网友yanyingjianli在网上发帖说到：请问一下，标准里通常写对于有延迟裂纹的材料，24h后方可进行射线检测。

那么哪些材料的焊接接头会产生延迟裂纹？

查了一下，网上说低合金高强度钢的焊接接头有延迟裂纹，而且延迟裂纹跟三大因素有关：碳当量，接头含氢量，接头的收缩应变。

那是不是可以说有延迟裂纹的焊接接头需要根据焊接工艺来评定？同种材料不同种焊接工艺，可能会产生延迟裂纹，也可能不会产生延迟裂纹？

2010年5月我受某公司委托前往荷兰为其生产的大型构件进行第三方验证，因为此构件在交付到荷兰后被业主发现很多横向裂纹，多次电邮和书信来往的交涉，都无法解决问题后，最后被业主强行切割重新在荷兰组装焊接，并且把由此引起的费用和延误的工期一并索取巨额赔偿。

我的客户觉得不可思议，明明是全部检测合格的，而且有业主驻现场和第三方验船师检测过的啊！

为什么交付到国外后才开裂了呢?

他们由于出国签证困难，无法快速地到荷兰去看看，就找到我们前去帮他们看看到底是否真的有这么多的横向裂纹?

我们在现场通过做超声和磁粉检测后，发现的确是看到很多裂纹，有些裂纹在焊缝表面用肉眼都能看见。(见图1)

（图 1 用肉眼都能看到的横向裂纹）

做完抽检后，我在荷兰对外国人讲解这种延迟裂纹时，我用「超级延迟裂纹」来形容，远远超出 24、48和72小时后仍在开裂的裂纹，我叫它为「超级延迟裂纹」(super delay crack)，因为我发现很多裂纹是交付半年和一年后还在开裂的，而且我还看到当地的一家NDT检测公司的报告，从2009年12月和2010年1月份、3月份的报告，发现的裂纹是越来越多和越来越长，到我们到荷兰的5月底时，我再做一次磁粉检测时发现在2米长范围内竟有7条裂纹，而他们的检测报告中却没有发现这么多和这么长裂纹(见图2) ，我问他们为什么之前没有检测出来，他们也感到诧异。

为什么会出现这种超级延迟裂纹呢?

我在香港做了30多年的焊缝检测，还真的没见过几次焊缝中的横向裂纹。

但是，2000年后在我所接触到的国内造船业和海洋钢结构行业，发现横向裂纹真是遍地开花，到处都是，我感到奇怪和不可理解！

我就开始留意和调查分析了。

（图 2 在2米长范围内有7条纵向和横向裂纹）

通过大量的收集资料和现场调查，也到过焊丝厂观看过焊丝的全部生产过程，我找到横向裂纹产生的原因了。

横向裂纹就像人体生癌症一样是不常见的，但是一旦出现就是无可救药的了。

我们老祖宗在创造癌症的癌字时就告诉我们，癌症是通过三个口吃进大量的毒素堆积如山才形成的，也就说不是单一因素造成的。

横向裂纹也是一样，出现大量的错误才形成的。

这三个口来自于母材、焊材和焊接过程。

1.母材是Q235和Q345等低碳钢和低合金钢材料；TMCP是最常见提高母材强度的一种最便宜的办法。

TMCP(ThermoMechanicalControlProcess，热机械控制工艺)是通过生产过程中淬硬提高强度的方法，相对低合金钢来说产生裂纹的情况会敏感得多。

2.焊接型式采用埋弧自动焊(SAW)和气体保护半自动焊(MAG)；

焊材最多使用的是：埋弧焊用的是AWS A5.20 ER 直径4.0和5.0mm实心焊丝，AWS A5.18 E70-1T直径1.2mm的药芯焊丝，CO2气体保护半自动焊配药芯焊丝，手工操作半自动焊接。

这两种焊接方法的共同之处都是有药剂的(FLUX)，延迟裂纹大家都知道其中一个重要原因是氢含量过高，药剂受潮是氢的主要来源，实心焊丝的药剂在外， 药剂可以烘烤干燥，药芯焊丝受潮后却是无法烘干的，所以更容易产生延迟裂纹。

以前用电焊条(药剂在外的实心焊条)的年代可以说横向裂纹是少见的，因为电焊条是可以烘烤干燥的，而且大家都有共识，都知道低氢焊条要烘烤干燥，并且早已习惯使用。

可是现在用了药芯焊丝后却没有人知道它更需要防止受潮，更没有人告诉焊工这种药芯焊丝开封后只有24小时的使用寿命。

3. 焊接过程就更多原因了。用埋弧自动焊焊接管状工件，用钢板圈成管，一条纵向焊缝和一条环向焊缝，大口径的可以内外焊接，这是非常简单和常见的焊接方法，也是很成熟的焊接工艺，以前是很少见到横向裂纹的。

不要说延迟裂纹，有些焊缝在焊接完成之后冷却到常温检测时就已发生裂纹了，并没有超过24小时，奇怪的是30mm厚的钢板，X型坡口双面焊，出现的小横向裂纹多数在离上下表面10mm的位置，打磨后用磁粉跟进检测可看见短而浅的小裂纹，2-5mm长，深度1mm左右。

磨平焊道加强高(余高、焊冠)后，用超声波探头在焊道上扫查可以清楚看到反射回波，而且从一个方向看得到，反向时却不一定能看得到，45°、60°、70°探头各有各的最佳反射面的横向裂纹。

气体保护半自动焊在管状和TKY形的对接焊缝中常见到横向裂纹，有的在表面也有的在不同深度，表面的用磁粉检测，严重的肉眼都能看见，表面下的用超声检测也是可以检测出来的。

最多产生横向裂纹的因素：

应力集中的位置，焊接顺序不当时，母材厚度越厚时，热输入量过大时(过大填充量)，碳弧气刨刨过的位置，天气潮湿和寒冷时，焊枪难以靠近时，焊接空间不足时，不熟炼的焊工焊接时，寒冷天预热不足时，坡口表面清洁不良时，返修过和多次返修的位置更容易产生延迟裂纹。

以上说了一大堆的原因，那么到底哪一个原因才最重要的原因呢？

我个人认为主要是焊丝方面的防护和使用不当。

焊材如果不好，就像我们吃了大量有毒的地沟油，而且是天天吃，您能身体好吗？也像我们吃饭一样，再好的饭菜，如果我们不趁新鲜趁热吃下，留着过夜再吃冷的或者已经变坏了饭菜，哪有不拉肚子的啊！

我们用药芯焊丝就是这样的，平时我们把它曝露在露天的场地任由风吹雨打，而且远远超过24小时的期限，早已是变质的饭菜了，这种变坏了的焊丝大量的焊入焊缝里，它不产生裂纹才出奇！

（图 3 荷兰是用防水罩的）

（图 4 我们是完全裸露的(下雨天)）

母材方面的问题较少，我把我的经验向几家做海洋钢结构的公司介绍后，他们参照我的办法，控制焊丝的使用方法和现场防潮措施，马上见到效果了，横向裂纹大大减少。

我们再看看荷兰人是怎么控制延迟裂纹的吧！

我在荷兰的项目经理告诉我，荷兰的地理位置是：北边对着北海，寒风剌骨，背面是德国雪山，夏天溶雪顺流而下，也是阴凉阴凉的，而且整个国家很多地方是低于海平面的，他们的船厂肯定是最接近海平面位置的了，到处是河流和沟槽，是一个非常潮湿的国家。

在这种潮湿的环境下进行焊接是最容易产生氢裂的了，所以他们是非常重视防潮工作的。

荷兰人他们是怎样控制延迟裂纹的呢?

首先是把整个构件用一种塑料布罩起来，用标准的可重复使用的钢架支撑起来，上面盖上一种白色的透光不透视的塑料布，就像一个蒙古包把整个构件罩起来，塑料布是可防雨水和雾气的，白色透光可以省电灯照明，蒙古包的最下面是留有空隙的，方便空气流通，靠近蒙古包的侧面上端用小刀切割出可掀起的小窗口，用来排去烟雾，可以按需要来掀开它的大小以调节空气的流通量，上下都有空隙就形成自然的冷热空气对流，烟雾和热气自然排出蒙古包外，还免去用强力的抽气扇和抽气扇运行产生的噪音，这是一种非常科学的方法，而且安全环保又便宜。

他们只会在焊缝两侧有需要预热的位置贴上发热板，并且是有温度控制的，在这种良好的工作环境中进行焊接是很舒服的，我相信任何一个人都会发挥出自己最佳的工作状态。

焊丝的保护！

有天中午吃饭时间我们到达工作的船上，在蒙古包里我看有部半自动气体保护焊机在现场，我好奇地走过去伸手向装有防水罩的焊丝盒摸进去，想看看他们用的是什么焊丝，却发现是空的，里面什么都没有，很是奇怪，就问QC工程师：“怎么里面没有焊丝呢?”

他告诉我，中午吃饭或者休息的时候，焊丝是要放进干燥箱的。

我问他：“是用红外线干燥箱吗?”

他说不是，只是普通的发热线的干燥箱。

我看到一个很普通的铁皮箱，上面写HEATER英文字，打开里面可以看到一个金属制成的大约5kg重的焊丝圈盘支架，上面有块标记写着时间8:30AM(早上)和当天的日期，还有焊工的签名。

他说这些都是焊工每天必须做的事，而且焊丝从真空包开封后无论使用与否，24小时后是不得再使用的了。

焊丝超过24小时就有可能受潮，尽管他们在休息时是把焊丝放在干燥箱里的，但是他们是很严格遵守焊丝厂的指引的，超过24小时就决不再用。

在这方面，我们中国人是很少人会这么做的了，我们的焊工包括焊接工程师恐怕没几个人知道，焊丝的使用寿命只有24小时。

他们为什么只用 5kg 包装的焊丝呢?

因为这样才不会造成浪费，保证一天内的工作量可以用完。

为什么不用塑料做焊丝圈盘支架呢?

是因为环保要求可重复使用，我们却制造了一大堆塑料垃圾。

有一次，我在焊接现场看到一位黑人焊工，我问他这部焊机的保养(HOUSE KEEPING)是谁做的?

他指着自己说是：“是我。”

我看到焊道的旁边有一个焊接顺序图，清清楚楚地标明每道焊缝的位置和下一道接头的位置是阶梯状的(每道焊缝的接头位置不能在同一位置，应该是错开形成斜面排列形式，就像砖墙的搭接一样）。

我问他这图是谁画的，他说是焊接工程师事先在现场用记号笔画的。

看看人家的焊接工程师是多么仔细，这样的简单示意图任何一个合格的焊工照着做就行了。

我看国内很少有这么详细的做法了。

毫不留情的质检！

另外，QC工程师带我们前去看他们做过的构件，我看到车间的地上放着三块已按标准圆弧弯曲好的工件，上面写着REJECT/WORNG BEVEL(拒收/坡口错误)。

原来标准要求是K型坡口，两侧都是45°，现在是一侧45°而另一侧不到45°，因此就给判废了。

我问焊接工程师为什么要求这么严格，他说只有两侧坡口对称才好控制焊接变形。

弯曲成弧形的构件架上工作胎架台上，并在地面上画好样式和垂下铅垂线(船厂经常用的方法，把样式 1:1图样放在地面上，在其上方架设工作胎架台，然后将工件放在一个胎架上进行焊接，将工件上对应的位置用铅垂垂线对准地面的图样上，用来监控焊接过程中的焊接变形)，分4个焊工两边交替焊接，在焊接的过程中若发现向对面偏离就要对面暂停焊接，待回到正确位置时再接着焊接。

我们却认为坡口尽可能是越小越好，大钝边小坡口减少填充料越快越好。

我们还看到两件已经焊接好并且超声和磁粉检测合格的构件写着REJECT/DISTORSION(拒收/变形)，30米直径的工件，分割成13件，每件约6-7米长，却有2件给自己的QC工程师判废了，而且当时是赶工期，早已超过时限了。

这要是在国内谁敢这样做！

构件变形就用打火的方法把它打回来，美其名叫「打火校正」(用气焊火焰加热构件变形处再敲击校正)，其实这种「打火校正」会造成构件强大的内应力， 是很容易产生裂纹的，即使当时不开裂，将来使用时肯定会产生金属疲劳的。

在香港和国外是不轻易打火校正的，应该是焊接之前就要估计好防止变形，而且在焊接的过程中严格控制变形，决不能等焊接完成后才考虑变形问题。

这些细节我们是没有考虑到的，出现了变形后就强行打火校正，再好的材料这样千锤百练后都给打坏了。

防止延迟裂纹最有效的做法是：

首先提供一个以人为本的工作环境，一个切实可行的焊接程序，焊丝严格执行24小时的使用期限和防潮保护，加强焊接过程的监控。

有条件的话，在出厂时或者进货时就检测焊材，同时告诉焊材厂若出现延迟裂纹就不再使用其产品。

能像荷兰人那样做好每一个人应该做到的事情，我保证可以将延迟裂纹减至最少最少。

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