U型輻射管彎頭開裂情況的原因分析

1. U型輻射管結構

U型輻射管是由兩根直管和一根U型彎頭焊接而成，母材是Cr25Ni35奧氏體不銹鋼，其高溫力學性能好，冷變塑性好，焊接性好，長期使用不會脆斷。

2. 現場觀察

到試驗場地，輻射管已從爐體加熱室卸下，開裂部位沿焊縫中心部位，幾乎完全斷開。后設法將U型彎與直管完全分離。我們發現，（1）焊縫呈不規則圓裂開，由于爐內高溫氣氛，焊縫金屬與母材金屬都呈黑色。（2）觀焊縫焊波，推測焊接方法為鎢極氬氣保護焊。（3）焊縫背面有時斷有時續的未焊透、未熔合現象。（4）熔合區有咬邊現象。（5）坡口幾何尺寸沒達到要求，坡口角度、鈍邊、根部間隙都存在問題。

3. 原因分析

完成試驗現場的觀察，我們又來到供應商的生產車間，其生產人員從材料金加工到焊接、焊后鈍化處理做了全面演示，我們除了在試驗場地發現的情況外，還發現：

（1）鈍口加工方式為角磨機手工打磨，因此坡口角度、鈍邊厚度及直線度卻無法控制住，這就給后續的焊縫對接造成極大困難，甚至無法獲得優質的焊接接頭。

（2）焊接方法為鎢極氬氣保護焊，從打底焊到填充層，再到蓋面全部采用鎢極氬氣保護焊。焊接材料經查與母材相匹配，氬氣流量、焊接電流、電弧電壓都在正常范圍內，其焊接速度慢，溫度冷卻的也慢，所以焊縫金屬、熱影響區金屬長時間在敏感區停留，這就給焊接接頭造成不利的影響，其焊接順序為下坡焊，即由上向下焊、這樣氬氣就保護不到背面的焊縫，還易造成未熔合，未焊頭，氣孔等缺陷。其焊接過程是從開始焊到結束，中間未停留，這樣層間溫度并沒有得到控制。

（3）焊接防止拉裂定位焊的措施不到位，定位焊的長度與高度應與材料的厚度相對應。U形彎壁厚為12mm，長度應7~8mm，而其定位焊縫的長度僅為3~5mm。

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