1、產(chǎn)生焊接冷裂紋的原因

焊接冷裂紋在焊后較低的溫度下形成。由于這種裂紋形成與氫有關(guān)，且有延遲開(kāi)裂的特點(diǎn)，因此又稱(chēng)之為焊接氫致裂紋或延遲裂紋。

產(chǎn)生焊接冷裂紋的三個(gè)必要條件：

（1）氫。氫的主要來(lái)源是焊材中的水分和焊接區域中的油污、鐵銹、水以及大氣中的水汽等。這些水、鐵銹或有機物經(jīng)焊接電弧的高溫熱作用分解成氫原子而進(jìn)入焊接熔池中。在焊接過(guò)程中氫除向大氣中擴散外，余下的在焊縫中呈過(guò)飽和狀態(tài)，即在焊縫中存在著(zhù)擴散氫。根據氫脆理論，這種擴散氫將向應變集中區（如微裂紋或缺口尖端附近）擴散，當該區的氫濃度達到某一臨界值時(shí)，裂紋便繼續擴展。

（2）應力。依據目前國內及國際的施工水平，在球罐的組裝過(guò)程中總會(huì )存在或多或少的強力組對，所以在組裝完成后便存在著(zhù)內應力，這種應力在焊后整體熱處理完成后也不可能完全消除。再加上球罐焊接是一個(gè)局部加熱過(guò)程，在焊接過(guò)程中產(chǎn)生應力與應變的循環(huán)，因此球罐焊接后必然存在殘余應力。

（3）組織。焊接熱影響區組織中過(guò)硬的馬氏體含量越多越容易產(chǎn)生冷裂紋。

3、防止產(chǎn)生焊接冷裂紋的措施

（1）盡量選用對冷裂紋不敏感的材料選用內在質(zhì)量好的母材。即選用碳當量低的優(yōu)質(zhì)鋼材，尤其是避免母材大型夾渣。所以在球殼板制造前必須對板材進(jìn)行嚴格的超聲波檢查，對有嚴重夾層等缺陷的鋼材不得使用。

（2）盡量減少氫的來(lái)源。第一，球罐的焊接選用低氫型焊條，必要時(shí)要采用超低氫型的焊條；第二，焊條使用前一定要按產(chǎn)品使用說(shuō)明進(jìn)行烘干，并貯存在100～150℃的恒溫箱中，在使用時(shí)放入保溫筒內并隨用隨取，在保溫筒內存放時(shí)間不得超過(guò)4h，否則要按原烘干溫度重新烘干，重復烘干不得超過(guò)兩次；第三，要徹底去除焊接坡口表面及坡口兩側20mm范圍內的油污、水分，、鐵銹及其他雜物；第四，不在雨雪天及空氣相對濕度大于90%時(shí)施焊；第五，采取有效的防風(fēng)措施，以防止吹弧，使焊接熔池得到有效的隔離保護。

（3）選用適當的焊前預熱溫度和預熱范圍。適當的預熱溫度降低了焊縫冷卻速度，可使氫更易從焊縫熔池向大氣中擴散，減少了焊縫中擴散氫含量，并且可以降低焊接區的溫度梯度和焊縫的冷卻速度，盡量減少馬氏體的含量，減小溫差應力。預熱溫度應通過(guò)工藝評定來(lái)確定，預熱范圍一般為坡口兩側三倍球殼板厚度且不小于100mm。當環(huán)境溫度低時(shí)還應增大預熱溫度和預熱范圍。對縱縫應整條焊縫同時(shí)預熱，不能分段預熱。

（4）選用適當的后熱溫度和后熱時(shí)間。隨著(zhù)焊接層數的增多，焊縫中擴散氫會(huì )逐漸積累。因此焊后應立即進(jìn)行后熱，使擴散氫有充分的時(shí)間溢出，同時(shí)還可以降低焊縫中的殘余應力，減少冷裂紋產(chǎn)生的機率。

（5）焊接過(guò)程中保持適當的層間溫度，適當的層間溫度也能延緩焊縫的冷卻時(shí)間，起到一定的去氫和降低殘余應力的作用，層間溫度不得低于預熱溫度下限值。

（6）采用合適的線(xiàn)能量。若焊接線(xiàn)能量過(guò)小，焊縫熱影響區容易出現淬硬組織，再加上擴散氫的作用，焊縫容易產(chǎn)生冷裂紋；若線(xiàn)能量過(guò)大又會(huì )使焊縫熱影響區的軟化區寬度增加，使焊縫缺口的韌性降低，球罐整體的機械性能下降。

（7）防止強力組對。在球罐組對過(guò)程中選用合適的工藝和組裝機具，盡量避免強力組對。強力組對將使球罐在焊接前就存在強大的附加內應力，這種內應力在焊后也不可能完全消除。

（8）減小錯邊和角變形。在錯邊和角變形存在的部位，曲率發(fā)生了突變，所以焊后將會(huì )存在強大的殘余內應力。

（9）采用合理的焊接順序。當采用合理的順序焊接時(shí)，整臺球罐將同時(shí)對稱(chēng)地收縮或膨脹，這樣能控制焊接變形，減小焊接殘余應力。球罐焊接應遵循先縱縫后環(huán)縫，先大坡口后小坡口，先赤道后溫帶最后極帶的原則，而且焊工應對稱(chēng)、均勻施焊。球罐焊縫的打底焊要采用分段退焊法，分段長(cháng)度為600～700mm。

（10）避免工藝缺陷的產(chǎn)生。咬邊、未焊透、長(cháng)條狀夾渣等工藝缺陷部位是應力集中區，這些部位容易產(chǎn)生冷裂紋。

（11）確保封底焊縫的質(zhì)量，封底焊縫要自上而下焊接，不能采用擺動(dòng)、挑弧、滅弧的施焊方法。