陳志強，朱哲仁

（1. 河北大學(xué)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院，河北保定 071005；2. 中國液化天然氣船務(wù)（國際）有限公司，香港 999077）

應(yīng)用裂紋檢出率優(yōu)化焊接工藝規(guī)范的研究

陳志強1，朱哲仁2

（1. 河北大學(xué)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院，河北保定 071005；2. 中國液化天然氣船務(wù)（國際）有限公司，香港 999077）

裂紋類缺陷是焊接過程中經(jīng)常出現(xiàn)的最嚴(yán)重缺陷之一。無損檢測方法是檢測和評價焊接方法是否有效的重要手段。以裂紋檢出率作為技術(shù)指標(biāo)，對斜T型全熔透焊縫采用FCAW-CO2焊接方法的焊接過程質(zhì)量進(jìn)行了綜合評價，通過優(yōu)化焊接參數(shù)消除了危險性缺陷，最終確保了完工焊縫的焊接質(zhì)量和提高了產(chǎn)品的整體安全性。

裂紋檢出率；藥芯焊絲氣體保護(hù)半自動焊接方法；斜T型全熔透焊縫

0 引言

隨著對清潔能源需求的不斷增加，帶動了液化天然氣船運輸業(yè)的快速發(fā)展，并迎來了新的船舶建造高峰。而我國液化天然氣運輸船的建造和使用起步較晚，為了確保20年以上的設(shè)計使用壽命和低溫環(huán)境下的工況條件，焊接質(zhì)量的控制在建造船體的過程中顯得尤為突出，否則在后續(xù)工作中因前道工序不合格的返修會大大浪費工時，同時存在的隱患還會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。在船舶建造過程中，作為液貨艙載體的船體結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計規(guī)范和建造檢驗要求，特別凸顯了關(guān)鍵節(jié)點（見圖1和圖2）的焊接質(zhì)量的控制，需要100%的外觀和100%的超聲波檢測加磁粉檢測或著色滲透檢測，并且需要 100%的真空密性檢驗。為了確保焊接質(zhì)量，在評定焊接工藝規(guī)范時采用了斜Y形坡口焊接裂紋試驗，結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但因現(xiàn)場的焊接工況不同，特別是分段的噸位達(dá)到數(shù)百噸以上，拘束條件以及焊接條件等不同于試驗室工況，在焊接過程中，特別是在多層焊的打底層焊道焊接時，還是頻繁出現(xiàn)裂紋，并且分布在焊縫的中心，沿焊縫的軸向呈縱向連續(xù)或斷續(xù)分布。通過放大鏡目視，其裂口處有較明顯的氧化層淺藍(lán)色彩，表面無光澤，并呈現(xiàn)鋸齒狀，見圖3和圖4。其在焊縫橫截面上呈現(xiàn)不同的深度，一般在0.5mm～3mm，淺的小于0.1mm，只有借助放大鏡或磁粉檢測等手段才可發(fā)現(xiàn)其痕跡［1］。

圖1 貨艙典型橫剖面圖及關(guān)鍵節(jié)點區(qū)

圖2 典型節(jié)點形式

圖3 打底層焊道出現(xiàn)的裂紋特征及分布

圖4 打底層磁粉檢測缺陷痕跡

裂紋在焊接過程和最終產(chǎn)品的檢查驗收中是不允許存在的。對于焊接過程中出現(xiàn)的裂紋，必須徹底去除，并且應(yīng)從工藝的角度進(jìn)行研究，證明焊接工藝的可行性和查找出裂紋產(chǎn)生的原因，從而完善和優(yōu)化焊接工藝參數(shù)以及防范措施，使焊接工藝規(guī)范更適合現(xiàn)場不利的焊接條件，達(dá)到杜絕裂紋的目的。焊接過程中呈現(xiàn)在焊縫橫截面上較深的大于0.5mm的熱裂紋，在后續(xù)的焊接過程中，由于應(yīng)力的釋放，可能會導(dǎo)致裂紋的進(jìn)一步擴展，延伸至上一層填充焊道，最終導(dǎo)致貫穿性裂紋。對于分布于焊縫橫截面潛表面的小于0.5mm的熱裂紋，在后續(xù)的填充焊接時，采用合理的工藝焊接參數(shù)，會重新液化微裂紋，達(dá)到消除的目的，進(jìn)一步的實驗也證明了這一點。為此，關(guān)鍵節(jié)點焊縫在分段預(yù)制以及合攏位置打底焊層出現(xiàn)的宏觀裂紋控制和檢驗是焊接過程和最終檢驗的重點［2，3］。

為了確保建造這兩個階段結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，根據(jù)相應(yīng)的建造規(guī)范、設(shè)計要求和檢驗標(biāo)準(zhǔn)，不同程度地合理安排了檢驗的關(guān)鍵部位和檢驗驗收的等級。為了確保結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和裂紋的有效控制，無損檢測方法的最佳采用和相應(yīng)的驗收等級的匹配以及合理布置檢測關(guān)鍵點是質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵。因為無損檢測方法的合理布置和選用可以確保檢測的全面性和對焊縫結(jié)構(gòu)質(zhì)量的整體評價，特別是對缺陷的特征評價。因此，通過對焊道打底層裂紋缺陷的有效檢出是評價檢測方法是否合理的關(guān)鍵因素，裂紋缺陷的檢出率成為優(yōu)化焊接工藝的重要指標(biāo)，通過獲取的缺陷類型和質(zhì)量信息，對焊接工藝規(guī)范進(jìn)行適度的調(diào)整和糾正，達(dá)到優(yōu)化焊接工藝、穩(wěn)定焊接質(zhì)量的目的。

1 結(jié)晶熱裂紋產(chǎn)生的原因

通過對厚度為20mm的焊接母材金屬EH36和規(guī)格為Φ1.4mm的SuperCored 71焊材化學(xué)成分，以及采用FCAW-CO2焊接成形焊縫金屬的化學(xué)成分分析，消除了因冶金因素引起裂紋的可能性。因此，本文只針對結(jié)晶熱裂紋產(chǎn)生的兩個必要條件進(jìn)行分析，即焊縫金屬在結(jié)晶后期抗裂能力的下降和受橫向拉伸應(yīng)變，從而研究解決消除裂紋的途徑。

1.1 焊縫金屬在結(jié)晶過程中的塑性（δ）變化

已知裂紋的產(chǎn)生主要集中于固—液相階段，當(dāng)溫度降低到略低于TS時（見圖5），此時固相隨晶粒的增加而長大，并相互接觸而連接成為一個整體，液相被固相所包圍導(dǎo)致其流動困難，少量的剩余液相形成所謂的“液態(tài)薄膜”。此時即使受到很小的橫向拉伸應(yīng)力作用，也會導(dǎo)致液態(tài)薄膜開裂，因為這個階段的金屬的塑性最低。

在完全凝固階段，整個熔池完全凝固而形成整體的焊縫。此時受到橫向拉伸應(yīng)力，變形由整個焊縫金屬承擔(dān)，而不再集中于晶界，有較高的抗裂性，不會導(dǎo)致開裂。

由此可以看出，脆性溫度區(qū)間是在固—液相階段，由于液態(tài)薄膜的出現(xiàn)和受到橫向拉應(yīng)力導(dǎo)致變形而開裂。說明此階段焊縫金屬塑性最低，抗裂性最差，是研究裂紋產(chǎn)生的關(guān)鍵階段。

1.2 產(chǎn)生裂紋的力的因素

脆性溫度區(qū)間的存在是產(chǎn)生裂紋的主要根源，而應(yīng)力的作用是產(chǎn)生裂紋的必要條件。由于各個船體分段較大，在組對裝配過程中很難保證其水平度、垂直度、對中、焊口間隙等完全符合技術(shù)規(guī)范的要求和自由狀態(tài)（無應(yīng)力狀態(tài)），這勢必導(dǎo)致焊接過程中焊縫所受應(yīng)力狀態(tài)的不同：1）在應(yīng)力的集中點就會導(dǎo)致脆性溫度區(qū)間的開裂而出現(xiàn)裂紋；2）是焊縫冷卻過程中的內(nèi)應(yīng)力作用，這種內(nèi)應(yīng)力是焊縫冷卻過程中形成的，一般情況是由于焊接時的局部加熱產(chǎn)生的焊接應(yīng)力；3）是焊接時焊縫收縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，由于收縮受到拘束力的作用，當(dāng)焊縫金屬所承受的拉伸應(yīng)變率大于臨界應(yīng)變率時，便會導(dǎo)致脆性溫度區(qū)間開裂而產(chǎn)生裂紋，如焊接處于自由狀態(tài)或者焊接順序不當(dāng)導(dǎo)致的局部應(yīng)力過大；4）由于母材金屬受溫度影響，特別是晝夜溫度差以及急劇的冷卻導(dǎo)致脆性溫度區(qū)間加大，如預(yù)熱措施不實施或過低導(dǎo)致的冷卻速度過大，致使打底焊縫金屬承受的橫向拉伸變形較大而開裂，并且在焊縫金屬的填充厚度沒有達(dá)到一定程度的承載時，裂紋的傾向更大，嚴(yán)重時整條打底層焊縫開裂，并呈現(xiàn)貫穿性裂紋，這是產(chǎn)生裂紋的主要根源。

2 消除裂紋的試驗研究及方案

根據(jù)裂紋產(chǎn)生的主要原因分析，并結(jié)合現(xiàn)場工況，從力學(xué)角度分析，阻止裂紋的產(chǎn)生的關(guān)鍵就是調(diào)整和改善焊接時的應(yīng)力和應(yīng)變情況，即采取適當(dāng)?shù)拇胧┦固幱诖嘈詼囟葏^(qū)間的焊縫或熱影響區(qū)金屬所承受的拉伸應(yīng)變率小于臨界應(yīng)變率（CST，見圖5）和公式條件，見式（1）。

為消除裂紋的產(chǎn)生，條件必須滿足：

式中，ε為焊縫冷卻時受到的內(nèi)部應(yīng)變或真實應(yīng)變；τ 為溫度。

設(shè)εe為表觀應(yīng)變值，T為熱應(yīng)變，α為金屬的熱膨脹系數(shù)，則：

如果外加應(yīng)變εe，則此時脆性溫度區(qū)間的焊縫承受的實際拉伸應(yīng)變ε’=ε-εe。

如果滿足：

即可消除或減少熱裂紋的產(chǎn)生。

為滿足消除裂紋的條件，試驗方案采取了以下措施。第一，在焊接打底焊道前預(yù)加拘束力（橫向拉應(yīng)力），即夾具或碼板等臨時附件的合理布置及選擇去除時機使焊道受到的拉應(yīng)力減小而消除熱裂紋，見圖6；第二，適當(dāng)減小熱輸入（線能量），通過減小焊接電流、焊接電壓和適當(dāng)提高焊接速度的方法以及調(diào)整焊接順序，減小第一層焊道和焊口兩側(cè)基體金屬的熱變形，從而使dε/dT＜CST，達(dá)到防止熱裂紋產(chǎn)生的目的；第三，對打底焊層進(jìn)行預(yù)熱或保溫以及增加打底層焊道的厚度值，縮小脆性溫度區(qū)間和驟冷引起的過大橫向拉伸應(yīng)變和提高抗裂性，使dε/dT＜CST，也可達(dá)到消除大面積打底焊道層裂紋的產(chǎn)生。根據(jù)試驗方案，采用磁軛式CXD-200探傷儀和Epoch IV超聲波探傷儀，配以探頭 2.5P13X13A70，分別對焊接過程中的打底層焊道和完工焊縫進(jìn)行檢測［4］，根據(jù)出現(xiàn)的裂紋率評價焊接工藝及措施的有效性。

圖6 碼板布置示意圖和實際圖

3 試驗數(shù)據(jù)及分析

3.1 采用碼板作為拘束手段的數(shù)據(jù)及分析

為獲得較大的剛性拘束，當(dāng)碼板間距為500mm時，研究了夾持的間距變化對焊接裂紋的影響。采用20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm的夾持距離進(jìn)行不同焊道的焊接，同時焊口兩側(cè)施加引弧板和收弧板，發(fā)現(xiàn)當(dāng)夾持距離增大時，裂紋逐漸減低，見圖 7。但當(dāng)夾持距離大于60mm時，近端部1m～1.5m左右變形較大，不能保持正常焊接，并出現(xiàn)連續(xù)性裂紋。上述試驗是在長32m的節(jié)點焊口上進(jìn)行的，并且保證同一焊口上所用碼板的夾持距離一致。

圖7 拘束距離對打底層焊接裂紋的影響（連續(xù)焊接）

上述所有的措施都是保證剛性拘束，焊接時的拉伸拘束度RF（MPa）為［5］：

式中，E為彈性模量，MPa；t為構(gòu)件的厚度，mm；l為拘束長度，mm。

而焊道處的拘束應(yīng)力σW與拘束度有關(guān)，其關(guān)系式為：

式中，S為收縮量，mm；tw為焊道厚度，mm。

由此可以看出，拘束長度l增大，勢必導(dǎo)致RF變小，焊道處拘束應(yīng)力σW降低，使得產(chǎn)生裂紋的延長時間加長，當(dāng)l增加到某一數(shù)值時，如此試驗的60mm時，產(chǎn)生裂紋的幾率保持在某一水平，也可把此時產(chǎn)生的拘束應(yīng)力看作是臨界值。

為消除后續(xù) 1m～1.5m左右的裂紋產(chǎn)生區(qū)或不宜焊區(qū)，是由于連續(xù)焊接導(dǎo)致局部應(yīng)力過大造成的。熱變形引起的焊道的間隙過窄，只有重新開間隙符合規(guī)范要求5mm或組對前，根據(jù)焊縫收縮量放寬到6mm～8mm，才可減少裂紋的產(chǎn)生。通過終端部分點焊上彈性收弧板，這種彈性收弧板有彈性拘束作用，會使端部急劇的回轉(zhuǎn)趨于緩和，從而抑制端部區(qū)的裂紋產(chǎn)生。但彈性收弧板的拘束作用和其彈性收弧板兩縫隙之間的距離有關(guān)，一般間隙控制在20mm，長度50mm～80mm之間，此時產(chǎn)生的拘束力較大，從而減少端部區(qū)裂紋的產(chǎn)生。

此外正面碼板的去除時機也會對裂紋的產(chǎn)生造成影響，見表1。因為在超聲波的檢測過程中，發(fā)現(xiàn)打底層的裂紋缺陷間斷性出現(xiàn)，裂紋的長度分別在30mm～50mm不等。仔細(xì)研究其出現(xiàn)的部位，正是上部碼板的去除位置。當(dāng)打底層焊道貫通后，為了提高焊接效率，而將上部碼板去除。經(jīng)過現(xiàn)場肉眼檢測和磁粉檢測，發(fā)現(xiàn)去除碼板的位置打底焊道確實存在裂紋。這種裂紋的產(chǎn)生可能是由于應(yīng)力的釋放不均勻造成的，也可能是去除碼板時的人為操作不當(dāng)導(dǎo)致的，造成局部應(yīng)力過大或受外力原因以及焊縫金屬的承受力較弱。因為上部碼板的存在，使得此部位焊縫金屬正是起弧和熄弧部位，所以多種因素致使該部位產(chǎn)生裂紋。為解決這一現(xiàn)象，對碼板的部位采用手工焊接，并使填充焊縫金屬達(dá)到10mm以上，并且經(jīng)過磁粉檢測合格后才可去除，使得此部位的焊接質(zhì)量得到了提高。

表1 上部碼板去除時機和無損檢測裂紋出現(xiàn)的幾率關(guān)系表

上述各項參數(shù)試驗是采取保守的焊接工藝進(jìn)行的，電壓190A～200A，電流20V～24V，焊接速度控制在50cm/min～80cm/min的范圍內(nèi)。

3.2 線能量、焊接速度與裂紋出現(xiàn)的機率試驗結(jié)果及分析

焊接線能量是指控制熔焊時由焊接能源輸入給單位長度焊道上的熱量，而影響線能量的主要因素是焊接電壓、焊接電流和焊接速度，最終的整體焊接質(zhì)量可通過寬深比來表述。由于焊接擺寬基本是固定的，因此可簡化為線能量和打底層厚度的關(guān)系，綜合數(shù)據(jù)見表2和表3。

打底焊道產(chǎn)生熱裂紋的主要應(yīng)變是橫向應(yīng)力導(dǎo)致的，焊接時產(chǎn)生的應(yīng)變量Δe，則瞬時產(chǎn)生的應(yīng)變量為Δe/Δt，根據(jù)熱力學(xué)原理：

對厚工件而言，

式中，β為導(dǎo)熱系數(shù)，J/cm·s·℃；Tt為焊道中的峰值溫度，℃；T0為焊接時的預(yù)熱溫度，℃；q/v為線能量，kJ/cm。

表2 打底層焊道厚度值和相關(guān)檢測方法出現(xiàn)的裂紋幾率關(guān)系

從式（7）和式（8）中可以看出，適當(dāng)增加線能量或增加預(yù)熱溫度可減少焊道金屬的變形量。但當(dāng)線輸入過大時，尤其是電流過大或焊接速度過快時，會對打底焊道的抗裂性能產(chǎn)生大的影響。

在試驗中可以看出，在電流過大時，雖然線能量增大對減小焊縫金屬變形有利，但隨著電流的增加，一方面熔池的最大熔深隨之增大，而最大熔寬相對減小，導(dǎo)致寬深比小于1，使得裂紋傾向增大；另一方面能量的增加還會導(dǎo)致熔池長度增大，使得焊縫金屬變薄，抗裂能力減弱。而且，線能量的增加使得熔池的過熱度增大，熔池液態(tài)金屬以柱狀晶向焊縫中心成長，除了導(dǎo)致組織粗大外，最后凝固的液體位于焊縫的中心線上，這時易沿焊縫中心形成雜質(zhì)的偏聚，易導(dǎo)致熱裂紋的產(chǎn)生。所以在焊接時，在控制線能量的情況下，應(yīng)選擇合適的電流。通過試驗，在二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時，采用的電流范圍應(yīng)控制在190A～210A之間。

從上述試驗還可以看出，適當(dāng)增大電弧電壓，會減小裂紋的傾向性。這是由于電壓的變化范圍較窄，試驗的范圍在 18V～34V之間，隨著電壓的增大，會改善焊縫的成形系數(shù)，即寬深比大于1，外觀也由凹形變成外凸形狀，有利于減小裂紋傾向；同時也使得填充的焊縫金屬厚度適當(dāng)增加，增大了抗裂的能力。考慮到起弧的難易程度和現(xiàn)場試驗的結(jié)果，對電壓的范圍控制在24V～30V。

表3 八個班組采用原焊接工藝規(guī)范和優(yōu)化焊接工藝規(guī)范無損檢測結(jié)果對照表

在焊接速度的試驗中，發(fā)現(xiàn)隨著焊接速度的增加，導(dǎo)致焊縫金屬的成形系數(shù)提高，使得裂紋的傾向性減小。但當(dāng)大于某一數(shù)值時，如該試驗超過80cm/min，熔池會變得狹長，打底層焊縫的厚度明顯減小，并且焊縫外觀呈深杯狀，裂紋的出現(xiàn)機率增大。過慢時，當(dāng)焊接速度小于45cm/min時，焊縫的成形也會變差，并且起弧困難，焊接時斷時停，導(dǎo)致起弧和息弧裂紋增加，嚴(yán)重影響焊接效率。所以焊接速度一般控制在50cm/min～80cm/min之間，不但改善了焊縫外觀，也使得裂紋缺陷大幅度減少。同時增加了預(yù)熱溫度，在冬季環(huán)境溫度低于0℃時，板厚小于38mm的預(yù)熱溫度達(dá)到38℃以上，減小了脆性溫度區(qū)間和焊接時的變形量，減少了裂紋的出現(xiàn)機率。

從表3數(shù)據(jù)中可以看出，打底層的厚度值關(guān)聯(lián)著焊接工藝參數(shù)的綜合選擇，導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)的幾率也是不同的。在打底層厚度值低于3mm且不采取預(yù)熱時，焊道裂紋出現(xiàn)的機率較大，而且裂紋的深度也較大，通過現(xiàn)場打磨和磁粉檢測及測量，裂紋的深度在1mm～3mm，很難在后續(xù)焊接中用改變焊接工藝參數(shù)的方式消除，導(dǎo)致超聲波檢測結(jié)果也呈相對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)打底層厚度值大于3mm且采取預(yù)熱時，焊道裂紋出現(xiàn)的幾率明顯減少，裂紋的深度一般小于0.5mm，后續(xù)焊接工藝參數(shù)的合理使用可以消除打底層表面淺層裂紋，超聲波檢測的結(jié)果也證明了這一點。

3.3 焊接時機、順序與裂紋出現(xiàn)的機率試驗結(jié)果及分析

之所以研究焊接時機這一因素，是因為由于晝夜的溫差導(dǎo)致的金屬的收縮對裂紋出現(xiàn)和擴展影響很大，而且要比前兩項導(dǎo)致的結(jié)果還要嚴(yán)重，見圖8和圖9。并且裂紋的埋藏深度在1mm～6mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了打底層的厚度范圍，擴展到填充焊縫金屬。

之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，通過查閱原始焊接記錄，得出這兩條焊縫是由于打底層的焊縫焊接完成后，由于時間較晚，沒有進(jìn)行填充，第二天重新預(yù)熱后進(jìn)行焊接的。

圖8 焊縫超聲波檢測部分顯示圖

圖9 剖傷后滲透檢測宏觀圖

通過分析，導(dǎo)致存在如此嚴(yán)重的大面積裂紋缺陷的原因有兩個。一方面是由于冬季晝夜間的溫差過大，導(dǎo)致母材金屬在限制性的條件下，變形伸縮量在5mm～10mm，而自由狀態(tài)下可達(dá)25mm，如此大的變形所產(chǎn)生的應(yīng)力，使原來存在的裂紋缺陷發(fā)生擴展而導(dǎo)致的；另一方面由于打底層焊縫的厚度較薄，一般在3mm～4mm，使打底層焊縫金屬無法承受金屬母材收縮變形導(dǎo)致的拉應(yīng)力過大，導(dǎo)致存在的裂紋缺陷繼續(xù)擴展或焊縫金屬開裂。

為了消除這一現(xiàn)象，1）打底焊和填充焊接采用退道焊和間隔焊多人作業(yè)同時段進(jìn)行，在打底焊焊道焊接到3m左右時，開始進(jìn)行填充焊接；2）填充焊接時應(yīng)采用大電流、低電壓和適當(dāng)較低的焊接速度，可以一定程度上消除打底焊層的裂紋；3）一次打底焊和填充焊接的焊道總厚度要達(dá)到1/2厚度以上；4）對于突發(fā)狀況，如突降大雨等造成不能同時進(jìn)行焊接的，應(yīng)采用磁粉檢測方法對所有的焊道進(jìn)行檢測，并清除所存在的裂紋缺陷，按照規(guī)范進(jìn)行預(yù)熱后再進(jìn)行焊接；5）采用退道焊和間隔焊減小了連續(xù)焊出現(xiàn)的局部應(yīng)力集中且均勻分布。通過以上措施，沒有再發(fā)生大面積的裂紋類缺陷的出現(xiàn)，其對比數(shù)據(jù)如表4所示。

在上述三個相關(guān)試驗研究的基礎(chǔ)上，重新升級了焊接工藝規(guī)范和預(yù)防措施，并對比了優(yōu)化前和優(yōu)化后焊接工藝八個班組的焊接質(zhì)量，見表3。

表4 190A/28V/55cm/min焊接條件下焊接順序?qū)α鸭y影響程度數(shù)據(jù)對照表

4 結(jié)論

通過現(xiàn)場試驗和大量試驗數(shù)據(jù)的積累和分析，優(yōu)化后的焊接工藝規(guī)范有針對性地解決了現(xiàn)場實際出現(xiàn)的質(zhì)量問題，彌補了試驗室焊接工藝規(guī)范的泛泛性；而應(yīng)用無損檢測技術(shù)獲取數(shù)據(jù)、及時反饋和評價焊接工藝參數(shù)及措施是行之有效的。從試驗和實際應(yīng)用中可以得出如下結(jié)論：

1）施焊前必須按照工藝規(guī)范調(diào)整焊接工藝參數(shù)，并對焊接的第一米進(jìn)行肉眼檢測和磁粉檢測及測量，在保證打底焊層不低于3mm的情況下，沒有打底層裂紋的才可繼續(xù)施焊，不包括起弧和收弧裂紋（如發(fā)生，標(biāo)識后打磨并進(jìn)行磁粉檢測）；

2）對焊接金屬和襯墊材料進(jìn)行預(yù)熱，一般控制在38℃以上；

3）打底層嚴(yán)禁過夜，并采用退道焊和間隔焊焊接打底層焊道達(dá)到3m左右開始填充第一道焊接，并且打底層和填充的焊縫厚度值不低于10mm或板厚的1/2；

4）上部碼板只有在打底層和填充的焊道厚度值達(dá)到10mm以上時，才可去除，并且不可同時一個方向去除和施加與焊道垂直的外力，去除后的焊道部位要標(biāo)識，并進(jìn)行磁粉檢測。

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［4］ 李家偉， 陳積懋. 無損檢測手冊［M］. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2002.

［5］ 巴連文. 焊接過程質(zhì)量控制與檢驗［M］. 北京： 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2006.

Study of Optimizing Welding Process Method by Applying Probability of Detection Crack

Chen Zhi-qiang1， Zhu Zhe-ren2
（1. College of Quality&Technical Supervision of Hebei University， Hebei Baoding 071005， China； 2. China LNG Shipping （International） Co.， Ltd.， Hongkong 999077， China）

Crack like indication is one of the most serious discontinuities during the welding progress. The NDT techniques are the important and practical way to test and evaluate that the WPS used is available or not at the fabricated site. The comprehensive assessment is done on the welding process with FCAW-CO2on the skewed T-type with CJP joint by applying probability of detection crack in the paper. Most of the cracks-like indications are eliminated when the optimized WPS and preventions are used. Finally the welding quality and the integrated security is assured and improved respectively.

probability of detection crack； semi-auto FCAW - CO2； skewed T-type with CJP joint

TG441.7，TG441.3

A

10.14141/j.31-1981.2016.01.010

陳志強（1970—），男，講師，無損檢測高級工程師，研究方向：無損檢測評價和焊接工藝優(yōu)化。