焊接裂紋形成的原因及防止措施

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1、瑞士optrel（歐博瑞）焊接面罩——給您最貼心的焊接防護焊接裂紋形成的原因及防止措施焊接裂紋是在焊接應力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子結(jié)合遭到破壞，形成新界面而產(chǎn)生的縫隙。它具有尖銳的缺口和長寬比大的特征，易引起較高的應力集中，而且有延伸和擴展的趨勢，所以，也是最危險的焊接缺陷。裂紋常有熱裂紋、冷裂紋以及再熱裂紋（消除應力處理裂紋）。一、熱裂紋形成及防止常見的熱裂紋有兩種：結(jié)晶裂紋、液化裂紋。結(jié)晶裂紋是焊接熔池初次結(jié)晶過程中形成的裂紋，是焊縫金屬沿初次結(jié)晶晶界的開裂。而液化裂紋是緊靠熔合線的母材晶界被局部重熔，在收縮力的作用下而產(chǎn)生的裂紋。結(jié)晶

2、裂紋產(chǎn)生的原因：焊接時，熔池在電弧熱的作用下，被加熱到相當高的溫度，而受熱膨脹，而母材卻不能自由收縮，于是高溫的熔池受到一定的壓力。當熔池開始冷卻時，就以半融化的母材為晶核開始處結(jié)晶。最先結(jié)晶的是純度較高的的合金。最后凝固的是低熔點共晶體。低熔點共晶物的多少取決于焊縫金屬中C、S、L等元素的含量。當含量較少時，不足以在初生晶粒間形成連續(xù)的液態(tài)膜。焊接熔池的冷卻速度極快，低熔點共晶物幾乎與初析相同時完成結(jié)晶。因此連續(xù)冷卻的金屬熔池雖然受到收縮應力的作用也不至于產(chǎn)生晶間裂紋。當?shù)腿埸c共晶體量較多時，情況就不同了，初次結(jié)晶的偏析程度較大，并在初次結(jié)晶的晶體之

3、間形成晶間液膜，當熔池冷卻收縮時，被液膜分割的晶體邊界就會被拉開就形成了裂紋。這是主要原因，另有兩個其它原因：一是焊縫金屬所經(jīng)受的應變增加速度大于低熔點共晶物凝固的速度；另外，初生晶體的張大方向和殘留低熔共晶體的相對位置的影響?？梢?，關(guān)鍵的措施就是：1、應嚴格控制焊縫金屬中C、S、P和其它易形成低熔點共晶體的合金成分的含量，這些元素和雜質(zhì)的含量越低，焊縫金屬的抗裂紋能力越大。當焊縫中C>0.15%,S>0.04%就可能有裂紋出現(xiàn)，如果母材中含碳量很高，就要控制焊接材料的成分，以使混合后的碳含量降下來。2、改變焊縫橫截面的形狀也就改變了焊接熔池的結(jié)晶方向

4、，使之有利于將低熔點共晶體推向不易產(chǎn)生裂紋的位置。液化裂紋產(chǎn)生的原因：焊接時緊靠熔合線的母材區(qū)域被加熱到接近鋼熔點的高溫，此時母材晶體本身未發(fā)生熔化，而晶界的瑞士optrel（歐博瑞）焊接面罩——給您最貼心的焊接防護低熔點共晶物則已完全熔化。當焊接熔池冷卻時，焊縫應變速度較高。如果這些低熔點共晶物未完全重新凝固之前，接合區(qū)就已受到較大應變，則在這些晶界上就會出現(xiàn)裂紋。晶間液層的熔點越低，凝固時間越長，則液化裂紋的傾向越大。液化裂紋的成因歸于母材晶粒邊界的低熔點共晶物，因此液化裂紋多產(chǎn)生于C、S、P雜質(zhì)較高的母材與焊縫的熔合邊界。可采取的措施：1、對需用

5、大規(guī)范埋弧焊的鋼板進行篩選，采用S、P含量較低的鋼板。2、對于直邊不開坡口的對接接頭，加大接縫間隙至4_5mm,這樣可在較小的焊接電流下完成全焊頭的焊縫。3、將對接焊縫開成V形坡口，采用低規(guī)范多道埋弧自動焊。以上工藝方法會降低焊接生產(chǎn)率，只是在無法更換材料時才用。根本辦法還是選用含C、S、P較低的材料。含C0.2%以下，S，P在0.03%以下就不會再出現(xiàn)近縫區(qū)的液化裂紋。二、冷裂紋形成及防止焊接接頭的冷裂紋主要在屈服極限大于300MPa的低合金鋼中產(chǎn)生。鋼材的強度越高，焊接產(chǎn)生冷裂紋的可能性越大，在低碳鋼的焊接接頭中一般不出現(xiàn)冷裂紋。冷裂紋的形成機理可

6、以如下解釋：在不利的條件下焊接時，焊接熔池中溶解了較多的氫，焊縫金屬快速冷卻后，大部分氫快速過飽和溶劑與焊縫金屬中。在焊接殘余應力作用下，氫逐漸向產(chǎn)生應力與應變集中的熱影響區(qū)擴散，并在某些微區(qū)聚集。而低合金鋼熱影響區(qū)又往往存在馬氏體淬硬組織，他的塑性變形能力很低。當氫的濃度達到某一臨界值時，變脆的金屬即使是微小的應變也經(jīng)受不起，而在殘余應力的作用下就會開裂。危險的是這些開裂面會進一步擴展，而且在裂紋的端部會有氫凝聚導致新的開裂，最終發(fā)展成宏觀裂紋。防止的措施：1、控制近縫區(qū)的冷卻速度，使之不易形成淬硬組織；2、將工件預熱（降低冷卻速度）；3、建立低氫的

7、焊接條件。冷裂紋是一種最危險的缺陷，具有延遲性。有的甚至在焊縫無損探傷后才形成，而造成不可彌補的漏檢。三、在熱裂紋瑞士optrel（歐博瑞）焊接面罩——給您最貼心的焊接防護最常見的再熱裂紋是焊后熱處理過程中形成的裂紋，所以又叫“消除應力處理裂紋”。產(chǎn)生于具有沉淀硬化傾向的低合高強鋼和奧氏體不銹鋼中。其中Cr-Mo-V，Cr-Mo-V-B，Mn-Ni-Mo-V型等低合金鋼對再熱裂紋由最高的敏感性。防止的措施：1、選用對這種裂紋不敏感的材料制造壓力容器。Mn鋼、Mn-Mo鋼、Mn-Ni-Mo鋼一般無再熱裂紋傾向。2、其次可適當?shù)母淖児に嚄l件。