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大口径螺旋钢管焊接应力状态对产生裂纹的影响
从理论上分析，引起焊缝热裂纹的原因有两点:一是低熔点杂质，二是焊接过程中的拉应力。将低熔点杂质铜的来源降到最低后仍有裂纹产生，需要从焊接应力方面寻找解决办法。
大口径螺旋钢管生产过程中出现的焊缝横向裂纹的统计情况表明，裂纹的分布规律是:薄壁管和厚壁管较少、中间壁厚(12 ~ 16）较多;大管径较少，小管径较多。根据这个分布特点，对钢管焊接应力状态进行分析。
直缝埋弧焊管焊接时先进行预焊，再进行内焊，最后进行外焊。对不同管径、不同壁厚钢管内焊时的焊接情况进行比较发现:薄壁管内焊时，焊缝背面红线呈亮白色;厚壁管内焊时，焊缝背面红线呈暗红色;中间壁厚管内焊时，焊缝背面红线亮度介于两者之间。这种现象说明不同壁厚的钢管内焊时焊缝背面的温度有较大差异，这个差异将引起在钢管壁厚方向纵向应力分布状态不同。
钢管焊接时的应力分布与平板焊接时不同，钢管纵向焊接时由于受到管体的拘束，产生的纵向拉应力比平板焊接时大。当焊缝冷却时，在不考虑环境温度影响的情况下，焊缝正面的冷却速度大于焊缝反面的冷却速度，当焊缝反面冷却到产生压缩塑性变形的温度区间时，反面的收缩将使焊缝正面产生弯曲变形，并在正面产生附加的纵向拉应力，若焊缝正面的温度仍处于固液相间的脆性温度区间，则在双重拉应力的作用下焊缝可能产生横向裂纹，且由于弯曲变形的影响，越接近焊缝表面拉应力值越大，这也是横向裂纹出现在焊缝表面或加强焊缝内的主要原因。
影响拉应力大小的因素主要是焊接时焊缝正反两面最高温度和焊缝的冷却速度。大口径螺旋焊管由于正面焊接熔池的温度远远高于金属的熔点，焊缝反面的温度远低于金属的熔点，冷却时焊缝正面的热量通过热传导的方式传递给反面，所以焊缝反面的冷却速度低于焊缝正面的冷却速度。当焊缝反面的温度较高时，正反两面接近于同时伸缩，产生的纵向拉应力较小;当焊缝反面温度较低时，反面处于接近弹性变形状态，能够自由伸缩，产生的纵向拉应力也较小;当焊缝反面的温度处于中间区域时，产生的纵向拉应力较大，是比较容易产生横向裂纹的区间。焊缝正反面冷却曲线。
当焊缝反面温度高于T低于刃时，焊缝反面的冷却温度曲线通过阴影部分即焊缝正面脆性温度区与焊缝背面塑性温度区相交的区域时，焊缝正面可能产生横向裂纹;当焊缝反面温度低于T或高于刃时，焊缝反面的冷却温度曲线不通过阴影部分即脆性温度区与塑性温度区相交的区域时，焊缝正面不会产生横向裂纹。
当钢管的规格咖管径和壁厚度化时，焊缝的冷却速度会改变，即焊缝正面冷却曲线的斜率会改变。
当考虑环境温度时，由于内焊缝的辐射散发的热量散在钢管内部导致钢管内温度升高，而外表面的热量散在车间内，对环境温度的影响可以忽略，所以钢管实际焊接过程中内表面的冷却速度要略有减小。
河北钢管厂在钢管管径和壁厚不变时，焊缝反面温度的高低与焊接线能量的大小、焊缝坡口尺寸有关注产中使用的是X形坡口，带钝边)。在相同条件下，线能量越大，焊缝反面的温度越高;线能量越小，焊缝反面的温度越低。在其他条件相同时，焊缝坡口越深，反面温度越高;钝边越小，反面温度越高;反面坡口越深，反面温度越高。
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