的 TiN 粒子具有较好的钉轧奥氏体晶界作用。同时,利用氧化物冶金方法,在钢中形成大量的 Ti2O3、TiO2、TiO等粒子