焊接裂紋的處理二

第五章

焊接裂紋1第一節(jié) 概述第二節(jié) 焊接熱裂紋第三節(jié) 焊接冷裂紋第四節(jié) 再熱裂紋第五節(jié) 層狀撕裂第六節(jié) 應(yīng)力腐蝕裂紋第七節(jié) 焊接裂紋綜合分析和判斷第五章焊接裂紋2重點(diǎn)內(nèi)容1、裂紋的分類用一般特征2、結(jié)晶裂紋的形成機(jī)理、影響因素，及其防冶措施3、焊接冷裂紋的形成機(jī)理，4、應(yīng)力腐蝕裂紋形成機(jī)理５、層狀撕裂產(chǎn)生原因及防止、６焊接裂紋綜合分析及判斷，各種裂紋斷口形貌特征。3§5-1 概述

一、危害性

焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋輕者需要返修，浪費(fèi)人力、物力、時(shí)間，重者造成焊接結(jié)構(gòu)報(bào)廢，無法修補(bǔ)。更嚴(yán)重者造成事故、人身傷亡。如1969年有一艘5萬噸的礦石運(yùn)輸船在太平洋上航行時(shí)，斷裂成兩段而沉沒，在壓力容器破壞事故中，有很多都是由于焊接裂紋造成。因此，解決研究焊接裂紋已成為當(dāng)前主要課題。4二、種類各種不同類型的裂紋①焊縫中縱向裂紋②焊縫上橫向裂紋③熱影響區(qū)縱向裂紋④熱影響區(qū)橫向裂紋⑤火口（弧坑）裂紋⑥焊道下裂紋⑦焊縫內(nèi)部晶間裂紋⑧焊趾裂紋⑨熱影響區(qū)焊縫貫穿裂紋⑩焊縫根部裂紋56

分類:

1、按裂紋分布的走向分

縱向裂紋2、

按裂紋發(fā)生部位分

①橫向裂紋②縱向裂紋③星形（弧形裂紋）①焊縫金屬中裂紋②熱影響區(qū)中裂紋③焊縫熱影響區(qū)貫穿裂紋73、按產(chǎn)生本質(zhì)分類1）、熱裂紋（高溫裂紋）產(chǎn)生：熱裂紋(高溫裂紋)高溫下產(chǎn)生存在部位：焊縫為主,熱影響區(qū)特征：宏觀看,沿焊縫的軸向成縱向分布（連續(xù)或繼續(xù)）也可看到縫橫向裂紋，裂口均有較明顯的氧化色彩，表面無光澤，微觀看，沿晶粒邊界（包括亞晶界）分布，屬于沿晶斷裂性質(zhì)81)、熱裂紋分類

結(jié)晶裂紋：在凝固的過程--結(jié)晶過程中產(chǎn)生高溫液化裂紋：在高溫下產(chǎn)生,鋼材或多層焊的層間金屬含有低熔點(diǎn)化合物經(jīng)重新溶化，在收縮應(yīng)力作用下,沿奧氏體晶間發(fā)生開裂多邊化裂紋：產(chǎn)生溫度低于固相線溫度,存在晶格缺陷(位錯和空位),物理化學(xué)的不均勻性,在應(yīng)力作用下,缺陷聚集形成多邊化邊界,使強(qiáng)度塑性下降,沿多邊化邊界開裂,多發(fā)生純金屬或單相奧氏體合金焊縫。9HAZ液化裂紋晶間裂紋多邊化裂紋10112）、再熱裂紋（消除應(yīng)力處理裂紋）

由于重新加熱（熱處理）過程中產(chǎn)生稱再熱裂紋—消除應(yīng)力處理裂紋。12133）、冷裂紋產(chǎn)生溫度：溫度區(qū)間在+100℃～-75℃之間存在部位:多在熱影響區(qū),但也有發(fā)生在焊縫。特征（斷口）：宏觀斷口具有發(fā)亮的金屬光澤的脆性斷裂特征。微觀看：晶間斷裂，但也可穿晶（晶內(nèi)）斷裂，也可晶間和穿晶混合斷裂。14冷裂紋分類：延遲裂紋：特點(diǎn)不在焊后立即出現(xiàn)，有一段孕育期產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象稱延遲裂紋。淬硬脆化裂紋（淬火裂紋）：淬硬傾向大的組織易產(chǎn)生這種裂紋（與氫含量關(guān)系不大）。低塑性脆化裂紋：在比較低的溫度下，由于收縮應(yīng)變超過了材料本身的塑性儲備產(chǎn)生的裂紋稱低塑性脆化裂紋。15延遲裂紋164）、層狀撕裂：

由于軋制母材內(nèi)部存在有分層的夾雜物(特別是硫化物夾雜物）和焊接時(shí)產(chǎn)生的垂直軋制方向的應(yīng)力，使熱影響區(qū)附近地方產(chǎn)生呈“臺階”狀的層狀斷裂并有穿晶發(fā)展。

175）、應(yīng)力腐蝕裂紋：

金屬材料在某些特定介質(zhì)和拉應(yīng)力共同作用下所產(chǎn)生的延遲破裂現(xiàn)象，稱應(yīng)力腐蝕裂紋。18三、熱裂紋與冷裂紋的基本特點(diǎn)

裂紋

熱裂紋

冷裂紋

產(chǎn)生溫度

高溫下產(chǎn)生低溫下產(chǎn)生宏觀特征沿焊縫的軸向成縱向分布,也有橫向分布，裂口均有氧化色彩表面無光澤

斷口具有發(fā)亮的金屬光澤微觀特征沿晶粒邊界分布，屬于沿晶斷裂性質(zhì)晶間斷裂，也有穿晶內(nèi)斷裂，也有晶間和穿晶混合斷裂產(chǎn)生部位

焊縫、熱影響區(qū)熱影響區(qū)、焊縫本節(jié)結(jié)束19§5-2焊接熱裂紋

一、結(jié)晶裂紋

1、

產(chǎn)生機(jī)理

1）產(chǎn)生部位：結(jié)晶裂紋大部分都沿焊縫樹枝狀結(jié)晶的交界處發(fā)生和發(fā)展的，常見沿焊縫中心長度方向開裂即縱向裂紋，有時(shí)焊縫內(nèi)部兩個(gè)樹枝狀晶體之間。對于低碳鋼、奧氏體不銹鋼、鋁合金、結(jié)晶裂紋主要發(fā)生在焊縫上某些高強(qiáng)鋼，含雜質(zhì)較多的鋼種，除發(fā)生在焊縫之處，還出現(xiàn)在近縫區(qū)上。20結(jié)晶裂紋2122232425262）三、熔三池各三階段三產(chǎn)生三結(jié)晶三裂紋三的傾三向在焊三縫金三屬凝三固結(jié)三晶的三后期三，低三熔點(diǎn)三共晶三物被三排擠三在晶三界，三形成三一種三所謂三的“液三態(tài)薄三膜”，在三焊接三拉應(yīng)三力作三用下三，就三可能三在這三薄弱三地帶三開裂三，產(chǎn)三生結(jié)三晶裂三紋。產(chǎn)生三結(jié)晶三裂紋三原因三：①液三態(tài)薄三膜②拉三伸應(yīng)三力液態(tài)三薄膜三—根本三原因拉伸三應(yīng)力三—必要三條件27②固三液階三段：這一三區(qū)也三稱為三“脆三性溫三度區(qū)三”即三圖上三a、三b之三間的三溫度三范圍③固三相階三段：也叫三完全三凝固三階段以低三碳鋼三焊接三為例三可把三熔池三的結(jié)三晶分三為以三下三三個(gè)階三段①液三固階三段：三（1三區(qū)）Tb—稱三為脆三性溫三度區(qū)三，在三比區(qū)三間易三產(chǎn)生三結(jié)晶三裂紋三，雜三質(zhì)較三少的三金屬三,三Tb小產(chǎn)三生裂三紋的三可能三性也三小，三雜質(zhì)三多的三金屬三Tb大，三產(chǎn)生三裂紋三的傾三向也三大28293）三產(chǎn)生三結(jié)晶三裂紋三的條三件在ＴＢ焊縫三的塑三性用三P表三示,當(dāng)在三某一三瞬時(shí)三溫度時(shí)有三一個(gè)三最小三的塑性值三（Pmi三n)（出三現(xiàn)液三態(tài)薄三膜時(shí)三）受拉三伸應(yīng)三力所三產(chǎn)生三的變?nèi)斡胑三表示三，也三是溫三度的三函數(shù)三.30在脆三性溫三度區(qū)三焊縫三所承三受的三拉伸三應(yīng)力三所產(chǎn)三生的三變形三大于三焊縫三金屬三所具三有的三塑性三時(shí)產(chǎn)三生裂三紋即高溫三階段三晶間三塑性三變形三能力三不足三以承三受當(dāng)三時(shí)所三發(fā)生三塑性三應(yīng)變?nèi)俊．a(chǎn)生三裂紋三的條三件31②脆三性溫三度區(qū)三（TB）內(nèi)三金屬三的塑三性，三TB內(nèi)金三屬的三塑性三越小三，越三易產(chǎn)三生結(jié)三晶裂三紋。結(jié)論三：①脆三性溫三度區(qū)三間大三小,三TB大，三拉應(yīng)三力作三用時(shí)三間長三，產(chǎn)三生裂三紋可三能性三大，三決定三于焊三縫化三學(xué)成三分，三雜質(zhì)三性質(zhì)三與分三布，三晶粒三大小三。③TB內(nèi)隨三溫度三降低三變形三的增三長率三（拉三伸應(yīng)三力的三增長三率）三,臨三應(yīng)變?nèi)蔆三ST三越大三,則三表示三材料三的熱三裂紋三敏感三性越三小,三越不三易產(chǎn)三生裂三紋。322、三焊接三結(jié)晶三裂紋三的影三響因三素1）三、冶三金因三素①結(jié)三晶溫三度區(qū)三間：合金三狀態(tài)三圖脆三性溫三度區(qū)的三大小三隨著三該合三金的整三個(gè)結(jié)三晶溫三度區(qū)三間的增三加而三增加33②合三金元三素a)三、S三、Pi)三S、三P增三加結(jié)三晶溫三度區(qū)三間,三脆性三溫度三區(qū)間三TB↑裂三紋↑ii三)S三、P三產(chǎn)生三低溫三共晶三,使三結(jié)晶三過程三中極三易形三成液態(tài)三薄膜三,因三而顯三著增三大裂三紋傾三向ii三i)三P、三S引三起成三分偏三析.三P、三S偏三析系三數(shù)K三越大三,偏三析的三程度三越嚴(yán)三重.三偏析三可能三在鋼三的局三部地三方形三成低三熔點(diǎn)三共晶三產(chǎn)生三裂紋三。34b)三、Ci)三、C<三0.三1%三C↑結(jié)三晶溫三度區(qū)三間↑三,裂三紋↑三ii三)、C>三0.三16三%三M三n/三S↑無效三,加三劇P三有害三作用三裂三↑三i三ii三)、C三>0三.5三1%初生三相三初生三相S、三P在小三相中三溶解三度低三，析三出S三、P三集富三在晶三界上三，裂三紋↑Mn具有三脫S作用三其中三Mn三熔點(diǎn)三高，三早期三結(jié)晶三星球三狀分三布，三抗裂三↑含碳三量C三<0三.0三16三%三S三↑裂三↑但三加入三Mn三↑裂三↓含碳三量C三>0三.0三16三%三P三對形三成結(jié)三晶裂三紋的三作用三超三過了三S，三Mn三↑無三意義c)、M三n注意三：35d)三、Si硅是三相三形成三元素三，利三于消三除結(jié)三晶裂三紋三,三相中三S、三P溶三解度三大緣三故，三Si三>0三.4三%三易形三成低三熔點(diǎn)三的硅三酸鹽三夾雜三使裂三↑對硫三的親三合力三大，三形成三高熔三點(diǎn)的三硫化三物，三消除三結(jié)晶三裂紋三有良三好的三作用三。e)三、Ti、鋯三（Zｒ）和三稀土三元素36焊縫成分CSＰＭnSiCrNiAo0.100.0370.0170.940.540.200.87A１0.090.0150.0141.250.440.190.83注：三A１三焊縫三中加三入輕三稀土三１％焊縫三成分三分析例如三：強(qiáng)三度為三60三0M三Pa三焊條三研究37圖2三焊縫三沖擊三斷口三掃描三形貌焊縫三沖擊三斷口三SE三M形三貌(a三)、三(b三)、三(c三)三未三加入三稀土三(d三)、三(e三)、三(f三)三加三入2三%稀三土38焊縫三金屬三金相三組織a、三未加三入稀三土三b三、加三入2三%稀三土39f)三、OO↑三降低三S的三有害三作用三，氧三、硫三、鐵三能形三成F三e-三Fe三S-三Fe三O三三元共三晶，三使F三eS三由薄三膜變?nèi)汕蛉隣?，三裂↓日本三JW三S臨三界應(yīng)三變增三長率三CS三TCS三T=三(-三19三.2三C-三97三.2三S-三0.三8C三u-三1.三0N三i+3.三9M三n+三65三.7三Nb三-6三18三.5三B+三7.三0)三*1三0-4當(dāng)三時(shí)，三可以三防止三裂紋熱裂三敏感三系數(shù)三HC三S公三式當(dāng)H三CS三<4三時(shí)，三可以三防止三裂紋40③凝三固時(shí)三界面三張力雜質(zhì)三的低三熔點(diǎn)三共晶三所造三成的液態(tài)三薄膜是產(chǎn)三生結(jié)三晶裂三紋的三重要三因素三，若三將晶三界的三液態(tài)三薄膜三改變?nèi)秊榍驙钊男稳龖B(tài)，三抗裂三性↑41—固三體晶三粒與三殘液三之間三的表三面張三力—固三體晶三粒之三間的三表面三張力—固三相與三液相三的接三觸角當(dāng)三越小三越小=0三.5=0三殘三液在三固體三晶粒三以薄三膜存三在裂三↑=1三80三°殘三液以三球狀三形態(tài)三分布三裂↓/固相三晶粒三之間三和固三液之三間表三面張三力的三平衡三關(guān)系三為42④一三次結(jié)三晶組三織形三態(tài)及三組織三對結(jié)三晶裂三紋的三影響晶粒三大小三：晶三粒粗三大裂三紋的三傾向三↑初生三相：三相裂三↑三裂三↓線膨三脹系三數(shù)小三于三，相變?nèi)龖?yīng)力三↓裂三↓432)三、力三的因三素在焊三接時(shí)三脆性三溫度三區(qū)內(nèi)三金屬三的強(qiáng)三度要三小在三脆性三溫度三區(qū)內(nèi)三金屬三所承三受的三拉伸三應(yīng)力三。產(chǎn)生三結(jié)晶三裂紋三的充三分條三件?！谌嘈匀郎囟热齾^(qū)內(nèi)三金屬三的強(qiáng)三度—在三脆性三溫度三內(nèi)金三屬所三承受三的拉三伸應(yīng)三力金屬三的強(qiáng)三度決定三于—晶三內(nèi)強(qiáng)三度—晶間三強(qiáng)度44T↑三↓T>三時(shí)三，三>三發(fā)生三斷裂三晶間三斷裂T→三=—稱三金屬三的等三強(qiáng)溫三度若焊三縫所三受拉三伸應(yīng)三力為三隨溫三度變?nèi)既K不三超過三，三則不三會產(chǎn)三生結(jié)三晶裂三紋三<若焊三縫的三拉伸三應(yīng)力三為三，三>三產(chǎn)三生結(jié)三晶裂三紋↓產(chǎn)生三結(jié)晶三裂紋三的條三件是三冶金三因素三和力三共同三作三用，三二者三缺一三不可453、三防止三結(jié)晶三裂紋三的措三施1）三、冶三金方三面①控三制焊三縫中三有害三雜質(zhì)三的含三量，限制三S、三P、三C含三量焊絲三C<三0.三12三%三(低三碳鋼三)焊接三高合三金鋼三，焊三絲超三低碳三焊絲②改三善焊三縫的三一次三結(jié)晶細(xì)化三晶粒三，加三入Mo三、V三、T三i、三Nb三、Z三r、三Al462)三、工三藝方三面（三減少三拉應(yīng)三力）應(yīng)變?nèi)嗜?三E三↑、三↑應(yīng)三變率三↓接頭三預(yù)熱三型式三適三當(dāng)增三加線三能量三（q三/v三）接三頭型三式合三理妥善三安排三焊接三次序三焊次三序47四、三近縫三區(qū)液三化裂三紋1、三產(chǎn)生三部位三及材三料通常三產(chǎn)生三在母三材的三熱影三響區(qū)三的粗三晶區(qū)三，也三可產(chǎn)三生在三多層三焊縫三的焊三層之三間液三化裂三紋屬三于晶三間開三裂性三質(zhì)，三裂紋三斷口三呈典三型的三晶間三開裂三特征三。2、三產(chǎn)生三原因1）三、近三縫區(qū)三晶界三處存三在低三熔點(diǎn)三雜質(zhì)2）三、近三縫區(qū)三存在三晶間三液膜三(低三熔點(diǎn)三共晶三體)48液化三裂紋493、三影響三因素1）三、化三學(xué)成三分2）三、工三藝因三素4、三防止三措施1）三、控三制S三、P三等雜三質(zhì)含三量如采三用電三渣精三煉的三方法三，去三除合三金中三的雜三質(zhì)。2）三、焊三接工三藝上三，采三用小三線能三量，三避免三近縫三區(qū)晶三粒粗三化50五、三多邊三化裂三紋1、三形成三條件三（形三成機(jī)三理）多邊三化現(xiàn)三象，三焊縫三金屬三中存三在很三多高三密度三的位三錯在三高溫三和應(yīng)三力的三共同三作用三下，三位錯三極易三運(yùn)動三，在三不同三平面三上運(yùn)三動的三刃型三位錯三遇到三障礙三時(shí)可三能發(fā)三生攀三移，三由原三來的三水平三組合三變成三后來三的垂三直組三合，三即形三成“三位錯三壁”三就是三多邊三化現(xiàn)三象。512、三特點(diǎn)1）三、發(fā)三生部三位與三材料發(fā)生三在焊三縫中三，常三見于三單相三奧氏三鋼或三純金三屬的三焊縫三金屬裂紋三走向三：以三任意三方向三貫穿三樹枝三狀結(jié)三晶2）三、常三常伴三隨有三再結(jié)三晶晶三粒出三現(xiàn)在三裂紋三附近三，多三邊化三裂紋三總是三遲于三再結(jié)三晶3）三、裂三紋多三發(fā)生三在重三復(fù)受三熱金三屬中三（多三層焊三）4）三、斷三口呈三現(xiàn)出三高溫三低塑三性斷三裂523、三影響三因素形成多邊化過程所需時(shí)間：t－完成多邊化過程所需時(shí)間 －常數(shù)u－多邊化過程的激活能，決定于合金成分和應(yīng)力狀態(tài)R－氣體常數(shù)（8.4J/mol﹒k）T－溫度（K）從公式中可以看出，完成多邊化過程所需時(shí)間與H、T有關(guān)531）三合金三成分三的影三響在焊三縫中三加入三一些三提高三多邊三化過三程激三活能三的元三素，三可有三效阻三止多三邊化三過程2）三應(yīng)力三狀態(tài)三的影三響有應(yīng)三力存三在，三使多三邊化三過程三加速3）三溫度三的影三響在形三成多三邊化三過程三的溫三度越三高時(shí)三間越三短本節(jié)三結(jié)束54§5三-3三焊三接冷三裂紋1.三產(chǎn)生三溫度三:Ms三點(diǎn)附三近或三20三0～三30三0℃三以下三溫度三區(qū)間2.三產(chǎn)生三的鋼三種和三部位三:發(fā)生三在高三碳鋼三、中三碳鋼三、低三合金三、中三合金三高強(qiáng)三鋼，三熱影三響區(qū)三合金三元素三多的三超高三強(qiáng)鋼三、T三i合三金發(fā)三生在三焊縫3.三裂紋三的走三向：沿晶三、穿三晶4.三產(chǎn)生三時(shí)間三:可焊三后立三即出三現(xiàn)，三也有三的幾三小時(shí)三，幾三天或三更長三時(shí)間一、三冷裂三紋的三一般三特征55二、三冷裂三紋種三類延遲三裂紋三是冷三裂紋三中一三種最三普遍三的形三態(tài)，三它不三是焊三后出三現(xiàn)，三因此三危害三性更三大延遲三裂紋三三種三形態(tài)：1）三、焊三趾裂三紋—三縫邊三裂紋2）三、焊三道下三裂紋3）三、根三部裂三紋56三、三延遲三裂紋三的機(jī)三理高強(qiáng)三鋼焊三接時(shí)三產(chǎn)生三延遲三裂紋三的原三因主三要是三：鋼三種的三淬硬三傾向三；焊三接接三頭的三含氫三量及三其分三布，三焊接三接頭三的拘三束應(yīng)三力。三延遲三裂紋三的開三裂過三程存三在這三兩個(gè)三不同三的過三程，三即裂三紋的三起源三和裂三紋的三擴(kuò)展三，擴(kuò)三展到三一定三情況三下，三發(fā)生三斷裂三，我三們只三從宏三觀的三角度三闡述三一下三產(chǎn)生三延遲三裂紋三的三三要素三。57F+三PAMA裂58591、三鋼種三的淬三硬傾三向焊接三接頭三的淬三硬傾三向主三要決三定于三鋼種三的化三學(xué)成三分，三其次三是焊三接工三藝，三結(jié)構(gòu)三板厚三及冷三卻條三件。三鋼種三淬硬三傾向三越大三，越三容易三產(chǎn)生三裂紋三，其三原因三為三：1）三、形三成脆三硬的三馬氏三體2）三、淬三硬產(chǎn)三生晶三格的三缺陷602、三氫的三作用氫是三引起三高強(qiáng)三鋼焊三接時(shí)三產(chǎn)生三延遲三裂紋三的重三要因三素之三一,三氫具三有延三遲作三用,三由氫三引起三的延三遲裂三紋稱三為氫三致裂三紋也三稱氫三誘發(fā)三裂紋三.氫三致裂三紋H三yd三ro三go三un三da三cp三d三Cr三ac三k1）三、氫三在焊三縫金屬中的三溶解三與擴(kuò)三散2）三、金三屬組三織對三氫的三擴(kuò)散三影響3）三、熱三影響三區(qū)氫三致裂三紋產(chǎn)三生三氫在三致裂三過程三中三動態(tài)三行為4）三、氫三致裂三紋開三裂機(jī)三理61殘余三擴(kuò)散三氫HR1三00H0------凝固時(shí)焊縫的初始含氫量（ml/100g)hw-----焊縫的平均厚度（mm）M-----氫的熱擴(kuò)散因子（mm2）日本天津大學(xué)62氫致三裂紋三目前三有幾三種說三法①氫三的應(yīng)三力擴(kuò)三散理三論②空三穴氫三壓脆三化說③氫三吸附三脆化三說63裂縫三頂端三向三應(yīng)力三區(qū)HHHHHHH擴(kuò)散三氫裂紋三擴(kuò)展H2HHHHHHH新的三三向三應(yīng)力三區(qū)氫致三裂紋三擴(kuò)展三過程64653、三焊接三接頭三的拘三束應(yīng)三力1）三、焊三接接三頭的三拘束三應(yīng)力a、三熱應(yīng)三力與三母材三焊條三金屬三的熱三物理三性質(zhì)三及剛?cè)扔腥P(guān)b、三組織三應(yīng)力三—相三變、三組織三比容三不同三而產(chǎn)三生c、三附加三應(yīng)力三—結(jié)三構(gòu)自三身拘三束條三件所三造成三的應(yīng)三力包三括結(jié)三構(gòu)的三形式三、焊三縫位三置、三施焊三的順三序66定義三：相三當(dāng)于三為使三焊接三接頭三根部三間隙三彈性三位移三單位三長度三時(shí)，三單位三長度三焊縫三所受三的力三的大三小。三即定三義為三拘束三度。三符號三：R2）三、拘三束度三：表示三母材三對反三作用三力的三剛度67公式：

E—母材金屬的彈性模量 —板厚 l—焊縫長度 L—拘束距離

m為三拘束三應(yīng)力三轉(zhuǎn)換三系數(shù)683）三、產(chǎn)三生裂三紋的三臨界三拘束三應(yīng)力臨界三拘束三應(yīng)力三：開三始產(chǎn)三生裂三紋時(shí)三的拘三束應(yīng)三力日本IL委員會插銷式裂紋試驗(yàn)所確定的 =(86.3-211Pcm-28.21log[[H]+1]+2.73+800- 500+9.7× )×9.8 —稱為合金元素的裂紋敏感系數(shù)（%）[H]—擴(kuò)散氫含量100mol/gt800～500—在接條件下，熔合區(qū)附近1350℃冷卻到800～500℃的冷卻時(shí)（S）t100—從熔合區(qū)附近1350℃～100℃實(shí)際冷卻時(shí)間69 —合金元素的裂紋敏感指數(shù)（反映了淬硬傾向）四、三影響三因素三及防三止措三施1)三、鋼三種化三學(xué)成三分的三影響1、三影響三因素冷裂三紋判三據(jù)三應(yīng)用三于、三—裂三紋敏三感指三數(shù)上述三公式三是經(jīng)三驗(yàn)式三,有三一定三的使三用范三圍適三用范三圍可三參考70對接三接頭三<三50三mm三拘束三度與三板厚三的關(guān)三系R≦三K1R=三K1長焊三縫K1=4三00三定位三短焊三縫K1=7三00K1板厚三拘束三系數(shù)點(diǎn)固三焊的三短焊三縫和三斜Y三型坡三口裂三紋試三驗(yàn)K1=7三0三R≦三70低合三金高三強(qiáng)鋼三冷裂三紋敏三感性三判據(jù)三條件當(dāng)三>三50三0℃三R三=7三1K1[a三rc三tg三(0三.0三17三)三－(三/三40三0)2不產(chǎn)三生裂三紋,三R三>三產(chǎn)三生裂三紋—不三產(chǎn)生三裂紋三的臨三界拘三束度三（通三過實(shí)三驗(yàn)方三法測三）R可三通過三計(jì)算三或?qū)嵢郎y求三得三只適三用單三向拉三伸2）三、拘三束應(yīng)三力的三影響71對于三三維三彈三塑性三有限三元計(jì)三算--拉板厚度（mm）Sinh---雙曲線正弦函數(shù)hw----試驗(yàn)焊縫厚度（mm）B----試板寬度，即拘束距離（mm）723)三、氫三的有三害影三響4)三、工三藝影三響①線能量②預(yù)熱溫度③焊后后熱④多層焊73綜合三上述三各影三響因三素，三提出三了預(yù)三測高三強(qiáng)鋼三焊接三接頭三延遲三裂紋三傾向三的判三據(jù)公三式。產(chǎn)生三裂紋—在三一定三焊接三條件三下，三第一三層焊三縫焊三后冷三卻到三10三0℃三剛剛?cè)怀鋈F(xiàn)裂三紋的三時(shí)間三—臨三界冷三卻時(shí)三間.—實(shí)三際焊三接條三件下三，熔三合區(qū)三附近三13三50三～1三00三℃的三冷卻三時(shí)間A.三n—三實(shí)驗(yàn)三常數(shù)—裂三紋敏三感系三數(shù)若三越高三，則三越大三，越三易產(chǎn)三生裂三紋742、三防止三措施1）、三冶金三措施①（三低碳三微量三多合三金）②[三H]三↓選三用低三氫焊三接材三料，三低氫三焊接三方法三如C三O2焊③控三制氫三的來三源，三烘干三焊條三消理三焊件三焊絲④加三入某三些合三金元三素，三提高三塑性⑤采三用奧三氏體三組織三的焊三條焊三接某三些淬三硬傾三向較三大的三低合三金高三強(qiáng)鋼三，避三免冷三裂紋752）三、工三藝措三施①選三擇合三適的三焊接三線能三量q三↑、三V冷↓、三t10三0↑減三少裂三但三有晶三粒粗三大現(xiàn)三象②預(yù)三熱三冷三卻速三度↓三[H三]外三逸③后三熱[三H]三↓消三氫處三理3三50三℃保三溫1三—2三小時(shí)三，使三氫外三逸對于三需要三較高三預(yù)熱三溫度三的中三碳鋼三，高三碳鋼三及中三碳調(diào)三質(zhì)高三強(qiáng)鋼三，如三果由三于形三狀復(fù)三雜或三需要三在結(jié)三構(gòu)內(nèi)三部施三焊等三因素三要避三免高三溫預(yù)三熱時(shí)三，采三用后三熱并三配合三低溫三的預(yù)三熱特三別見三效。763）三、拘三束應(yīng)三力①防三止焊三縫分三布密三集，三消除三應(yīng)力三集中三部位三如缺三口，三坡口三形狀三對稱三②三適當(dāng)三的預(yù)三熱、三后熱三、緩三冷本節(jié)三結(jié)束77§5三-4三再三熱裂三紋定義：焊后三再加三熱,三消除三應(yīng)力三退火三,高三溫工三作時(shí)三50三0—三60三0℃三過程三中產(chǎn)三生裂三紋稱三再熱三裂紋三。一、再熱裂紋的特征

1、熱裂紋產(chǎn)生部位：近縫區(qū)的粗晶區(qū)，止裂于細(xì)晶區(qū)，沿晶間開裂，裂紋大部分晶間斷裂，沿熔合線方向在奧氏體粗晶粒邊界發(fā)展78再熱三裂紋792、敏感三的溫三度范三圍:一般三在5三00三～7三00三℃低三于5三00三或高三于7三00三℃,三再加三熱不三易出三現(xiàn)再三熱裂三紋3、三有大三量的三內(nèi)應(yīng)三力存三在，三及應(yīng)三集中三:在大三拘束三度的三厚件三或應(yīng)三力集三中部三位易三產(chǎn)生三再熱三裂紋4、三易產(chǎn)三生在三具有三沉淀三強(qiáng)化三作用三的鋼三材中三:晶界三滑動三→微三裂→三擴(kuò)展三→裂三紋80二、三產(chǎn)生三機(jī)理1、三一般三條件三e三>三ec產(chǎn)生三裂紋e—三產(chǎn)生三裂紋三的晶三界微三觀局三部的三實(shí)際三塑性三變形三量ec：產(chǎn)三生裂三紋的三晶界三微觀三局部三的最三大塑三性形三變能三力e實(shí)三際塑三性應(yīng)三變：三接頭三的殘三余應(yīng)三力經(jīng)三再加三熱產(chǎn)三生應(yīng)三力松三馳而三引起三，與三接頭三的拘三束度三殘余三應(yīng)力三，應(yīng)三力集三中有三關(guān)。812、三再熱三裂紋三產(chǎn)生三機(jī)理1）三、晶三界雜三質(zhì)析三集弱三化說①晶三界析三集P三、S三、②硼三化物三沿晶三析集如果三產(chǎn)生三再熱三裂紋三的塑三性變?nèi)瘟咳秊閑三c，三可以三下式三表示三:822）三、二三次沉三淀理三論晶三內(nèi)沉三淀強(qiáng)三化①具三有沉三淀強(qiáng)三化的三元素②焊三接高三溫時(shí)三過a三熱區(qū)三合金三元素三全部三溶入三A中三，A三長大三.③焊三后冷三卻速三度快三，合三金元三素以三過飽三和形三式溶三入在三F中三，滲三碳體三，一三般出三現(xiàn)在三位錯三、空三位、三缺陷三等處三。④焊三后再三加熱三時(shí)（三50三0-三-7三00三℃）833）三、高三溫蠕三變理三論蠕變?nèi)x三：金屬三在長三時(shí)間三的恒三溫、三恒應(yīng)三力作三用下三，即三使應(yīng)三力小三于屈三服強(qiáng)三度，三也會三緩慢三地產(chǎn)三生塑三性變?nèi)蔚娜F(xiàn)象三稱為三蠕變?nèi)?。特征三：①材三料?nèi)三的應(yīng)三力小三于材三料的三屈服三應(yīng)力②與三溫度三有關(guān)三T蠕三變速三度③溫三度升三高持三久強(qiáng)三度下三降④高三溫下三，晶三界強(qiáng)三度低三于晶三內(nèi)強(qiáng)三度841.三楔形三開裂應(yīng)力臨界應(yīng)力：2.空位聚集而產(chǎn)生的“空位開裂”最小能量85低合三金鋼三產(chǎn)生三再熱三裂紋三臨界三應(yīng)力三關(guān)系三式產(chǎn)生再熱裂紋臨界應(yīng)力(N/mm2)如結(jié)構(gòu)實(shí)際拘束應(yīng)力為 時(shí)，則8687三三、影三響因三素1.三化學(xué)三成分三對再三熱裂三紋的三影響2．三晶粒三度對三再熱三裂紋三的影三響3．三焊接三接頭三不同三部位三和不三同組三織對三再熱三裂紋三的影三響(一三)三、冶三金因三素88(二三)三工三藝措三施1、三預(yù)熱三及后三熱預(yù)熱三裂2三00三～4三50三℃，三后熱三可降三低預(yù)三熱溫三度2、三線能三量的三作用E適三當(dāng)增三加，三減少三過熱三區(qū)硬三度，三裂紋三減小3、三低強(qiáng)三焊縫三應(yīng)用減少三近縫三區(qū)塑三變的三集中三程度三，有三利于三降低三再熱三裂紋三產(chǎn)生三傾向4、降低三殘余三應(yīng)力三和避三免應(yīng)三力集三中本節(jié)三結(jié)束89§5三-5三層三狀撕三裂1、三產(chǎn)生三的部三位和三形狀宏觀三形狀：在外三觀上三具有三階梯三狀的三形式三，由三基本三上平三行于三軋制三方向三表面三的平三臺與三大體三上垂三直于三平臺三的剪三切壁三所組三成。微觀三形狀三：掃描三電鏡三觀察三低倍三下：三斷口三表面三呈典三型的三木紋三狀，三是層三層平三臺在三不同三高度三分布三的結(jié)三果部位三：母材三或熱三影響三區(qū)一、三特征三及危三害性902、三產(chǎn)生三在厚三板結(jié)三構(gòu)中十字三接頭三,丁三字接三頭,三角接三頭，三平臺三局部三地區(qū)三有硅三酸鹽三或氧三化物三夾雜三物91種類依產(chǎn)三生部三位分三:第一三類是在三焊接三熱影三響區(qū)三焊趾三或焊三根三冷裂三紋誘三發(fā)而三形成三層狀三措裂三；第二三類熱影三響區(qū)三沿夾三雜開三裂；第三三類遠(yuǎn)離三熱影三響區(qū)三母材三中沿三夾雜三開裂三Mn三S片三狀夾三雜較三多。92二、三形成三機(jī)理三及影三響因三素(一三)、三層狀三撕裂三的形三成過三程1、三厚板三結(jié)構(gòu)三中焊三接時(shí)三剛性三拘束三條件三下，三產(chǎn)生三較大三的Z向應(yīng)三力和三應(yīng)變?nèi)?dāng)三應(yīng)變?nèi)_(dá)到三超過三材料三的形三變能三力之三后，三夾雜三物與三金屬三基體三之間三弱結(jié)三合面三發(fā)生三脫離三，形三成顯三微裂三紋，三裂紋三尖端三的缺三口效三應(yīng)造三成應(yīng)三力、三應(yīng)變?nèi)募?，三迫使三裂紋三沿自三身所三處的三平面三擴(kuò)展三，把三同一三平面三而相三鄰的三一群三夾雜三物連三成一三平，三形成三所謂三的“三平面三”。932、三與此三同時(shí)三相鄰三近的三兩個(gè)三平臺三之間三的裂三紋尖三端處三，在三應(yīng)力三應(yīng)變?nèi)绊懭略谌羟腥龖?yīng)力三作用三下發(fā)三生剪三切斷三裂，三形成三“剪三切壁三“，三這些三平臺三和剪三切壁三在一三起，三構(gòu)成三層狀三撕裂三所持三有的三階梯三形狀。94(二三)、三影響三因素1、三非金三屬夾三雜物三的種三類2、三焊接Z向應(yīng)三力3、三母材三性能①熱三影響三區(qū)產(chǎn)三生淬三硬組三織、三塑性三下降三;②加三熱1三50三～3三50三℃出三現(xiàn)應(yīng)三變時(shí)三效，三塑性三、韌三性下三降4、三氫的三作用三氫集三聚發(fā)三生在三夾雜三物和三基體三界面三上的三氫脆三引起三層狀三撕裂95四、三防止三措施(一三)選三擇母三材1三精煉三鋼三2三、控三制夾三雜物冶煉三降低三雜質(zhì)三，脫三S加三Ti三、Z三r或三稀土三元三素，三促使三夾雜三物破三碎、三球化三(成三本高三)(二三)設(shè)三計(jì)和三工藝三措施1、三改變?nèi)宇^三形式三、降三低焊三接應(yīng)三力2、三應(yīng)盡三量避三免單三側(cè)焊三縫等三;3、三應(yīng)盡三量避三免承三載焊三縫4、三預(yù)熱三及后三熱5、三加軟三焊道96接頭三形式三在受三力最三小時(shí)三即可三防止三層狀三撕裂三，通三過開三坡口三來減三輕鋼三板Z三向受三承受三的應(yīng)三力和三應(yīng)變?nèi)１竟?jié)三結(jié)束97§5三-6三應(yīng)三力腐三蝕撕三裂(三SC三C)應(yīng)力三腐蝕三裂紋：金三屬材三料在三某些三特定三介質(zhì)三和拉三應(yīng)力三共同三作用三下所三產(chǎn)生三的延三遲破三裂現(xiàn)三象稱三應(yīng)力三腐蝕三裂紋三。應(yīng)力三腐蝕三裂紋三已成三為工三業(yè)中三特點(diǎn)三是石三油工三業(yè)中三最突三出的三問題三，日三本1三96三5～三19三75三十年三間化三工設(shè)三備破三壞事三故統(tǒng)三計(jì)有三50三%屬三于應(yīng)三力腐三蝕開三裂，三應(yīng)力三腐蝕三裂紋三造成三危害三極大三。98一、三應(yīng)力三腐蝕三裂紋三特征1、三形貌三：外觀三：無三明顯三的均三勻腐三蝕痕三跡，三呈龜三裂形三式斷三斷續(xù)三續(xù)。從橫三斷面三來看三：猶三如枯三干的三樹木三的根三須，三由表三面向三縱深三方向三往里三發(fā)展三，裂三口深三寬比三大，三細(xì)長三而帶三有分三支是三其典三型的三特點(diǎn)三。從斷三口來三看：三仍保三持金三屬光三澤為三典型三脆性三斷口99應(yīng)力三腐蝕三裂紋10三02、材三質(zhì)與三介質(zhì)三的匹三配純金三屬不三產(chǎn)生三應(yīng)力三腐蝕三裂紋三，凡三是合三金即三使含三有微三量元三素的三合金三，在三特定三的腐三蝕環(huán)三境中三都有三一定三的應(yīng)三力腐三蝕開三裂傾三向。三但并三不是三說，三任何三合金三在任三何介三質(zhì)中三都產(chǎn)三生應(yīng)三力腐三蝕開三裂，三一定三的材三料只三在某三一定三的腐三蝕環(huán)三境中三才產(chǎn)三生應(yīng)三力腐三蝕裂三紋。應(yīng)力三腐蝕三開裂三溫度三:易三產(chǎn)生三在1三00三～3三00三℃之三間10三13、應(yīng)三力腐三蝕開三裂的三臨界三應(yīng)力拉應(yīng)三力的三存在三是產(chǎn)三生應(yīng)三力腐三蝕開三裂的三先決三條件三之一三，造三成應(yīng)三力腐三蝕開三裂的三應(yīng)力三主要三是殘三余應(yīng)三力。臨界應(yīng)力—引起應(yīng)力腐蝕裂紋開裂的臨界應(yīng)力，與腐蝕介質(zhì)，金屬材料的強(qiáng)度級別有關(guān)。

10三2二、三應(yīng)力三腐蝕三裂紋三的形三成條三件形成三機(jī)理（一三）、三電化三學(xué)應(yīng)三力裂三機(jī)理從電三化學(xué)三考慮三，把三應(yīng)力三腐蝕三裂紋三分為三兩大三類一類三為應(yīng)三力陽三極溶三解開三裂簡記三AP三C另一三類應(yīng)三力陰三極氫三脆開三裂簡記三HE三C形成三三要三素：1）三材三質(zhì)三2三)三腐蝕三介質(zhì)三3三)三臨界三拉應(yīng)三力10三3HE三C和三AP三C應(yīng)三力腐三蝕過三程10三4（二三）、三機(jī)械三破裂三應(yīng)力三腐蝕三開裂三機(jī)理1）三、孕三育期應(yīng)力三作用三下將三產(chǎn)生三不同三程度三的塑三性變?nèi)?，三這種三塑性三變形三將會三產(chǎn)生三“滑三移臺三階”三，形三成局三部性三的最三初腐三蝕裂三口，三造成三拉應(yīng)三力集三中，三局部三產(chǎn)生三滑移三階梯三、導(dǎo)三致保三護(hù)膜三破壞三。10三510三610三72）三、發(fā)三展階三段腐蝕三裂口三在拉三應(yīng)力三與介三質(zhì)的三共同三作用三下（三物理三作用三及化三學(xué)作三用）三沿著三垂直三拉應(yīng)三方向三縱深三發(fā)展三，呈三枯干三樹枝三或根三須，三且逐三步出三現(xiàn)分三支，三若應(yīng)三力因三素占三優(yōu)勢三，將三是某三一裂三口優(yōu)三先發(fā)三展，三腐蝕三因素三占優(yōu)三勢則三可能三同時(shí)三幾條三裂口三平行三地發(fā)三展3）三、潰三裂階三段發(fā)展三的最三快的三裂紋三的最三終崩三潰性三的發(fā)三展，三是拉三應(yīng)力三局部三越來三越大三的累三積結(jié)三果，三最終三破壞三是力三的因三素起三主要三作用。10三8裂紋三擴(kuò)展三的幾三種說三法陽極三相的三沉淀腐蝕三介質(zhì)三的吸三附陰極三氫化三反應(yīng)機(jī)械三化學(xué)三效應(yīng)隧洞三腐蝕10三9三、三應(yīng)力三腐蝕三的預(yù)三防措三施（一三）、三結(jié)構(gòu)三設(shè)計(jì)1、三合理三選材三母材選材三必須三有足三夠的三實(shí)驗(yàn)三數(shù)據(jù)三，不三能只三看材三料牌三號，三不能三單純?nèi)紤]三強(qiáng)度三級別三，因三同一三強(qiáng)度三等級三，合三金系三統(tǒng)不三同，三抗應(yīng)三力腐三蝕開三裂的三傾向三很大三。2、三避免三高應(yīng)三力區(qū)11三0（二三）、三施工三制造1、三合理三選擇三焊材了解三產(chǎn)品三結(jié)構(gòu)三的的三工作三條件三，熟三悉介三質(zhì)的三腐蝕三特性三，及三合金三元素三的特三性，三則確三定焊三縫成三分從三而確三定焊三接材三料。三因此三必須三根據(jù)三具體三腐蝕三介質(zhì)三，調(diào)三整焊三縫的三合金三系統(tǒng)三，以三便提三高耐三應(yīng)力三腐蝕三開裂三的能三力。11三11、三合理三制定三裝焊三工藝1）三、成三形及三裝配三工藝引起三應(yīng)力三腐蝕三裂紋三的重三要原三因之三一就三是殘三余應(yīng)三力，三從部三件成三形加三工列三組裝三都可三引起三殘余三應(yīng)，三特別三是強(qiáng)三制組三裝，三例如三用千三斤組三裝大三錯口三，可三以形三成很三大的三殘余三應(yīng)力三，在三組裝三質(zhì)量三不良三的條三件下三（錯三口）三焊接三時(shí)，三會造三成較三大的三殘余三應(yīng)力三。組三裝時(shí)三所造三成傷三痕如三隨意三打弧三的灼三痕等三都會三成應(yīng)三力腐三蝕裂三源。11三22)三、焊三接工三藝基本三點(diǎn)，三不產(chǎn)三生硬三化組三織，三不發(fā)三生晶三粒嚴(yán)三重粗三化現(xiàn)三象,三接頭三硬度三↑粗晶三區(qū)的三應(yīng)力三腐蝕三裂紋三的擴(kuò)三展敏三感性三最大三，主三要是三由于三晶粒三粗大三，以三致裂三紋尖三端集三中的三位錯三數(shù)量三增大三，并三可形三成大三的滑三移階三梯，三從而三利于三應(yīng)力三腐蝕三裂紋三的形三成和三擴(kuò)展三。11三3消除三應(yīng)力三處理焊后三消除三應(yīng)力三處理三是防三止產(chǎn)三生應(yīng)三力腐三蝕裂三紋的三重要三環(huán)節(jié)三。例氫三化脫三硫裝三置的三硫化三物應(yīng)三力腐三蝕開三裂試三驗(yàn)，三鋼種三彎曲三成形三加工三后的三熱處三理溫三度溫度三3三50三℃三4三00三℃三4三50三℃三5三00三℃三5三50三℃三6三50三℃三8三50三℃1C三r1三8N三i8三x三x三x三x三x三o三o三o1C三r1三8N三i9三Ti三X三x三o三o三o三o三o三o其中三x裂三紋，三o無三裂紋11三41.三整體三消除三應(yīng)力三處理消除三應(yīng)力三的程三度可三用下三式估三算P=三T（三lg三t+三20三)*三10-3P—消三除應(yīng)三力效三果參三數(shù)T—熱三力學(xué)三溫度t—保三溫時(shí)三間2.局部消除應(yīng)力處理R----管子半徑---板厚加熱寬度11三5（三三）、三生產(chǎn)三管理1、三防蝕三處理介質(zhì)三隔離三、涂三層、三襯里介質(zhì)三處理三、加三緩蝕三劑等電化三防蝕