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【摘要】对于12Cr2Mo1R设备，由于封头排版通常是不对称的，当对封头拼缝进行预热时，由于拼缝两侧受预热产生的变形程度不同，会对点焊焊点产生很大的剪切力，进而照成点焊焊点开裂。本文通过分析12Cr2Mo1R封头拼缝点焊预热开裂的原因，总结出从拼缝排版、引熄弧板、装配工艺及焊接工艺等方面防止点焊开裂的措施。
【关键词】12Cr2Mo1R 封头拼缝 裂纹
对于12Cr2Mo1R设备，其封头拼缝定位焊点在正式焊接预热时往往会开裂。开裂位置一般发生在拼缝两端及拼缝中间间隙较大处。为了防止点焊开裂，通常要装配大量的定位工装及增大点焊焊点的长度和厚度，但装配大量的定位工装会影响拼缝的预热，增大点焊焊点的长度和厚度会加剧点焊焊点的应力分布不均，这样带来的开裂可能会更严重。
1 原因分析1.1 预热的影响
12Cr2Mo1R母材和焊材的碳当量均大于0.6%，因此，无论是母材还是焊材，其脆硬化倾向严重，焊接性比较差，尤其是其主要合金元素Cr和Mo等都能显著提高钢的淬硬性，其中Mo的作用比Cr大50倍[2]，再加上焊缝区足够高的扩散氢浓度和一定的焊接残余应力共同作用，焊接接头易产生氢致延迟裂纹。为了防止接头产生冷裂纹，生产中往往要求焊前预热到200℃以上。这么高的预热温度会使母材金属产生较大的膨胀，由于封头拼缝两端是自由端，拘束小，在内部膨胀力的作用下会产生如图1所示的分离变形，其两端趋于张开。
1.2 强制组对的影响
由于板材的预热及切割时受热不均，通过热切割加工的坡口往往是不均匀的。而且由于焊缝的两端为自由端，一般情况下拼缝的中部间隙较大。为了保证焊接的成型质量，往往需要对该焊缝进行强行组对。
强行组对首先会给坡口带来一定的组对应力。另外点焊时，先焊部分会照成后焊部分的坡口间隙减小，而强行组对阻碍了坡口间隙的减小，这样点焊好后一旦拆除临时组对工装会使点焊焊缝的焊接应力更大。
由于點焊焊点本身的焊接应力已经很大，再加上正式焊接前高的预热温度带来的巨大内部膨胀力，点焊焊点极宜发生开裂。经过实践验证，仅靠简单的增加点焊焊缝厚度和长度并不能有效的避免这种情况的发生。而为了保证焊缝的预热效果，一般也不能加过多的工装。2 防止措施
2.1 封头拼缝两端增加一定的直边段
常规的封头拼版下料图如图二所示，这样下料不仅照成封头拼版的利用率不高，而且为了能与产品焊接试件更好的组对在一起还需要另外下辅助工装板。
改进后的封头拼版下料图如图三所示，由于直边段利用的是封头余料，这样不仅提高了封头板的利用率，而且不需要另外下辅助工装板。直边段的宽度不小产品焊接试件宽度，直边段的长度不小于板材厚度且不小于50mm。
图3？改进后的封头下料简图
2.2 改进引熄弧板
常规的引熄弧板如图四所示，该引熄弧板仅起引熄弧作用，其坡口一般与封头拼缝的相同。
图4？常规的引熄弧板简图
改进后的引熄弧板如图五所示。改进后的引熄弧板不开坡口，宽度不小于直边段宽度加100mm。该引熄弧板的引熄弧坡口在组对好后通过碳刨加打磨方式加工。这样由于该引熄弧板有一半厚度是没有分开的，既可以引熄弧，又可以起连接固定作用。图6？封头拼版、产品焊接试件、引熄弧
板装配简图
1-封头拼版，2-引熄弧板，3-产品焊接试件
装配要求如下：
（1）先将封头拼板直边段用连续焊进行固定，坡口两侧均要进行施焊。两端直边段同时预热，同时施焊。每侧施焊厚度不小于封头板厚的1/8且≥8mm。焊道两端要圆滑过渡。拼缝其它位置不再进行点焊。
（2）再将引熄弧板与封头拼版直边段焊接在一起。除坡口处不焊，其余均要施焊，焊脚高度不小于封头板厚的1/4且不小于8mm。
（3）当封头厚度≥100mm时，在拼缝施焊面的另一面适当装配一些加强板，加强版垂直于焊缝方向，尽量对称布置，其数量不得对封头拼缝的预热产生不利影响。
（4）对组对焊缝进行620℃×2h的中间热处理。
（5）为了防止封头拼板上的膨胀力对产品焊接试件产生不利影响，产品焊接试件不得与引熄弧板相焊。产品焊接试件采用专门的工装板，单独进行点焊固定。根据实际经验，产品焊接试件单独点焊再预热时一般不会发生开裂。因此，组对时只要做到其与引熄弧板紧挨即可。考虑到要在产品焊接试件上引熄弧，因此要适当的增加产品焊接试件的长度。