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浅析焊 接裂纹分类与危害

2019-10-21 10:19 586

在焊接 应力及其他致脆因素共同作用下,焊接接 头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的...


  一、什么是裂纹

  

  焊接裂 纹是焊接件中最常见的一种严重缺陷。

  

  在焊接 应力及其他致脆因素共同作用下,焊接接 头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。

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                                                                          焊接裂纹

  裂纹的危害:

  

  它具有 尖锐的缺口和大的长宽比的特征。裂纹影 响焊接件的安全使用,是一种 非常危险的工艺缺陷。焊接裂 纹不仅发生于焊接过程中,有的还有一定潜伏期,有的则 产生于焊后的再次加热过程中。

  

  二、热裂纹

  

  多产生 于接近固相线的高温下,有沿晶界(见界面)分布的特征;但有时 也能在低于固相线的温度下,沿“多边形化边界”形成。热裂纹 通常多产生于焊缝金属内,但也可 能形成在焊接熔合线附近的被焊金属(母材)内。

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                                                                 热裂纹

  

  三、冷裂纹

  

  根据引 起的主要原因可分为淬火裂纹、氢致延 迟裂纹和变形裂纹。


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                                                             冷裂纹

  

  淬火裂纹:

  

  产生在 钢的马氏体转变点(Ms)附近(见过冷奥氏体转变图)或在200℃以下的裂纹,主要发生于中、高碳钢,低合金 高强度钢以及钛合金等,主要产 生部位在热影响区以及焊缝金属内。裂纹走 向为沿晶或穿晶。形成冷 裂纹的主要因素有:①金属的含氢量偏高;②脆性组 织或对氢脆敏感的组织;③焊接拘束应力(或应变)。

  

  氢致延迟裂纹:

  

  焊接过 程中溶于焊缝金属内的氢向热影响区扩散、偏聚,特别是 在容易启裂的三轴拉应力集中区富集,引起氢脆,即降低 金属在启裂位置(或裂纹前端)的临界应力,当此处 的局部应力超过此临界应力时,就造成开裂。因此,它常产 生在严重应力集中的焊件根部和缝边,以及过热区。防止的措施包括:①降低焊缝中的含氢量,例如采用低氢焊条,严格烘干焊接材料等;②合理的预热及后热;③选用碳 当量较低的原材料;④减小拘束应力,避免应力集中(见金属中氢)。

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  变形裂纹:

  

  这种裂 纹的形成不一定是因为氢含量偏高,在多层 焊或角焊缝产生应变集中的情况下,由于拉 伸应变超过了金属塑性变形能力而产生。

  

  四、再热裂纹

  

  产生于 某些低合金高强度钢、珠光体耐热钢、奥氏体 不锈钢以及镍基合金焊后的再次高温加热过程中。

  

  其主要 原因一般认为当焊后再次加热到 500~700℃时,在热影 响区的过热区内,由于特 殊碳化物析出引起的晶内二次强化,一些弱 化晶界的微量元素的析出,以及使 焊接应力松弛时的附加变形集中于晶界,而导致沿晶开裂。因此,这种裂 纹具有晶间开裂的特征,并且都 发生在有严重应力集中的热影响区的粗晶区内。

  

  五、层状撕裂

  

  主要产 生于厚板角焊时,见附图。其特征 为平行于钢板表面,沿轧制 方向呈阶梯形发展。这种裂 纹往往不限于热影响区内,也可出 现在远离表面的母材中。

  

  其产生 的主要原因是由于金属中非金属夹杂物的层状分布,使钢板 沿板厚方向塑性低于沿轧制方向,另外由 于厚板角焊时在板厚方向造成了很大的焊接应力,所以引起层状撕裂。通常认 为片状硫化物夹杂危害最大,而层状 硅酸盐和过量密集的氧化铝夹杂物也有影响。






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