厚壁不锈钢管焊接接头再热裂纹的产生

如今在工业领域上，厚壁不锈钢管已经使用非常普遍了，但在生产过程中，会发现焊缝在热处理后出现了裂纹的情况，这对使用性能造成了很大的影响，为何会出现厚壁不锈钢管焊接接头再热裂纹的产生的情况发生？

再热裂纹的形成，简单来说就是晶内由于强化强度很大而晶界强度较弱，在焊后热处理时，应力松弛时的形变集中加在了晶界上，一旦晶界应变超出了晶界的强度极限时，会导致沿晶界开裂产生裂纹。这种裂纹多发生在奥氏体不锈钢的焊接接头中，特别是热影响区的粗晶区。

再热裂纹形成的内因

焊接时，熔合线附近的热影响区被加热到1200℃左右，尤其是厚壁不锈钢管多次被加热后，晶粒粗大，而在冷却时强碳化物析出较慢，同样在埋弧焊时，由于线能量较大，焊缝中间的晶粒也较粗大，在随后的SR处理（480~680℃）过程中，碳化物在晶内弥散沉淀，从而强化了晶内（晶内热强性好），使热处理时，应力松弛时的应变集中加载在晶界上；晶粒粗大，使承载应变的晶界数锐减，同样应变单位晶界应变量大大增加；另外，在焊后SR处理时，低熔点杂质及微量元素偏析于晶界，减弱了晶界的塑性，应变超过晶界的塑性极限就形成开裂。

再热裂纹形成的外因

外因的产生从焊接残余应力和膨胀应力两个部分来考虑。

焊后消应力热处理时，焊接残余应力通过松弛蠕变变形得以降低，当材料的变形难以满足这种变形要求时，就会产生裂纹。在焊接区，低熔点化合物、偏析及粗晶脆化区的存在，由于晶界强度、韧性不足，不能抵抗蠕变膨胀变形而产生裂纹失效。

蠕变变形，实际上是一个受热膨胀的过程，在这个过程中是产生膨胀拉应力，来抵消一部分焊接过程中产生的压应力，当冷却收缩时产生收缩力来抵消部分焊接过程中产生的拉应力，从而使应力峰值降低。因此，在焊接区内微缺陷气孔、夹渣等应力集中区，当膨胀力与该区应力叠加后产生高峰值的拉应力，峰值大于材料的强度值时，原来维持不失效的平衡将被打破而产生裂纹。这些应力集中的区域应力分布的状态很复杂，受厚度位置的不同而存在差异，受周围是否有接管等拘束的不同而不同。比如，该种缺陷处于V型坡口焊接时的下部，这些缺陷受的是拉应力，处于上方时，受的是压应力。这也是很多再热裂纹多存在于焊接区的根部的原因。

从再热裂纹形成的内因和外因来分析，厚壁不锈钢管焊接接头再热裂纹的产生，为了防范裂纹的产生，要合理的选材，制定合理的焊接规范，控制残余应力和进行焊后热处理。