一、什么是裂紋 焊接裂紋是焊接件中最常見的一種嚴(yán)重缺陷。 在焊接應(yīng)力及其他致脆因素共同作用下,焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙。 焊接裂紋 裂紋的危害 它具有尖銳的缺口和大的長寬比的特征。裂紋影響焊接件的安全使用,是一種非常危險(xiǎn)的工藝缺陷。焊接裂紋不僅發(fā)生于焊接過程中,有的還有一定潛伏期,有的則產(chǎn)生于焊后的再次加熱過程中。 二、熱裂紋 多產(chǎn)生于接近固相線的高溫下,有沿晶界(見界面)分布的特征;但有時(shí)也能在低于固相線的溫度下,沿“多邊形化邊界”形成。熱裂紋通常多產(chǎn)生于焊縫金屬內(nèi),但也可能形成在焊接熔合線附近的被焊金屬(母材)內(nèi)。 熱裂紋 三、冷裂紋 根據(jù)引起的主要原因可分為淬火裂紋、氫致延遲裂紋和變形裂紋。 冷裂紋 淬火裂紋 產(chǎn)生在鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Ms)附近(見過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖)或在200℃以下的裂紋,主要發(fā)生于中、高碳鋼,低合金高強(qiáng)度鋼以及鈦合金等,主要產(chǎn)生部位在熱影響區(qū)以及焊縫金屬內(nèi)。裂紋走向?yàn)檠鼐Щ虼┚?。形成冷裂紋的主要因素有:①金屬的含氫量偏高;②脆性組織或?qū)浯嗝舾械慕M織;③焊接拘束應(yīng)力(或應(yīng)變)。 氫致延遲裂紋 焊接過程中溶于焊縫金屬內(nèi)的氫向熱影響區(qū)擴(kuò)散、偏聚,特別是在容易啟裂的三軸拉應(yīng)力集中區(qū)富集,引起氫脆,即降低金屬在啟裂位置(或裂紋前端)的臨界應(yīng)力,當(dāng)此處的局部應(yīng)力超過此臨界應(yīng)力時(shí),就造成開裂。因此,它常產(chǎn)生在嚴(yán)重應(yīng)力集中的焊件根部和縫邊,以及過熱區(qū)。防止的措施包括:①降低焊縫中的含氫量,例如采用低氫焊條,嚴(yán)格烘干焊接材料等;②合理的預(yù)熱及后熱;③選用碳當(dāng)量較低的原材料;④減小拘束應(yīng)力,避免應(yīng)力集中(見金屬中氫)。 變形裂紋 這種裂紋的形成不一定是因?yàn)闅浜科撸诙鄬雍富蚪呛缚p產(chǎn)生應(yīng)變集中的情況下,由于拉伸應(yīng)變超過了金屬塑性變形能力而產(chǎn)生。 四、再熱裂紋 產(chǎn)生于某些低合金高強(qiáng)度鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼以及鎳基合金焊后的再次高溫加熱過程中。 其主要原因一般認(rèn)為當(dāng)焊后再次加熱到 500~700℃時(shí),在熱影響區(qū)的過熱區(qū)內(nèi),由于特殊碳化物析出引起的晶內(nèi)二次強(qiáng)化,一些弱化晶界的微量元素的析出,以及使焊接應(yīng)力松弛時(shí)的附加變形集中于晶界,而導(dǎo)致沿晶開裂。因此,這種裂紋具有晶間開裂的特征,并且都發(fā)生在有嚴(yán)重應(yīng)力集中的熱影響區(qū)的粗晶區(qū)內(nèi)。 五、層狀撕裂 主要產(chǎn)生于厚板角焊時(shí),見附圖。其特征為平行于鋼板表面,沿軋制方向呈階梯形發(fā)展。這種裂紋往往不限于熱影響區(qū)內(nèi),也可出現(xiàn)在遠(yuǎn)離表面的母材中。 其產(chǎn)生的主要原因是由于金屬中非金屬夾雜物的層狀分布,使鋼板沿板厚方向塑性低于沿軋制方向,另外由于厚板角焊時(shí)在板厚方向造成了很大的焊接應(yīng)力,所以引起層狀撕裂。通常認(rèn)為片狀硫化物夾雜危害最大,而層狀硅酸鹽和過量密集的氧化鋁夾雜物也有影響。 —— E N D —— |
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