纵 海

(上海电气核电设备有限公司, 上海 201306)

随着新材料、新设备、新工艺的应用日益广泛，异种金属焊接在工程应用中显得越来越重要[1]。由于两边材料性能的显著差异，异种金属焊接件在焊接和焊后热处理过程中，容易产生如焊缝金属稀释、碳扩散、较大内应力等一系列问题，发生局部破裂的可能性明显增加[2]。安全端作为核电设备的一种重要的异种钢焊接结构，焊接质量决定着整个设备的使用寿命。某公司在某次安全端试制过程中，发生了安全端沿母材和焊缝熔合线开裂的情况，如图1所示。母材为18MnD5低合金钢，堆焊层为E309L不锈钢。为查明安全端母材和堆焊层沿熔合线发生开裂的原因，笔者对其进行了理化综合分析，并提出了合理的焊接工艺参数建议。

图1 安全端开裂位置示意图Fig.1 Schematic diagram of cracking position of the safety end

1 理化检验

1.1 宏观分析

为了方便进行后续理化检验，通过机械加工方式打开断口，如图2所示。开裂位置位于母材和不锈钢堆焊层的熔合线位置，可见开裂位置很平整，基本上是沿着整个熔合线发生开裂。断裂区分两部分，上部为起始断裂区，下部为后续机加工打开的断口扩展区。

图2 机加工打开断口示意图Fig.2 Schematic diagram of machining open fracture

图3所示为安全端断口的宏观形貌，可以明显看出起始断裂区和断口扩展区的边界台阶，同时可以看出整个断口光滑平整，呈现典型宏观脆性断口形貌。

图3 断口宏观形貌Fig.3 Macro morphology of the fracture

1.2 化学成分分析

在安全端断口附近取样，分别对安全端母材区域及堆焊层区域使用直读光谱仪和电感耦合等离子发射光谱仪进行化学成分分析。……