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《淺談焊接裂紋的產(chǎn)生原因和防止措施施》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、淺談焊接裂紋的產(chǎn)生原因和防止措施摘耍：對(duì)焊接裂紋產(chǎn)生原因分析的基礎(chǔ)上，采用叮行的焊接工藝和有效的防止措施。關(guān)鍵詞：焊接裂紋分析焊接工藝防止措施-、八■Ha刖§焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中最重要的加工工藝之一，它己廣泛應(yīng)用于制造和修理各種結(jié)構(gòu)和設(shè)備。焊接作為一種降低成本、提高生產(chǎn)效率的有效手段，用它不僅可以得到優(yōu)質(zhì)、可靠的工件，而H可以創(chuàng)制出原則上完全新穎的產(chǎn)品。人如航空航天和核動(dòng)力裝置，小至微電子以及超精器件，如果沒有焊接技術(shù)，很難想像將會(huì)遇到多少困難，甚至無法制造出來。因此完全可以說，沒有焊接就沒有今天這樣的現(xiàn)代工業(yè)，焊接為今天這樣的現(xiàn)代文明起到了它應(yīng)
2、有的作用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在焊接結(jié)構(gòu)方面都趨向大型化，大容量和高參數(shù)的方向發(fā)展。有的還在低溫、深冷、腐蝕介質(zhì)等環(huán)境下工作，因此各種低合金高強(qiáng)鋼，中、高合金鋼,超高強(qiáng)鋼，以及各種合金材料應(yīng)用的H益廣泛。但是隨著這些鋼種和合金材料的應(yīng)用，在焊接生產(chǎn)上帶來了許多新的問題，其中較為普遍而乂十分嚴(yán)重的就是焊接裂紋。常見的焊接裂紋根據(jù)生成時(shí)的溫度，可分成熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋等兒類。焊接結(jié)構(gòu)中，焊接裂紋以冷裂紋最為常見，其次為熱裂紋，本次論文主要闡述冷裂紋的產(chǎn)生機(jī)理和防止措施。一、焊接冷裂紋冷裂紋是指焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)所產(chǎn)牛的裂紋。冷裂紋包括：延
3、遲裂紋、淬碩裂紋、低塑性脆化裂紋等，正常所說的冷裂紋指的是延遲裂紋。延遲裂紋生成溫度約在100^-100°C之間，存在潛伏期，緩慢擴(kuò)散期和突然斷裂期三個(gè)連續(xù)的開始過程。潛伏期幾小時(shí)、幾天甚至更長(zhǎng)。裂紋一般有焊道下裂紋、焊根下裂紋、焊根裂紋、橫向裂紋、凝固過渡層裂紋。一般情況下，焊接低中合金高強(qiáng)鋼，高中碳鋼等易淬火鋼時(shí)容易產(chǎn)生冷裂紋。二、冷裂紋產(chǎn)生的機(jī)理大量的生產(chǎn)實(shí)踐和理論研究證明，鋼種的淬偵傾向、焊接接頭含氫量及其分布，以及焊接接頭所承受的應(yīng)力狀態(tài)是產(chǎn)生焊接冷裂紋的三大主要因索。這三個(gè)因索在一定條件下是相互聯(lián)系和相互促進(jìn)的。（1）含氫量的影響導(dǎo)致
4、接頭產(chǎn)生冷裂紋的氫主要是擴(kuò)散氫。當(dāng)焊縫中擴(kuò)散氫含量的增加，冷裂紋率也隨著增加。例如，用有機(jī)物含量較多的焊條（J422）進(jìn)行焊接出現(xiàn)了人量的焊道下裂紋，而用低氫型焊條焊接時(shí)，則未岀現(xiàn)或很少岀現(xiàn)焊道下裂紋。在屯弧作用下，水分解為氫原子進(jìn)入熔池，隨著金屬的冷卻，氫的溶解量下降,氫逐漸析出，殘存在固態(tài)金屬屮，形成氫分子，造成很大的內(nèi)應(yīng)力，容易產(chǎn)生裂紋。根據(jù)融合區(qū)氫濃度的聚集，預(yù)熱對(duì)冷裂紋敏感性有較大的影響，在不預(yù)熱的情況下熔合區(qū)的氫濃度在焊后4天將達(dá)到最高值。而采用預(yù)熱后的氫的集聚時(shí)間和最高濃度值得到大幅度降低，有利于防治冷裂紋。類似的焊后緊急加熱可加速
5、氫的擴(kuò)散，也是防治冷裂紋的有效措施之一。（2）淬硬作用具有淬硬傾向的鋼種淬硬傾向越大，則接頭中出現(xiàn)馬氏體的可能性越大，產(chǎn)生冷裂紋率也越高。當(dāng)材料一定時(shí)，隨冷卻速度的不同接頭組織將相應(yīng)改變。冷卻速度越高，馬氏體含量越高導(dǎo)致裂紋率急劇上升。在焊接條件下，近縫區(qū)的加熱溫度很高（達(dá)1350~1400°C）使奧氏體晶粒嚴(yán)重長(zhǎng)大，快速冷卻時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮鸟R氏體，性能將更為脆硬。（3）拘束應(yīng)力焊接接頭拘束應(yīng)力包括接頭在焊接過程小因加熱不均勻所承受的熱應(yīng)力、和變應(yīng)力、結(jié)構(gòu)口身兒何因素所決定的內(nèi)應(yīng)力。如果當(dāng)擴(kuò)散氫含量增加時(shí)，即使馬氏體擴(kuò)散或拘束應(yīng)力較小也有可能開裂
6、。當(dāng)材料的碳當(dāng)量較高而在接頭中形成較多的針狀馬氏休，即使擴(kuò)散氫很少甚至沒有，也會(huì)產(chǎn)生裂紋。三、冷裂紋的防止措施防止冷裂紋生成原則上不外乎減少接頭的淬硬、含氫量和拘束應(yīng)力等三種,其防治措施也應(yīng)與其相對(duì)應(yīng)。（1）母材和焊接材料的選擇a、母材應(yīng)降低其淬硬性，其母材應(yīng)含碳量低，雜質(zhì)小。b、焊接生產(chǎn)中，母材多半以給定，因而對(duì)焊材選用更加實(shí)際、嚴(yán)格。首先應(yīng)選用含氫量較低的焊材，例如使用低氫型或超低氫型，焊前必須烘干，去除油銹。對(duì)于敏感性較高的冷裂紋接頭，焊接時(shí)盡量降低焊縫金屬的強(qiáng)度。例如在修復(fù)高強(qiáng)度構(gòu)件的少量缺陷時(shí)，應(yīng)采用J427焊條（E4315）,而選用強(qiáng)
7、度級(jí)別更高的J507（E5015）、J557（E5515）焊條等效果更加優(yōu)越。厚板焊接時(shí)，在最易啟裂紋根部焊道采用低匹配，按等強(qiáng)原則選擇焊接材料，是防止冷裂且能保證接頭強(qiáng)度的可取工藝。采用低氫型焊材，焊接高淬硬性鋼材是防治冷裂紋的自效措施，在修復(fù)中高碳鋼或合金鋼構(gòu)件時(shí)應(yīng)用尤多。（2）工藝措施從防治冷裂紋觀點(diǎn)角度來考慮，焊接熱循壞首先應(yīng)謀求緩冷，如采用較小的線能量和預(yù)熱，預(yù)熱固然可以有效的防治冷裂紋，但增加了構(gòu)件制作工序,同時(shí)惡化了勞動(dòng)條件，因此在生產(chǎn)中應(yīng)盡量降低預(yù)熱溫度。由于冷裂紋經(jīng)常具有延遲性。其另一有效防治措施是焊后緊急后熱，保溫緩冷也有助于
8、防治冷裂紋的產(chǎn)生。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制定工藝，必須盡量降低焊接應(yīng)力，避免應(yīng)力集中。例如：在實(shí)際生產(chǎn)過程中合理安排裝配焊接順序，使接頭在最小的
