老師傅不外傳的秘籍：焊縫橫向裂紋產生的原因和解決方法

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目前，焊縫「橫向裂紋」正肆無忌憚地橫掃著中國焊接製造業，為各大企業帶來重大的損失。

特別是做海外工程交貨到國外後才發現「超級延遲」的橫向裂紋，最後被業主要求懲罰性的巨額賠償，令各大企業損失巨額金錢和商譽。(遠東無損檢測信息網:近年國內知名鋼結構公司國際鋼結構工程中，據我所知有兩家陷入橫向裂紋事件，損失慘重，其中有一家被德國客戶索賠6億歐元)。

企業為了返修和重複檢測不知花費多少人力物力和時間，可以用疲於奔命來形容。

是什麼原因造成橫向裂紋呢？怎樣解決呢？我相信我有些方法可以把橫向裂紋減至最少。而且是很便宜的方法。請看我以下的分析和解釋。

橫向裂紋產的原因分析

什麼原因造成「橫向裂紋」呢？有很多人都在調查研究，卻無法找出真正原因和徹底解決的辦法。

根據我這些年來在國內外的調查研究結果，我發現橫向裂紋主要在埋弧焊(SAW)和氣體保護葯芯焊(CO2+FCAW)這兩種焊接方法中產生，特別是CO2氣體保護葯芯焊。

我認為產生的原因不是單一因素造成的，正如我朋友說的，安全事故至少由兩個以上的原因造成，比如說有人高處跳下由於地面是傾斜不平的，結果把腰給折傷了。

如果說地面是平坦的跳下沒事，反過來說此人不跳下來那怕地面有刀子也沒事啊!這就是說最少兩個因素才造成安全事故。

橫向裂紋則何止兩個因素，它是多種因素造成的，我覺得用癌症的癌字來比喻橫向裂紋最恰當。我們的老祖宗在創造這個癌字時就告訴我們，癌症的癌字本身就是個病，它是由三個口吃進大量的毒素堆積如山才形成癌症的。

橫向裂紋在我們常規的焊接中是很少見的，例如:氣孔、夾渣、未熔合、咬邊等是常見的，好象我們經常會有點傷風感冒和拉肚子；

偶爾也會出現縱向裂紋和焊趾邊冷裂紋，也像我們在體育運動時不小心發生斷手斷腳的意外，這也是容易理解和防範的，而癌症是很少見的，但是見到它時已經是為時已晚了，判若死刑了幾乎是沒得救了。

橫向裂紋也像癌細胞會擴散轉移一樣，返修時真是越修越裂，跟著氣刨跑，遍地開花沒辦法修理。

我們焊接時也有三個口這就是：

1.母材;

2.焊材;

3.焊接過程。

母材

含碳量高的高強度鋼較低碳鋼的容易產生橫向裂紋，TMCP材料由於其獨特的生產工藝，造成它是一種較敏感性材料，母材中含有其它非金屬雜質多的、厚度大的、帶有夾層的、表面有腐蝕生鏽的等。

焊材

埋弧焊和葯芯焊兩者的共通點是都有藥粉(劑)，它們在製造的過程中，各種配料所用的純度不足或本身帶雜質，都會影響焊縫性能。

焊材行業競爭激烈，為了保持利潤改用其它便宜的配方或者用純度不足的材料(偷工減料)，這是會降低焊接性能或者叫抗裂能力的。若有些焊材廠不注重每個生產環節，在生產的過程和庫存時就受潮，等到用戶使用時為時已晚了。

埋弧焊在焊接的過程中回收沒有熔化的藥粉時，會同時把其它雜質一同吸收回料斗之中，特別是卷管連續生產的螺旋焊縫，在機械強力卷管的同時大量的鋼板表面氧化物(氧化皮)脫落與其它沙塵粉末焊渣等混合在藥劑中再重新進入焊道熔池中，造成污染，再遇上藥劑受潮、母材預熱和保溫不足時，也會產生橫向裂紋。

不同品牌葯芯焊絲的質量有參差不齊的情況，焊絲儲藏和使用方法不當也是令焊縫產生橫向裂紋的源頭。首先是原廠生產時就分為兩種包裝--普通包裝和真空包裝。在室內受控制的環境下用普通包裝，再按廠家要求短時間內用完也沒事。

若是普通包裝儲藏不當、運輸途中保護不足、中間經銷商的處理不當令焊絲受潮，又在沒任何防護措施的天然環境下使用焊絲，讓焊絲進一步受潮和其它污染，也是會造成橫向裂紋的。

無論是普通包裝還是真空包裝，廠家都要求用戶在開封后24小時內使用，中途小休不用時將焊絲存放於乾燥箱中。若在戶外有雨、雪、露水和海風的地方焊接，必須將焊絲用一個有防水性能的保護罩罩住來使用，開封后超過24小時無論是否有保護罩或存放乾燥箱都不得再使用。

這一點在我們中國好象沒有人知道似的，我們無論在室內室外都是沒有用保護罩的，任憑風吹雨打，完全沒有時間觀念，也沒有室內室外有所不同觀念。

其實即使在室內，在春冬季節、陰冷潮濕的氣候下，室內也是很潮濕的，我們是一卷15公斤的焊絲可以連續超過24小時、48小時甚至「長年使用」都行，這種嚴重的錯誤行為我們卻習以為常。

請看以下一家國外品牌的焊絲廠對用戶提出的「葯芯焊絲儲藏和使用注意事項」:

StorageConditionsandUsagewithFCWS葯芯焊絲儲藏和使用注意事項

1.Packingofwires

包裝的焊絲

Eachwirespoolshallbecoveredwithapolyethylenefilmandfurtherpackagedinthecorrugatedboxforprotectionduringtransportationorstorage.

每卷焊絲應當用聚乙烯薄膜覆蓋，並進一步在瓦楞紙箱包裝，運輸或貯存過程中保護。

2.Recommendablestorageconditionfornon-openedwiresincorrugatedboxes

非開封瓦楞紙箱推薦的存儲條件

2.1Wiresshouldbestoredinawarehousefreeofrain,snow,ordewetc.

焊絲應存放在倉庫無雨、雪、或露水等

2.2Theyshouldnotbeputonfloordirectlybutonawoodenpallet.

它們不應該直接放在地板上，但可以放在木質托盤上。

2.3Itisdesirablethattheyarestoredinaplaceoflesshumidity

它們應該存放在一個濕度較低的地方。

3.Countermeasuresaboutopen-packedwires

開封焊絲的對策

3.1Itisnotnecessarytoredrythem.Ifredrying,theplasticspoolmightbetransformedbyheat.

這是沒有必要重新乾燥它們的。如果再乾燥，塑料芯盤可能受熱變形。

3.2Whenweldedattheplacesufferedfromrain,snow,dewandseabreezeetc.,thewirefeedershouldbeprotectedbywaterproofcover.

在遭受到雨、雪、露和海風等的地方焊接時，應該用有防水功能的蓋罩住送絲機

3.3Itisdesirablethattheyareusedinaplaceoflesshumidity.

它們應該在濕度較低的地方使用

3.4Spool-openedwiresshouldbeusedwithin24hours,iftheyareleftafterworking,theyshouldbestoredunderdryconditions.

焊絲開封后應在24小時內使用完畢，完工後如果有剩餘焊絲留下，應存放在乾燥的條件下。

Inthiscase,thesurfaceofeachwireshouldbecoveredwithapolyethylenefilmorsheetforprotection.

在這種情況下，每根焊絲表面應覆蓋聚乙稀膜或保護膜。

焊接過程

焊接過程是其中最主要的原因。焊接過程中的一整套工藝程序及其技術規定包括：焊接方法、焊前準備加工、裝配、焊接材料、焊接設備、焊接順序、焊接操作、焊接工藝參數以及焊後處理等。

3.1在焊接過程中從坡口預製、打磨、組對、坡口角度間隙、表面處理、工件預熱、保溫、焊後緩冷除氫等等;

3.2是否嚴格按已經做好的焊接工藝操作;

3.3焊工是否持相應合資格;

3.4焊接環境是否有做到防風、防雨、防雪、防露水、防潮氣並且做到透光透氣照明適當的安全可靠的;

3.5焊縫表面是否清除油污、水跡、鐵鏽;

3.6是否過分使用碳弧氣刨，開坡口、清根、多次返修後沒有將其碳化物清除而進行焊接，氣刨的壓縮空氣是否除水?;

3.7焊機和焊槍的保養維護不當，無法發揮應有焊接性能;

3.8焊接過程中對焊絲沒有採取應有保護和使用超過時限或者使用已經受潮受污染的焊絲;

3.9埋弧焊的藥劑使用不同品牌的焊絲，藥劑沒有充分烘乾，藥劑在回收過程將鋼板氧化物(氧化皮)、其它雜質、焊渣、沙塵粉末等一併吸收，再次投入焊接時造成;

3.10工件組合的內應力過大，沒有控制焊接變形，所帶來的拘束應力過大超出焊縫所能承受的拉應力;

3.11NDT檢驗過高地要求而返修反造成更多的缺陷;

3.12厚度大焊道多的焊縫也是原因之一，焊縫中的雜質堆積會產生累積效應而產生橫向裂紋;

3.13焊縫的排列形狀和次序也會影響焊縫內的拘束力(內應力);當然還有其它焊接過程的不當事情我在此就不一一例出了。

總結

雖然橫向裂紋產生的原因是多方面的，但是我個人認為主要原因在葯芯焊絲，母材方面的問題較少，因為我們所用的海洋鋼結構都是普通低碳低合金鋼，焊接工藝也是成熟的和常用的，我們主力放在葯芯焊絲的監控方面。

我有10個「焊絲使用守則」建議

1.儘可能都用真空包裝;

2.用小容量5kg包裝(或者在高空、露天場地、狹窄環境等等);

3.在露天場地用防水性能的蓋罩罩住焊絲進行焊接;

4.中途休息或超出1小時不焊接時存放在乾燥箱內;

5.開封后超出24小時不得再使用;

6.拆封時若見到生鏽和變色不得使用;

7.使用途中焊絲雨水淋濕或其它污染不得再用;

8.同一批號焊絲出現橫向裂紋時停止使用，直到查出原因為止。

9.若有可能我們可以像派駐鋼板廠驗收鋼板材料一樣，全程監控焊絲的生產、庫存、運輸等過程。

10.採取退貨索賠和不再採用的懲罰制度選擇質量信譽好的焊材廠。

80年代和90年代國內還沒有能力生產葯芯焊絲，我曾經為香港兩個日本公司設計CO2氣體保護葯芯焊生產線，用的全部國外葯芯焊絲。

24小時連續工作，成年累月並且在露天場地，我只是用油桶罩住焊縫進行焊接的，成千上萬的構件無論是春夏秋冬從未見過橫向裂紋。

現在外國品牌進入國內生產，國內也有些廠家能夠生產葯芯焊絲了，所以問題就來了。最近我在國內參觀一家國際上最有名氣的焊材廠，他們是通過收購一家在國內設廠的台資焊材廠，然後掛外國品牌用台灣機器、國內人管理和生產。

生產設備並不先進，再加上凡事差不多的工作態度，讓我看到在3月初春的江南，天陰正下著小雨，陰霾迷霧非常潮濕，乍暖還寒的天氣特別令人感到陰冷陰冷的，連我穿著羽絨大衣都感覺寒氣逼人。車間門口是敞開的在不受控制溫度和濕度的環境下生產，這樣做本身就會使焊絲可能受到潮了。

很多人以為葯芯焊絲是密封的，其實不然，它是由薄鋼板捲入藥粉的，無論它捲成管狀是多幺嚴密，它一樣會吸入潮氣，就像我們做滲透探傷原理的毛細管滲入，中心乾燥藥粉是很容易將潮氣吸入。更可恨的是還不能像手工電焊條那樣用高溫把它再烘乾。

很多年前我曾經在建造車間的門板上看到一張懲罰焊工的通告，是說有位焊工因為保溫筒的電源線鬆脫沒有及時接上，讓QC人員發現結果要被罰款人民幣100元，想想看我們的農民工多年前的工資能有多少個100元？這是多幺嚴厲啊!

為什麼要這麼嚴厲呢？因為我們都知道，低氫焊條如果受潮就會引起延遲裂紋，這是在用焊條的年代大家早已形成的共識。

可是現在我們很多人都不知道葯芯焊絲比電焊條更為要求嚴厲，特別是有些焊接大師傅盲目的認為葯芯是萬能焊絲，只看到它的效率沒有看到它最危險的一面。

我認為葯芯焊絲比焊條更要嚴格管理，現在我們所有參與建造的人都要知道葯芯要像焊條那樣防止受潮，形成共識共同監管葯芯焊絲。把管理電焊條方法用來控制葯芯焊絲，我相信橫向裂紋馬上會大大減少。

保證焊接質量的五大控制環節

1.安全舒適的焊接工作環境；

2.適用的焊接工藝規程及標準化作業；

3.高質量的焊接材料；

4.高性能和穩定性的焊接設備；

5.優秀焊工的操作技能和經驗。

做好五個控制焊縫質量的環節，我們不單控制好橫向裂紋，還可以得到高質量的鋼結構，從而打造中國海工國際品牌。有好的質量和好的信譽，財源自然會滾滾來來。以上是我個人的經驗分享，希望能幫助各位。

本文來源：壓力容器人

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