盾构机刀盘焊接出现冷裂纹原因及防止措施

盾构机刀盘修复时，出现冷裂纹，是盾构机焊接时经常会遇到的问题，一直困扰着盾构机焊接单位。为此，我们邀请了国内耐磨焊丝权威单位，北京固本科技有限公司，为读者讲解这一问题的解决方法。

盾构机刀盘焊接出现冷裂纹的原因：

1、钢种原淬硬倾向主要取决于化学成分、板厚、焊接工艺和冷却条件等。钢的淬硬倾向越大，盾构机刀盘越易产生冷裂纹。

2、氢的作用，氢是引起超高强钢焊接冷裂纹的重要因素之一，并且有延迟的特征。高强钢焊接接头的含氢量越高，则裂纹的敏感性越强。

3、焊接接头的应力状态：高强度钢焊接时产生延迟裂纹的倾向不仅取决于钢的淬硬倾向和氢的作用，还决定于焊接接头的应力状态。盾构机刀盘焊接时主要存在的应力有：不均匀加热及冷却过程中所产生的热应力、金属相变时产生的组织应力、结构自身拘束条件等。

4、盾构机刀盘焊接工艺的影响：线能量过大会引起近缝区晶粒粗大，降低接头的抗裂性能；线能量过小，还会使热影响区淬硬，也不利于氢的逸出而增大冷裂倾向。焊前预热和焊后热处理的温度不合适，多层焊的焊层熔深不合适等。

防止措施：

1、选择合适的焊接材料：如优质的低氢焊接材料和低氢的焊接方法。对重要的焊接结构，应采用超低氢、高韧性的焊接材料。

2、焊前仔细清除坡口周围基体金属表面和焊丝上的水、油、锈等污物，减少氢的来源，以降低焊缝中扩散氢的含量。

3、采用低匹配的焊缝或“软层焊接”的方法，对防止冷裂纹也是有效的。

4、避免强力组装、防止错边、角变形等引起的附加应力，对称布置焊缝，避免焊缝密集，尽量采用对称的坡口形式并力求填充金属减少量，防止焊缝缺陷的产生。

5、焊前预热和焊后缓冷，这不仅可以改善焊接接头的金相组织，降低热影响区的硬度和脆性，而且可以加速焊缝中的氢向外扩散，此外还可以起到减小焊接残余应力的作用。

6、选择合适的焊接规范。焊接速度太快，则冷却速度相应的也快，易形成淬硬组织，若焊接速度太慢，又会导致热影响区变宽，造成晶粒粗大。选择合理的装配工艺和焊接顺序以及多层焊的焊层熔深。

注：以上的专业建议，来自国内耐磨焊丝权威单位，北京固本科技有限公司。如果在盾构机焊接过程中出现的其他问题，可联系北京固本咨询。