焊接裂纹成因分析及其防治措施.docx
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1、在焊缝或近缝区,由于焊接的影响,材料的原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为焊接裂缝,它具有缺口尖锐和长宽比大的特征。按产生时的温度和时间的不同,裂纹可分为:热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀裂纹和层状撕裂。在焊接生产中,裂纹产生的部位有很多。有的裂纹出现在焊缝表面,肉眼就能观察到;有的隐藏在焊缝内部,通过探伤检查才能发现;有的产生在焊缝上;有的则产生在热影响区内。值得注意的是,裂纹有时在焊接过程中产生,有时在焊件焊后放置或运行一段时间之后才出现,后一种称为延迟裂纹,这种裂纹的危害性更为严重。常见裂纹的发生部位与型态如下图所示。常见裂纹的发生部位与型态2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害最大的缺
2、陷,除了降低焊接接头的承载能力,还因裂缝末端的尖锐缺口将引起严重的应力集中,促使裂缝扩展,最终会导致焊接结构的破坏,使产品报废,甚至会引起严重的事故 。通常,在焊接接头中,裂缝是一种不允许存在的缺陷。一旦发现即应彻底清除,进行返修焊接。3、焊接裂纹的产生原因及防治措施由于不同裂缝的产生原因和形成机理不同,下面就热裂缝、冷裂缝和再热裂缝三类分别予以讨论。3.1、热裂纹热裂缝一般是指高温下(从凝固温度范围附近至铁碳平衡图上的A3线以上温度)如下图所示所产生的裂纹,又称高温裂缝或结晶裂缝。热裂缝通常在焊缝内产生,有时也可能出现在热影响区,如图所示。原因:由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象,低熔点
3、共晶和杂质在结晶过程中以液态间层存在形成偏析,凝固以后强度也较低,当焊接应力足够大时,就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂缝。此外,如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质,则在加热温度超过其熔点的热影响区,这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层,当焊接拉应力足够大时,也会被拉开而形成热影响区液化裂缝。总之,热裂缝的产生是冶金因素和力学因素综合作用的结果。防治措施:防止产生热裂缝的措施,可以从冶金因素和力学因素两个方面入手。控制母材及焊材有害元素、杂质含量限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素及有害杂质的含量。特别应控制硫、磷等杂质元素的含量和降低含碳量。硫几
4、乎不溶于钢,它与铁生成低熔点的硫化铁(FeS)。焊接时,硫化铁的存在会导致焊缝热裂和在热影响区出现液化裂缝,使焊接性能变坏;同对硫以薄膜形式存在于晶界, 会使钢的塑性和韧性下降。一般用于焊接的钢材中硫含量应不大于0.045%。有时还需要更严格的控制。磷会使钢的塑性和韧性下降,提髙钢的脆性转变温度,并使焊缝和热影响区产生裂缝。磷含量应不大于0.055%。有时还需要更严格的控制。材料的焊接性能与含碳量密切相关。钢材含碳量越髙,焊接性能变差。一般认为,焊缝中碳含量控制在0.10 %以下,热裂缝敏感性可大大降低。调整焊缝金属的化学成份,改善焊缝组织,细化焊缝晶粒,以提高其塑性,减少或分散偏析程度,控制
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