X 80 管线钢焊缝熔合线开裂问题分析 燕 山 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 材 料 检 测 中 心 针 对 X 80 管 线 钢 在 平 整 时 出 现 的 焊 接 接 头 熔 合 线 处 开 裂 问 题 ， 进 行 了 全 面 的 分 析 和 总 结 。 采 用宏 观 金 相 、 显 微 硬 度 计 、 扫 描 透 射 显 微 镜 及 能 谱 分 析 系 统 ， 对 焊 接 接 头 的 微 观 组 织 和 显 微 硬 度 分 布 ，断 口 形 貌 及 裂 纹 扩 展 路 径 进 行 了 详 细 的 分 析 和 讨 论 ， 并 提 出 了 解 决 此 问 题 的 建 议 。 1． 金 相 分 析 图1 为 焊 缝 横 截 面 的 宏 观 金 相 组 织 。 由 图 可 见 ， 没 有 明 显 的 成 型 缺 陷 ， 焊 缝 与 母 材 融 合 良 好 ，未 发 现 未 融 合 问 题 。 里 侧 焊 缝 先 前 于 外 侧 焊 缝 焊 接 ， 但 是 由 于 里 侧 和 外 侧 焊 缝 凝 固 成 型 条 件 不同，导致焊 后的 焊 缝 形 状和 尺寸略有 差异， 特别是 焊 缝 的 余高尺寸差别最大 ， 可 以看到里 侧 焊 缝 的 余高尺寸明 显 大 于 外 侧 焊 缝 。 余高尺寸过大 会带来在 焊 趾处 （焊 缝 与 母 材 表面 的 交接 处 ）的 截 面 突变，如果过渡角度 过小， 不仅会产生高的 残余应力， 同时 也会在 随后的 受力过程 中 产生高的 应力集中 。 图 1 焊 接 接 头 宏 观 金 相 形 貌 ① 里侧焊缝 外侧焊缝 2m m 图1 中未断侧焊趾处（图中右箭头所示位置）过渡形状过于尖锐，这也许是校平过程中发生断裂的因素之一。进一步观察断裂侧的形貌可以肯定，起裂位置一定在焊趾处（图中圆圈处）。裂纹产生后在内侧焊缝的粗晶区扩展，而到了外侧焊缝时沿熔合线扩展。与图1 中数字标记的各个区域对应的组织如图2 和图3 所示。从中可以看出，熔合区尺寸和近缝粗晶区的尺寸在热影响区所占的比例很小。1-6 号图片中粗大的晶粒尺寸超过了 100m .，这已经远远的超过了母材的晶粒尺寸（10m ）。组织由先共析铁素体（图中白色块状区域）和粒状贝氏体为主，并伴有大量的碳化物粒子。焊缝的柱状结晶组织清晰可辨，同时在相邻的柱状晶界面存在铁素体。比较特殊的是7 号图...
