實(shí)戰(zhàn)案例專(zhuān)欄 /   案例14

目前 ，焊縫「橫向裂紋」正肆無(wú)忌憚地橫掃著中國(guó)焊接制造業(yè)，為各大企業(yè)帶來(lái)重大的損失。

特別是做海外工程交貨到國(guó)外后才發(fā)現(xiàn)「超級(jí)延遲」的橫向裂紋，最后被業(yè)主要求懲罰性的巨額賠償，令各大企業(yè)損失巨額金錢(qián)和商譽(yù)。

(遠(yuǎn)東無(wú)損檢測(cè)信息網(wǎng)：近年國(guó)內(nèi)知名鋼結(jié)構(gòu)公司國(guó)際鋼結(jié)構(gòu)工程中，據(jù)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(guó)客戶(hù)索賠6億歐元)。

企業(yè)為了返修和重復(fù)檢測(cè)不知花費(fèi)多少人力物力和時(shí)間，可以用疲于奔命來(lái)形容。

是什么原因造成橫向裂紋呢？怎樣解決呢？

我相信我的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(qǐng)看我以下的分析和解釋。

橫向裂紋產(chǎn)的原因分析

什么原因造成「橫向裂紋」呢？有很多人都在調(diào)查研究，卻無(wú)法找出真正原因和徹底解決的辦法。

根據(jù)我這些年來(lái)在國(guó)內(nèi)外的調(diào)查研究結(jié)果，我發(fā)現(xiàn)橫向裂紋主要在埋弧焊(SAW)和氣體保護(hù)藥芯焊(CO2+FCAW)這兩種焊接方法中產(chǎn)生，特別是CO2氣體保護(hù)藥芯焊。

我認(rèn)為產(chǎn)生的原因不是單一因素造成的，正如我朋友說(shuō)的，安全事故至少由兩個(gè)以上的原因造成，比如說(shuō)有人高處跳下由于地面是傾斜不平的，結(jié)果把腰給折傷了。

如果說(shuō)地面是平坦的跳下沒(méi)事，反過(guò)來(lái)說(shuō)此人不跳下來(lái)那怕地面有刀子也沒(méi)事啊!這就是說(shuō)最少兩個(gè)因素才造成安全事故。

橫向裂紋則何止兩個(gè)因素，它是多種因素造成的，我覺(jué)得用癌癥的癌字來(lái)比喻橫向裂紋最恰當(dāng)。

我們的老祖宗在創(chuàng)造這個(gè)癌字時(shí)就告訴我們，癌癥的癌字本身就是個(gè)病，它是由三個(gè)口吃進(jìn)大量的毒素堆積如山才形成癌癥的。

橫向裂紋在我們常規(guī)的焊接中是很少見(jiàn)的，例如：氣孔、夾渣、未熔合、咬邊等是常見(jiàn)的，好像我們經(jīng)常會(huì)有點(diǎn)傷風(fēng)感冒和拉肚子；

偶爾也會(huì)出現(xiàn)縱向裂紋和焊趾邊冷裂紋，也像我們?cè)隗w育運(yùn)動(dòng)時(shí)不小心發(fā)生斷手?jǐn)嗄_的意外，這也是容易理解和防范的，而癌癥是很少見(jiàn)的，但是見(jiàn)到它時(shí)已經(jīng)是為時(shí)已晚了，判若死刑了幾乎是沒(méi)得救了。

橫向裂紋也像癌細(xì)胞會(huì)擴(kuò)散轉(zhuǎn)移一樣，返修時(shí)真是越修越裂，跟著氣刨跑，遍地開(kāi)花沒(méi)辦法修理。

我們焊接時(shí)也有三個(gè)口這就是：

1.母材；

2.焊材；

3.焊接過(guò)程。

1. 母材

含碳量高的高強(qiáng)度鋼較低碳鋼的容易產(chǎn)生橫向裂紋，TMCP材料由于其獨(dú)特的生產(chǎn)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(zhì)多的、厚度大的、帶有夾層的、表面有腐蝕生銹的等。

2. 焊材

埋弧焊和藥芯焊兩者的共通點(diǎn)是都有藥粉(劑)，它們?cè)谥圃斓倪^(guò)程中，各種配料所用的純度不足或本身帶雜質(zhì)，都會(huì)影響焊縫性能。

焊材行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，為了保持利潤(rùn)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(huì)降低焊接性能或者叫抗裂能力的。

若有些焊材廠(chǎng)不注重每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)的過(guò)程和庫(kù)存時(shí)就受潮，等到用戶(hù)使用時(shí)為時(shí)已晚了。

埋弧焊在焊接的過(guò)程中回收沒(méi)有熔化的藥粉時(shí)，會(huì)同時(shí)把其它雜質(zhì)一同吸收回料斗之中，特別是卷管連續(xù)生產(chǎn)的螺旋焊縫，在機(jī)械強(qiáng)力卷管的同時(shí)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(jìn)入焊道熔池中，造成污染，再遇上藥劑受潮、母材預(yù)熱和保溫不足時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生橫向裂紋。

不同品牌藥芯焊絲的質(zhì)量有參差不齊的情況，焊絲儲(chǔ)藏和使用方法不當(dāng)也是令焊縫產(chǎn)生橫向裂紋的源頭。

首先是原廠(chǎng)生產(chǎn)時(shí)就分為兩種包裝--普通包裝和真空包裝。在室內(nèi)受控制的環(huán)境下用普通包裝，再按廠(chǎng)家要求短時(shí)間內(nèi)用完也沒(méi)事。

若是普通包裝儲(chǔ)藏不當(dāng)、運(yùn)輸途中保護(hù)不足、中間經(jīng)銷(xiāo)商的處理不當(dāng)令焊絲受潮，又在沒(méi)任何防護(hù)措施的天然環(huán)境下使用焊絲，讓焊絲進(jìn)一步受潮和其它污染，也是會(huì)造成橫向裂紋的。

無(wú)論是普通包裝還是真空包裝，廠(chǎng)家都要求用戶(hù)在開(kāi)封后24小時(shí)內(nèi)使用，中途小休不用時(shí)將焊絲存放于干燥箱中。

若在戶(hù)外有雨、雪、露水和海風(fēng)的地方焊接，必須將焊絲用一個(gè)有防水性能的保護(hù)罩罩住來(lái)使用，開(kāi)封后超過(guò)24小時(shí)無(wú)論是否有保護(hù)罩或存放干燥箱都不得再使用。

這一點(diǎn)在我們中國(guó)好象沒(méi)有人知道似的，我們無(wú)論在室內(nèi)室外都是沒(méi)有用保護(hù)罩的，任憑風(fēng)吹雨打，完全沒(méi)有時(shí)間觀(guān)念，也沒(méi)有室內(nèi)室外有所不同觀(guān)念。

其實(shí)即使在室內(nèi)，在春冬季節(jié)、陰冷潮濕的氣候下，室內(nèi)也是很潮濕的，我們是一卷15公斤的焊絲可以連續(xù)超過(guò)24小時(shí)、48小時(shí)甚至「長(zhǎng)年使用」都行，這種嚴(yán)重的錯(cuò)誤行為我們卻習(xí)以為常。

3.焊接過(guò)程

焊接過(guò)程是其中最主要的原因。焊接過(guò)程中的一整套工藝程序及其技術(shù)規(guī)定包括：

焊接方法、焊前準(zhǔn)備加工、裝配、焊接材料、焊接設(shè)備、焊接順序、焊接操作、焊接工藝參數(shù)以及焊后處理等。

3.1  在焊接過(guò)程中從坡口預(yù)制、打磨、組對(duì)、坡口角度間隙、表面處理、工件預(yù)熱、保溫、焊后緩冷除氫等等；

3.2  是否嚴(yán)格按已經(jīng)做好的焊接工藝操作；

3.3  焊工是否持相應(yīng)合資格；

3.4  焊接環(huán)境是否有做到防風(fēng)、防雨、防雪、防露水、防潮氣并且做到透光透氣照明適當(dāng)?shù)陌踩煽康模?/p>

3.5  焊縫表面是否清除油污、水跡、鐵銹；

3.6  是否過(guò)分使用碳弧氣刨，開(kāi)坡口、清根、多次返修后沒(méi)有將其碳化物清除而進(jìn)行焊接，氣刨的壓縮空氣是否除水；

3.7  焊機(jī)和焊槍的保養(yǎng)維護(hù)不當(dāng)，無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有焊接性能；

3.8  焊接過(guò)程中對(duì)焊絲沒(méi)有采取應(yīng)有保護(hù)和使用超過(guò)時(shí)限或者使用已經(jīng)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(méi)有充分烘干，藥劑在回收過(guò)程將鋼板氧化物(氧化皮)、其它雜質(zhì)、焊渣、沙塵粉末等一并吸收，再次投入焊接時(shí)造成；

3.10  工件組合的內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，沒(méi)有控制焊接變形，所帶來(lái)的拘束應(yīng)力過(guò)大超出焊縫所能承受的拉應(yīng)力；

3.11  NDT檢驗(yàn)過(guò)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(zhì)堆積會(huì)產(chǎn)生累積效應(yīng)而產(chǎn)生橫向裂紋；

3.13  焊縫的排列形狀和次序也會(huì)影響焊縫內(nèi)的拘束力(內(nèi)應(yīng)力)，當(dāng)然還有其它焊接過(guò)程的不當(dāng)事情我在此就不一一例出了。

雖然橫向裂紋產(chǎn)生的原因是多方面的，但是我個(gè)人認(rèn)為主要原因在藥芯焊絲，母材方面的問(wèn)題較少，因?yàn)槲覀兯玫暮Ｑ箐摻Y(jié)構(gòu)都是普通低碳低合金鋼，焊接工藝也是成熟的和常用的，我們主力放在藥芯焊絲的監(jiān)控方面。

80 年代和90年代國(guó)內(nèi)還沒(méi)有能力生產(chǎn)藥芯焊絲，我曾經(jīng)為香港兩個(gè)日本公司設(shè)計(jì)CO2氣體保護(hù)藥芯焊生產(chǎn)線(xiàn)，用的全部國(guó)外藥芯焊絲。

24 小時(shí)連續(xù)工作，成年累月并且在露天場(chǎng)地，我只是用油桶罩住焊縫進(jìn)行焊接的，成千上萬(wàn)的構(gòu)件無(wú)論是春夏秋冬從未見(jiàn)過(guò)橫向裂紋。

現(xiàn)在外國(guó)品牌進(jìn)入國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)也有些廠(chǎng)家能夠生產(chǎn)藥芯焊絲了，所以問(wèn)題就來(lái)了。

那會(huì)我在國(guó)內(nèi)參觀(guān)一家國(guó)際上最有名氣的焊材廠(chǎng)，他們是通過(guò)收購(gòu)一家在國(guó)內(nèi)設(shè)廠(chǎng)的臺(tái)資焊材廠(chǎng)，然后掛外國(guó)品牌用臺(tái)灣機(jī)器、國(guó)內(nèi)人管理和生產(chǎn)。

生產(chǎn)設(shè)備并不先進(jìn)，再加上凡事差不多的工作態(tài)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(jué)寒氣逼人。

車(chē)間門(mén)口是敞開(kāi)的在不受控制溫度和濕度的環(huán)境下生產(chǎn)，這樣做本身就會(huì)使焊絲可能受到潮了。

很多人以為藥芯焊絲是密封的，其實(shí)不然，它是由薄鋼板卷入藥粉的，無(wú)論它卷成管狀是多么嚴(yán)密，它一樣會(huì)吸入潮氣，就像我們做滲透探傷原理的毛細(xì)管滲入，中心干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干。

很多年前，我曾經(jīng)在建造車(chē)間的門(mén)板上看到一張懲罰焊工的通告，是說(shuō)有位焊工因?yàn)楸赝驳碾娫淳€(xiàn)松脫沒(méi)有及時(shí)接上，讓QC人員發(fā)現(xiàn)結(jié)果要被罰款人民幣100元，想想看我們的農(nóng)民工多年前的工資能有多少個(gè)100元？這是多么嚴(yán)厲啊！

為什么要這么嚴(yán)厲呢？

因?yàn)槲覀兌贾溃?span style="color: rgb(148, 46, 27);box-sizing: border-box;">低氫焊條如果受潮就會(huì)引起延遲裂紋，這是在用焊條的年代大家早已形成的共識(shí)。

可是現(xiàn)在我們很多人都不知道藥芯焊絲比電焊條更為要求嚴(yán)厲，特別是有些焊接大師傅盲目的認(rèn)為藥芯是萬(wàn)能焊絲，只看到它的效率沒(méi)有看到它最危險(xiǎn)的一面。

我認(rèn)為藥芯焊絲比焊條更要嚴(yán)格管理，現(xiàn)在我們所有參與建造的人都要知道藥芯要像焊條那樣防止受潮，形成共識(shí)共同監(jiān)管藥芯焊絲。

將管理電焊條方法用來(lái)控制藥芯焊絲，我相信橫向裂紋馬上會(huì)大大減少。

做好五個(gè)控制焊縫質(zhì)量的環(huán)節(jié)，我們不單控制好橫向裂紋，還可以得到高質(zhì)量的鋼結(jié)構(gòu)，從而打造中國(guó)海工國(guó)際品牌。有好的質(zhì)量和好的信譽(yù)，財(cái)源自然會(huì)滾滾來(lái)來(lái)。

以上是我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)分享，希望能幫助各位。

（記2012年9月3日）

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