最新淺談焊接裂紋的產生原因和防止措施施教案資料.doc

《最新淺談焊接裂紋的產生原因和防止措施施教案資料.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。

1、淺談焊接裂紋的產生原因和防止措施摘要：對焊接裂紋產生原因分析的基礎上，采用可行的焊接工藝和有效的防止措施。關鍵詞：焊接裂紋分析焊接工藝防止措施前言焊接是現代工業(yè)生產中最重要的加工工藝之一，它已廣泛應用于制造和修理各種結構和設備。焊接作為一種降低成本、提高生產效率的有效手段，用它不僅可以得到優(yōu)質、可靠的工件，而且可以創(chuàng)制出原則上完全新穎的產品。大如航空航天和核動力裝置，小至微電子以及超精器件，如果沒有焊接技術，很難想像將會遇到多少困難，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代工業(yè)，焊接為今天這樣的現代文明起到了它應有的作用。隨著現代工業(yè)的發(fā)展，在焊接結

2、構方面都趨向大型化，大容量和高參數的方向發(fā)展。有的還在低溫、深冷、腐蝕介質等環(huán)境下工作，因此各種低合金高強鋼，中、高合金鋼，超高強鋼，以及各種合金材料應用的日益廣泛。但是隨著這些鋼種和合金材料的應用，在焊接生產上帶來了許多新的問題，其中較為普遍而又十分嚴重的就是焊接裂紋。常見的焊接裂紋根據生成時的溫度，可分成熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋等幾類。焊接結構中，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生機理和防止措施。一、焊接冷裂紋??冷裂紋是指焊接接頭冷卻到較低溫度時所產生的裂紋。冷裂紋包括：延遲裂紋、淬硬裂紋、低塑性脆化裂紋等，正常所說的冷裂紋指的是延

3、遲裂紋。延遲裂紋生成溫度約在100~－100℃之間，存在潛伏期，緩慢擴散期和突然斷裂期三個連續(xù)的開始過程。潛伏期幾小時、幾天甚至更長。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，焊接低中合金高強鋼，高中碳鋼等易淬火鋼時容易產生冷裂紋。二、冷裂紋產生的機理??大量的生產實踐和理論研究證明，鋼種的淬硬傾向、焊接接頭含氫量及其分布，以及焊接接頭所承受的應力狀態(tài)是產生焊接冷裂紋的三大主要因素。這三個因素在一定條件下是相互聯系和相互促進的。（1）含氫量的影響??導致接頭產生冷裂紋的氫主要是擴散氫。當焊縫中擴散氫含量的增加，冷裂紋率也隨著增

4、加。例如，用有機物含量較多的焊條（J422）進行焊接出現了大量的焊道下裂紋，而用低氫型焊條焊接時，則未出現或很少出現焊道下裂紋。在電弧作用下，水分解為氫原子進入熔池，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)金屬中，形成氫分子，造成很大的內應力，容易產生裂紋。根據融合區(qū)氫濃度的聚集，預熱對冷裂紋敏感性有較大的影響，在不預熱的情況下熔合區(qū)的氫濃度在焊后4天將達到最高值。而采用預熱后的氫的集聚時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氫的擴散，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

5、出現馬氏體的可能性越大，產生冷裂紋率也越高。當材料一定時，隨冷卻速度的不同接頭組織將相應改變。冷卻速度越高，馬氏體含量越高導致裂紋率急劇上升。在焊接條件下，近縫區(qū)的加熱溫度很高（達1350~1400℃）使奧氏體晶粒嚴重長大，快速冷卻時，轉變?yōu)榇执蟮鸟R氏體，性能將更為脆硬。???（3）拘束應力 ??焊接接頭拘束應力包括接頭在焊接過程中因加熱不均勻所承受的熱應力、相變應力、結構自身幾何因素所決定的內應力。如果當擴散氫含量增加時，即使馬氏體擴散或拘束應力較小也有可能開裂。當材料的碳當量較高而在接頭中形成較多的針狀馬氏體，即使擴散氫很少甚至沒有，也會產生裂紋。三、冷裂紋的防止措施

6、 ??防止冷裂紋生成原則上不外乎減少接頭的淬硬、含氫量和拘束應力等三種，其防治措施也應與其相對應。（1）母材和焊接材料的選擇a、母材應降低其淬硬性，其母材應含碳量低，雜質小。b、焊接生產中，母材多半以給定，因而對焊材選用更加實際、嚴格。 首先應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。對于敏感性較高的冷裂紋接頭，焊接時盡量降低焊縫金屬的強度。例如在修復高強度構件的少量缺陷時，應采用J427焊條（E4315），而選用強度級別更高的J507（E5015）、J557（E5515）焊條等效果更加優(yōu)越。厚板焊接時，在最易啟裂紋根部焊道采用低匹配，按等強

7、原則選擇焊接材料，是防止冷裂且能保證接頭強度的可取工藝。采用低氫型焊材，焊接高淬硬性鋼材是防治冷裂紋的有效措施，在修復中高碳鋼或合金鋼構件時應用尤多。（2）工藝措施從防治冷裂紋觀點角度來考慮，焊接熱循環(huán)首先應謀求緩冷，如采用較小的線能量和預熱，預熱固然可以有效的防治冷裂紋，但增加了構件制作工序，同時惡化了勞動條件，因此在生產中應盡量降低預熱溫度。由于冷裂紋經常具有延遲性。其另一有效防治措施是焊后緊急后熱，保溫緩冷也有助于防治冷裂紋的產生。（3）結構設計 ??制定工藝，必須盡量降低焊接應力，避免應力集中。例如：在實際生產過程中合