帶你瞭解焊接缺陷——熱裂紋

一、什麼是焊接熱裂紋?

焊接熱裂紋多產生於接近固相線的高溫下,有沿晶界分佈的特徵,有時也能在低於固相線的溫度下沿著“多邊化邊界”形成。它通常產生於焊縫金屬內,也可能在焊接熔合線鄰近的熱影響區組織內(母材金屬)。按裂紋產生的機理、形態和溫度區間不同,焊接熱裂紋可分為凝固裂紋,液化裂紋,多邊化裂紋和失塑裂紋四種。


二、熱裂紋與冷裂紋有何區別?

1、產生的溫度和時間不同

熱裂紋一般產生在焊縫的結晶過程中。冷裂紋大致發生在焊件冷卻到200~300℃,有的焊後會立即出現,有的可以延至幾小時到幾周甚至更長時間才會出現,所以冷裂紋又稱延遲裂紋。

2、產生的部位和方向不同

熱裂紋絕大多數產生在焊縫金屬中,有的是縱向,有的是橫向,有時熱裂紋也會延伸到基本金屬中去。冷裂紋大多數產生在母材金屬或熔合線上,大多數為縱向裂紋,少數為橫向裂紋。

3、外觀特徵不同

熱裂紋斷面都有明顯的氧化色。冷裂紋斷口發亮,無氧化色。

4、金相結構不同

熱裂紋都是沿晶界開裂的。冷裂紋是貫穿晶粒內部,即穿晶開裂,不過也有的是沿晶界開裂。

三、熱裂紋是怎樣形成的?

一是低熔點共晶物的偏析,鋼材中的硫(S)、磷(P)雜質元素通過冶金反應生成的低熔點共晶物存在嚴重的宏觀偏析,往往在焊縫中心形成液態薄膜。

二是焊接應力的影響,焊接過程不均勻加熱與冷卻產生的拉應力促使液相薄膜破壞而開裂。

三是一些其他因素,不同物質的熱物理特性不同,產生的焊接應力也不同;不同焊接方法及工藝參數,其焊接熱輸入不同;焊縫成形係數對偏析有較大的影響等。

帶你瞭解焊接缺陷——熱裂紋

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四、怎樣防止熱裂紋的產生呢?

1、冶金措施

冶金措施主要是限制焊縫的化學成分,為了減少焊縫形成低熔點共晶物的傾向,儘可能限制硫(S)、磷(P)的含量;降低焊縫的含碳量,提高焊絲的含錳量。其次是改變焊縫組織狀態,要完全消除有害雜質甚至讓它根本不形成低熔點共晶體是不可能的。因此為了在拉應力作用下不產生裂紋,常採用向焊縫金屬中加入特殊的合金元素,從而調整焊縫金屬化學成分,在焊縫中形成雙相組織,以打亂焊縫金屬的結晶方向,使低熔點共晶物不能集中分佈,從而減少熱裂紋的形成。

2、工藝措施

1)減小熔合比,減小熔合比即減小稀釋度。多層焊焊接第一層焊縫時,由於母材金屬熔合到焊縫中的比例大,使其含碳量及硫、磷含量增高,容易產生熱裂紋。

2)限制過熱,熔池過熱易促使熱裂紋。降低線能量,並且採用小的焊接電流和小的焊接速度。不能通過提高焊接速度來降低線能量,保證焊縫成型。

3)選擇合理的焊接順序和焊接方向,降低拘束度,通常具有較小尺寸的凸焊縫可以降低裂紋的敏感性。

4)採用鹼性焊條和焊劑,這是由於鹼性焊條和焊劑的熔渣具有較強的脫硫能力。

總之,防止熱裂紋產生的根本途徑是減少低熔點共晶物的數量,採取適當的措施降低焊接拉應力,合理控制焊縫成型係數,減小焊接電流,從而降低熱裂紋的產生。


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