Page 87 - 理化检验-物理分册 2021年第六期
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DOI : 10.11973 / lh jy -wl202106016
核电站安全端焊后熔合线开裂原因
纵 海
( 上海电气核电设备有限公司,上海 201306 )
摘 要: 某核电站安全端在异种钢焊接后, 其 18MnD5 低合金母材和 E309L 不锈钢堆焊层沿熔
合线发生开裂。通过宏观分析、 化学成分分析、 力学性能试验、 金相检验及微观分析等方法对该安
全端焊后熔合线的开裂原因进行了分析。结果表明: 由于焊接热输入过小, 熔池温度不够, 冷却速
度过快, 从而产生了马氏体淬硬组织, 使得熔合线处产生应力集中, 造成安全端 18MnD5 低合金母
材和 E309L 不锈钢堆焊层之间发生开裂。同时主裂纹引起了不锈钢焊缝沿晶二次开裂, 冷却速度
过快加快了二次裂纹的萌生和扩展, 从而加速了安全端熔合线的开裂。
关键词: 安全端;异种钢焊接;开裂;热输入量;焊接工艺参数
中图分类号: TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 06-0071-04
Crackin gCausesofFusionLineafterWeldin g ofSafet yEndofNuclearPowerPlant
ZONGHai
( Shan g haiElectricNuclearPowerE q ui p mentCo. , Ltd. , Shan g hai201306 , China )
Abstract : The18MnD5lowallo ybase metalandE309Lstainlesssteelsurfacin gla y ercrackedalon gthe
fusionlineafterdissimilarsteelweldin gofasafet yend.Thecrackin gcausesofthefusionlineafterweldin gwere
anal y zedb y meansof macroanal y sis , chemicalcom p ositionanal y sis , mechanicalp ro p ert ytest , metallo g ra p hic
examinationand microanal y sis.Theresultsshowthatduetothesmallweldin gheatin p ut , insufficientbath
tem p eratureandfastcoolin grate , the martensitehardenin g structure was p roduced , which madethestress
concentrationatthefusionlineandcausedthecrackin gbetweenthe18MnD5lowallo ybasemetalandtheE309L
stainlesssteelsurfacin g la y erofthesafet y end.Atthesametime , themaincrackcausedthesecondar y inter g ranular
crackin gofthestainlesssteelweld , andthera p idcoolin grateacceleratedtheinitiationandp ro p a g ationofthe
secondar y crack , thusacceleratedthecrackin gofthefusionlineatthesafet yend.
Ke y words : safet yend ; dissimilarsteelweldin g ; crackin g ; heatin p ut ; weldin gp rocessp arameter
随着新材料、 新设备、 新工艺的应用日益广泛, 不锈钢。为查明安全端母材和堆焊层沿熔合线发生
异种金属焊接在工程应用中显得越来越重要 [ 1 ] 。由 开裂的原因, 笔者对其进行了理化综合分析, 并提出
于两边材料性能的显著差异, 异种金属焊接件在焊 了合理的焊接工艺参数建议。
接和焊后热处理过程中, 容易产生如焊缝金属稀释、
碳扩散、 较大内应力等一系列问题, 发生局部破裂的
可能性明显增加 [ 2 ] 。安全端作为核电设备的一种重
要的异种钢焊接结构, 焊接质量决定着整个设备的
使用寿命。某公司在某次安全端试制过程中, 发生
了安全端沿母材和焊缝熔合线开裂的情况, 如图 1
所示。母材为 18MnD5 低合金钢, 堆焊层为 E309L
图 1 安全端开裂位置示意图
收稿日期: 2021-03-29
作者简介: 纵 海( 1980- ), 男, 工程师, 主要从事核电设备材料 Fi g 1 Schematicdia g ramofcrackin gp ositionofthesafet y end
相关工作, 517711213@ qq .com
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