钢材中除了主要化学成分Fe以外，还含有少量的C，Si，Mn，P，S，O，N，Ti，V等元素，这些元素虽然含量少，但对钢材性能有很大影响。C是决定钢材性能的最重要元素。当钢中w（C）<0．8％时，随着C含量的增加，钢材的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低；但当w（C）>1.0%时，随着C含量的增加，钢材的强度反而下降。钢材的焊接性变差（w（C）>0．3％的钢材，焊接性显著下降），冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。一般工程所用碳素钢均为低碳钢，即w（C）<0．25％；工程所用低合金钢，其w（C）<0．52％。Si是作为脱氧剂而存在于钢中，是钢中的有益元素。Si含量较低（w（Cr）<1．0％）时，能提高钢材的强度，而对塑性和韧性无明显影响。H是导致焊接冷裂纹的原因之一，是钢中的有害元素。Ba能提高阳极电位，降低腐蚀速率法，是钢耐腐蚀的有益元素。S是钢中很有害的元素，S的存在会加大钢材的热脆性，降低钢材的各种力学性能，也使钢材的焊接性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。O是钢中的有害元素，随着O含量的增加，钢材的强度有所提高，但塑性特别是韧性显著降低，焊接性变差，O的存在会造成钢材的热脆性。N对钢材性能的影响与C，P相似，随着N含量的增加，可使钢材的强度提高，塑性特别是韧性显著降低，焊接性变差，冷脆性加剧。N在Al，Nb，V等元素的配合下可以减少其不利影响，改善钢材性能，可作为低合金钢的合金元素使用［3－4］。笔者根据堆焊焊接工艺WPS－203，303进行焊接，对各分组焊缝区、热影响区和母材区进行了化学成分检测分析。
1试验方法
1．1焊接材料及工艺
试验材料为API2H．GR．50，根据表1分组进行焊接，然后进行化学成分检测，检测元素为C，H，O，N，S，Ba，Zn。化学成分的检测位置，除母材外，应对各组试样焊接接头热影响区和焊缝区进行化学成分测试。各区的要求分析位置，母材区：堆焊焊缝宽度中心线上母材1/2厚度处；焊缝区：沿焊缝方向距离母材至少6．4mm处；热影响区：堆焊焊缝宽度中心线熔合线位置进行测试。
1．2化学成分的检测
（1）焊后对堆焊样板直接根据图样要求，采用线切割切去相应部位材料，母材、焊缝和热影响区均为50mm×50mm×5mm，该试样满足化学成分测试的要求。（2）将切割试样一次在无水乙醇和乙醚中进行超声波测试，然后进行化学成分测试，并作记录。
2结果与讨论
化学成分的检测结果，对比试验结果可以看出，试板上带有喷涂底漆对焊接焊缝区、热影响区和母材区没有明显的影响。采用SMAW焊接，母材区和焊缝区域的各种化学元素含量没有明显差异，焊缝区喷涂底漆的样板，C，H，O，S等元素含量略有升高，但是并不影响焊接的质量。采用FCAW－G焊接，母材区没有明显变化，喷涂底漆的样板的焊缝区和热影响区检测元素含量略高于没有喷涂底漆的样板，同样，对焊接质量未产生影响。
3结论
（1）喷涂底漆在分别采用SMAW和FCAW－G两种焊接方法的情况下，焊接接头区域基本元素含量会有所增加，但是增加量微小，其不会影响焊接的质量。（2）焊接工艺选取得当，焊接接头质量良好，没有缺陷出现。
作者：朱大喜 单位：海洋石油工程青岛有限公司
