常見焊接裂紋的解析

常有焊接裂紋的分析焊接裂紋，焊接件中最常有的一種嚴(yán)重缺點。在焊策應(yīng)力及其余致脆要素共同作用下，焊接接頭中局部地域的金屬原子結(jié)協(xié)力遇到損壞而形成的新界而所產(chǎn)生的空隙。它擁有尖利的缺口和大的長寬比的特點，依據(jù)形成的條件可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀扯破等四幀一、冷裂紋冷裂紋是在焊接過程中或焊后，在較低的溫度下，大概在鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（即Ms點）鄰近，或300?200C以下（或TV0.5Tm,Tm為以絕對溫度表示的熔點溫度）的溫度區(qū)間產(chǎn)生的，故稱冷裂紋。冷裂又可分為延緩裂紋、淬火裂紋和低塑性脆化裂紋。（一）產(chǎn)生條件1.焊接接頭形成淬硬組織。因為鋼的淬硬偏向較大，冷卻過程中產(chǎn)生大批的脆、硬，并且體積很大的馬氏體，形成很大的內(nèi)應(yīng)力。接頭的硬化偏向：碳的影響是重點，含碳和貉雖:越多、板越厚、截積越大、熱輸入量越小，硬化越嚴(yán)重。2.鋼材及焊縫中含擴(kuò)散氫許多，氫原子在缺點處（空穴、錯位）積聚（濃集）形成氫分子，氫分子體積較氫原子大，不可以持續(xù)擴(kuò)散，不停積聚，產(chǎn)生巨大的氫分子壓力，甚至?xí)_(dá)到幾萬個大氣壓，使焊接接頭開裂。很多狀況下，氫是引發(fā)冷裂最活躍的要素。焊接拉應(yīng)力及拘朿應(yīng)力較大（或應(yīng)力集中）超出接頭的強(qiáng)度極限時產(chǎn)生開裂。（二）產(chǎn)生原由：可分為選材和焊接工藝兩個方面。選材方而1）母材與焊材選擇般配不妥，造成懸殊的強(qiáng)度差別；2）資猜中含碳、、鋁、銳、硼等元素過髙，鋼的淬硬敏感性增添。焊接工藝方面（1）焊條沒有充分烘干，藥皮中存在著水分（游離水和結(jié)晶水）：焊材及母材坡口上有油、銹、水、漆等：環(huán)境濕度過大（＞90%）；有雨、雪污染坡口。以上的水分及有機(jī)物，在焊接電弧的作用下分解產(chǎn)生H,使焊縫中溶入過飽和的氫。（2）

環(huán)境溫度太低：焊接速度太快；焊接線能量太少。會使接頭地區(qū)冷卻過快，造成很大

的內(nèi)應(yīng)力。（3）焊接構(gòu)造不妥，產(chǎn)生很大的拘束應(yīng)力。（4）點焊處已產(chǎn)生裂紋，焊接時沒有鏟除掉；咬邊等應(yīng)力集中處惹起焊趾裂紋：未焊透等集中處惹起焊根裂紋；夾渣等應(yīng)力集中處惹起焊縫中裂紋。（三）預(yù)防方法：能夠從選材和焊接工藝兩個方面著手。

應(yīng)力1.

正確選材采納堿性低氫型焊條和焊劑，減少焊縫金屬中擴(kuò)散氫的含就：做好母材和焊材的選擇般配：在技術(shù)條件允許的前提?？刹杉{韌性好的資料（如低一個強(qiáng)度等級的焊材），或?qū)嵭小败洝鄙w而，以減小表面剩余應(yīng)力：必需時，在制造前對母材和焊材進(jìn)行化學(xué)剖析、機(jī)械性能及可焊性、裂紋敏感性試驗。2.

焊接工藝方面（1）嚴(yán)格地依據(jù)試驗得岀的正確工藝規(guī)范進(jìn)行焊接操作。主要包含：嚴(yán)格地按規(guī)范進(jìn)行焊條烘干；選擇適合的焊接規(guī)范及線能量，合理的電流、電壓、焊接速度、層間溫度及正確的焊接次序；對點焊進(jìn)行檢査辦理；做好雙面焊的淸根等：認(rèn)真清理坡口和焊絲，除掉汕、銹和水分。（3）選擇合理的焊接構(gòu)造，防止拘束應(yīng)力過大；正確的坡口形式和焊接次序：降低焊接剩余應(yīng)力的峰值。（4）

焊前預(yù)熱、焊后緩冷、控制層間溫度和焊后熱辦理，是可焊性較差的高強(qiáng)度鋼和不行

防止的高拘束構(gòu)造形式，防備冷裂紋卓有成效的方法。預(yù)熱緩和冷可減緩冷卻速度（延伸△

t800?

500C

停留時間），改良接頭的組織狀態(tài)，降低淬硬偏向，減少組織應(yīng)力：焊后熱辦理可除去焊接剩余應(yīng)力，減少焊縫中擴(kuò)散氫的含量。在多半狀況下，除去應(yīng)力熱辦理應(yīng)在焊后立刻進(jìn)行。（5）焊后立刻錘擊，使剩余應(yīng)力分別，防止造成髙應(yīng)力區(qū)，是局部補(bǔ)焊時防備冷裂紋卓有成效的方法之一。（6）在焊縫根部和應(yīng)力比較集中焊縫表而（熱影響區(qū)遇到的拘束應(yīng)力較低），采納強(qiáng)度級別較低的焊條，常常在髙拘朿度下獲得優(yōu)秀的成效。7）采納惰性氣體保護(hù)焊，能最大地控制焊縫含氫量，降低冷裂紋敏感性，因此應(yīng)鼎力推廣TIG、MIG焊接。二、層狀扯破層狀扯破是冷裂紋的一種特別形式。主假如因為鋼板內(nèi)存在著分層（沿軋制方向）的夾雜物（特別是硫化物），在焊接時產(chǎn)生的垂直于軋制方向（板厚方向）的拉伸應(yīng)力作用下,在鋼板中熱影響區(qū)或稍遠(yuǎn)的地方，產(chǎn)生“臺階”式與母材軋制表而平行的層狀開裂。產(chǎn)生sT字型、K字型厚板的角焊接接頭中。提髙鋼板質(zhì)量，減少鋼材中層狀夾雜物，從構(gòu)造設(shè)計和焊接工藝方面采納舉措，減少板厚方向的焊接拉伸應(yīng)力，可防備層狀扯破。厚板焊接前，進(jìn)行板材的超聲波和坡口浸透探傷,檢査分層夾雜物情況，若有層狀夾雜物存在，可想法避開或s先修、磨辦理。三、熱裂紋熱裂紋是在髙溫下產(chǎn)生的，從凝結(jié)溫度范圍至A3以上溫度，因此稱熱裂紋，又稱高溫裂紋。假如資猜中存在著許多的低熔點共晶雜質(zhì)元素（P、S、C等）和許多的晶格缺點，在焊接熔池結(jié)晶過程中，就簡單岀現(xiàn)晶界偏析，偏析出現(xiàn)的物質(zhì)多為低熔點共晶（如：FeS—Fe、Fe3P—Fe、NiS—Ni、Ni3P-Ni）和雜質(zhì)，它們在結(jié)晶過程中，以液態(tài)間層存在，形成抗變形能力很低的液態(tài)薄膜，相應(yīng)的液態(tài)相存在的時間增添，最后結(jié)晶凝結(jié)，而凝結(jié)后的強(qiáng)度也極低，當(dāng)焊接拉喝"愎淮笫保會將液態(tài)間層拉開，或在英凝結(jié)后不久被拉斷形成裂紋。別的，假如母材的晶界上也存在著低熔點共晶和雜質(zhì)時，則在加熱溫度超出英熔點的熱影響區(qū)內(nèi)，這些低熔點共晶物將融化成液態(tài)間層，當(dāng)焊接拉應(yīng)力足夠大時，也會被拉開而形成熱影響區(qū)液化裂紋。熱裂紋都是沿奧氏體晶界開裂，呈鋸齒狀，因此，又稱晶間裂紋。多出此刻焊縫中間，特別是弧坑處，多半在焊縫柱狀晶的會集處，即焊縫凝結(jié)的最后地點，也是最簡單惹起低熔點共晶偏析的地點；少量出此刻熱影響區(qū)。焊縫中的縱向裂紋一般發(fā)生在焊道中心，與焊縫長度方向平行：橫向裂紋一般沿柱狀晶界發(fā)生，并與母材的晶界相連，與焊縫長度方向垂直。當(dāng)裂紋貫串表而與空氣相通時，斷口表而呈氧化色彩（如藍(lán)灰色等），有的焊縫表而的宏觀裂紋中充滿熔渣。（一）產(chǎn)生的原由選材方而：資猜中含硫過多產(chǎn)生“熱脆”；含銅過高猩"銅脆”：含磷過高產(chǎn)生“冷脆”。2.焊接工藝方面：銀基不銹鋼，焊接次序不妥或?qū)娱g溫度過高、熱輸入量過大、冷卻速度太慢：坡口形式不妥（焊縫形狀系數(shù)

"二

b/hW1

的窄深焊縫），單層單道焊時易產(chǎn)生焊縫中心

偏析裂紋：弧坑保護(hù)不好，因為偏析作用，易產(chǎn)生弧坑熱裂紋：多次返修會產(chǎn)生晶格缺點齊集，形成多邊化熱裂紋。（二）預(yù)防方法因為熱裂紋的產(chǎn)生與應(yīng)力的要素相關(guān),因此防備方法也要從選材和焊接工藝兩個方而著手。選材方而（1）限制鋼材和焊材中，易產(chǎn)生偏析的元素和有害雜質(zhì)的含量，特別是S、P、C的含量，因為它們不單形成低熔點共晶，并且還促使偏析。CWO.10%熱裂紋敏感性可大大降低。必需時對資料進(jìn)行化學(xué)剖析、低倍查驗（如硫印等）。（2）調(diào)理焊縫金屬的化學(xué)成分，改良組織、細(xì)化晶粒，提升塑性，改變有害雜質(zhì)形態(tài)和分布，減少偏析，如采納奧氏、有46胡勺鐵素體的雙相組織。（3）提髙焊條和焊劑的堿度，以減低焊縫中雜質(zhì)的含疑，改良偏析程度。關(guān)注微信號：慧寧焊割更多出色資訊等著你！焊縫工藝方面（1）選擇合理的坡口形式，焊縫成型系數(shù)巾=b/h>l,防止窄而深的“梨形”焊縫，防備柱狀卦諭傅樂行幕岷希產(chǎn)生中心偏析形成脆斷面；采納多層多道焊，打亂偏析齊集。值得注意的是，焊接電流過大也會形成“梨形”焊縫。（2）控制焊接規(guī)范：a.采納較小（適合）的焊接線能量，關(guān)于奧氏體（鐮基）不銹鋼應(yīng)盡量采納小的焊接線能量（不預(yù)熱、不搖動或少搖動、迅速焊、小電流）、嚴(yán)格掌握層間溫度，以縮短焊縫金屬在髙溫區(qū)的逗留時間；b.注意收弧時的保護(hù)，收弧要慢并填滿弧坑，防備弧坑偏析產(chǎn)生熱裂紋：c.盡量防止多次返修，防備晶格缺點齊集產(chǎn)生多邊化熱裂紋：d.采納描施盡量降低接頭應(yīng)力，防止應(yīng)力集中，并減諭阜旄澆的剛度，妥當(dāng)安排焊接序次，盡量使大多半焊縫在較小的剛度下焊接，使其有縮短的余地。四、再熱裂紋再熱裂紋是指一些含有帆、輅、鋁、硼等合金元素的低合金髙強(qiáng)度鋼、耐熱鋼的焊接接頭，在加熱過程冢匸繩除應(yīng)力退火、多層多道焊及髙溫工作等），發(fā)生在熱影響區(qū)的粗晶區(qū),沿原奧氏體晶界開裂的裂紋，也有稱其為除去應(yīng)力退火裂紋（SR裂紋）。再熱裂紋發(fā)源于焊縫熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，擁有晶界斷裂特點，裂紋大部分發(fā)生在應(yīng)力集中的部位。預(yù)防舉措1.選材時應(yīng)注意能惹起積淀析出的碳化物形成元素，特別是V的含量。一定采納高V鋼材時,焊接及熱辦理時要特別加以注意。2.熱辦理時避開再熱敏感區(qū)，可減少再