薄壁铜镍管线环焊缝裂纹分析及预防

史忠珂，程晋宜，侯宇，杨庆泽，陆传航

海洋石油工程（青岛）有限公司 山东青岛 266520

1 序言

铜镍合金（白铜）是一种海水系统常用的金属材料，具有耐海水、海生物腐蚀等优点，在国内海洋石油钻井平台[1]（如消防水管线系统）中经常采用。

目前，UNS C70600铜镍管线的焊接主要采用钨极氩弧焊，通过适当调节焊接参数，可以保证较好的接头性能和正反面良好的成形效果[2-4]。在铜合金的焊接中，极易出现气孔和裂纹这两种焊接缺陷，然而，对于有色金属的焊接施工，最常见的缺陷还是焊接裂纹。在铜镍管线的车间预制阶段中发现，厚2.5mm薄壁铜镍管线焊接完成后，在焊脚位置出现了裂纹，如图1所示。

图1 管线及裂纹形貌

裂纹的出现会对工程施工产生不利影响，因此本文通过宏观形貌、微观金相组织及断口扫描电镜分析等，对裂纹产生原因进行了判定，并结合以往施工的良好做法，确定了改进措施，成功避免了后续裂纹的出现。

2 检测结果

2.1 化学成分分析

样品母材为UNS C70600，通过现场锯开的管段精确追溯裂纹管的批次信息，经查UNS C70600 管所有批次的供货材料产品质量证明和检验报告均符合标准要求。

通过对开裂试样进行观察发现，开裂断口已经失去金属光泽，发生开裂的地方有明显的氧化颜色，符合热裂纹的基本特征。通常产生裂纹[2，3]的主要原因是焊接接头中存在低熔点杂质或晶界中析出影响接头韧性的金属间化合物。文献检索表明：当母材和焊接材料内wP＋S≤0.02%、wZn≤0.5%、wPb≤0.02%、wC≤0.05%时，焊接热影响区的热裂纹基本不会出现。……