合金结构钢钢板焊接裂纹，预热够不够

十月的徐州，风里带着煤灰味。彭城重工结构件车间的东跨，老缪蹲在一排支架跟前，手里捏着磁粉喷罐，半天没喷。

支架是40Cr，三十毫米厚，两块板拼成T型，全熔透。三天前焊完，今天做磁粉。

小谭从办公室跑过来："怎么样？"

老缪没说话，抬手喷了一下。白色的磁粉悬浊液渗进焊缝旁边的母材，几秒钟后，一条细细的黑线浮出来，沿着熔合线走，走了半米，断一下，又接上。

"这一排，我看都得打。"老缪站起来，把喷罐往工具箱上一搁。

一、焊完第三天，磁粉一打全是线

这批支架是给矿用自卸车配套的，一个月两百件。

焊接工艺卡是现成的，前年定的，预热、层间温度、焊材、电流都写着。老缪他们是照着干的，预热也做了，测温枪打过，坡口两侧都到了工艺卡上的温度。

"预热够啊。"小谭把工艺卡翻出来，"你看，炉子烧到两百多度，板子烘了快一个钟头。"

"那怎么裂的？"

小谭答不上来。

裂纹是冷裂纹，焊完没当场裂，放了两三天才慢慢出来。这种裂纹不在焊缝中间，多出现在熔合线附近，也就是焊缝和母材交界那一条窄带上。磁粉一打，线就出来了；不打听不见，敲一敲声音也不变。

二、预热管的是冷却速度

厂里请了焊接所的老束来看。老束六十出头，进门没看工艺卡，先问了三句：板多厚，什么接头，焊材烘没烘。

然后他才说预热。

"预热是干什么的？"老束问小谭。

"防止冷裂纹。"

"怎么防？"

小谭卡住了。

老束拿粉笔在地上画了个简图。40Cr这类合金结构钢，碳和合金元素都不低，焊的时候母材边缘被加热到很高温度，焊完又冷得很快。冷得快，奥氏体来不及转变，就变成马氏体。马氏体硬而脆，一有应力就容易裂。

预热的作用，是把冷却速度降下来。板子本身是热的，焊缝的热量往母材散得慢，冷却就慢，转变出来的组织软一些，裂的倾向小一些。

"所以预热管的是组织。"老束说，"它不管氢，也不管你卡得死不死。"

小谭愣了一下。他一直以为预热是万能的。

三、氢从焊缝里往外跑

老束第二句问的是焊材。

小谭说焊条是低氢的，领出来就用了。

"烘了吗？"

"库房烘过的。"

"烘完放哪儿？"

"就放在车间边上的铁箱子里。"

老束让他把箱子打开。里面十几根焊条，用了一半，筒盖没盖严，那天车间湿度大，焊条表面已经有点返潮。

氢在焊缝里是有害的。焊接的时候，水分、油、锈里的氢会溶进熔池，冷却时来不及跑出去，就留在焊缝和热影响区里。氢在钢里会往应力高的地方聚集，聚集到一定程度，把钢撕开。

冷裂纹的三要素，氢、硬脆组织、拘束应力，缺一个都不容易裂。预热解决了组织，氢还在，拘束还在，照样裂。

低氢焊条不是买了就低氢。烘干之后要保温，随用随取，在潮湿环境里放半天，氢又回来了。坡口上的油、锈、切割挂渣，也是氢的来源。

四、拘束和板厚不跟你商量

老束第三句问的是接头怎么定。

小谭说，T型，两面开坡口，先点固，再对称焊，焊完自然冷却。

"点固多少处？"

"四处。"

"板子多长？"

"一米二。"

老束摇头。一米二的板，四处点固，刚性已经很强了。焊缝冷却要收缩，收缩被两边的母材和点固焊缝卡住，厚度方向就被拽住，应力全憋在熔合线附近。板越厚，焊缝越大，憋得越狠。

"预热到两百多度，组织是好了。"老束说，"可你把一块烧热的板卡死了焊，应力还在那儿。"

他让车间改了几处：点固位置加长，焊接顺序从中间往两头分段退，两侧交替，层间温度用测温笔盯着，别让它掉下去，也别烧得太高。

五、预热不是万能的

改完再焊，还是有一件裂了。

老缪有点急："预热也做了，顺序也改了，怎么还裂？"

老束让人把裂的那件切开，做了硬度检测。熔合线附近的硬度比旁边高出一截，组织还是硬。再看层间温度记录，焊到第三道的时候，温度掉到了预热温度以下。

问题出在"预热一次管全程"的想法上。厚板多层多道焊，焊到最后几道，前面预的热早就散光了。层间温度不保持，等于每道都在冷板上焊。

老束加了两条。一条是后热：焊完不马上走，趁热接着保温一段时间，让氢有机会往外扩散，然后再缓冷。另一条是焊后热处理：整体进炉消应力，温度要控制住，不能超过母材原来的回火温度，超过了，母材性能就下来了。

"预热是必要条件，不是充分条件。"老束在总结会上说，"氢、组织、拘束，三样一起管，才管得住。"

六、工艺评定别抄别人的

这批支架的工艺卡，是前年从另一家厂抄来的。

老束看了那张卡，问了一句："这张卡对应的试件，板厚多少？"

"好像……二十毫米。"

"你们焊的是三十毫米。"

工艺评定这件事，说白了就是拿和实际生产一样的板厚、一样的接头、一样的焊材、一样的预热和层间温度，焊一件试件，切开、做硬度、做宏观、做裂纹检验。试件合格了，参数才能用。

板厚不一样，冷却速度不一样，组织不一样，参数就得重做。接头形式不一样，拘束不一样，也得重做。焊材换了牌号，或者从焊条换成气保焊丝，同样要重做。

抄别人的卡，抄到的是一串数字，抄不到背后的条件。

彭城重工后来按三十毫米的板重做了评定，试件切了六块，做了宏观、硬度、磁粉，还加了一组延迟断裂的观察，放足时间再看。参数定下来，写进新的工艺卡，老缪他们照着干，两个月没再出裂纹。

小谭把那张旧卡从墙上撕下来，折好，放进抽屉。老束看见，说了句："留着吧，以后招人，拿来当反面教材。"

坡口怎么开、切割边要不要加工，跟裂纹也有关系，钢板切割下料，火焰切割边要不要加工里说过；预热温度怎么定，合金结构钢焊接，预热温度到底怎么定写得更细。