焊接裂紋類型及預防措施

在焊接應力及其他致脆因素的共同作用下,焊接接頭局部地區的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面所產生的縫隙稱為焊接裂紋,它具有尖銳的缺口和較大的長寬比特徵。

(1)熱裂紋缺陷特徵

焊接過程中,焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區產生的裂紋為熱裂紋。

焊接裂紋類型及預防措施

①產生原因 這是由於熔池冷卻結晶的,受到拉應力作用而凝固的過程中,低熔點共晶體形成的液態被層共同作用的結果。增大任何的一方面的作用,都能促使形成熱裂紋。

②預防措施 控制焊縫中的有害雜質的含量,即碳、硫、磷的含量,減少熔池中低熔點共晶體的形成。焊縫金屬中硫、磷的含量一般小於0.03%。焊絲中的碳質量分數不超過0.12%。重要構件焊接應採用鹼性焊條或焊劑。控制焊接參數,適當提高焊縫形狀係數,盡避免得到深而窄的焊縫。採用多層、多道焊,焊前預熱和焊後緩冷,正確選用焊接接頭形式,合理安排焊接順序,儘量採用對稱施焊。採用收弧板將弧坑引至焊件外面,這樣,即使發生弧坑裂紋也不影響焊件本身。

焊接裂紋類型及預防措施

(2)冷裂紋缺陷特徵

焊接接頭冷卻到較低溫度時(對鋼來說在200~300℃)產生的焊接裂紋,稱為冷裂紋。

①產生原因 冷裂紋缺陷主要發生在中碳鋼、低合金鋼和中合金高強度鋼中。原因為:焊材本身具有較大淬硬傾向;焊接熔池中溶解了大量的氫;焊接接頭在焊接過程中產生了較大的拘束應力。

②預防措施 焊前按規定要求嚴格烘乾焊條、焊劑,以減少氫的來源。嚴格清理坡口及兩側的汙物、水分及鏽,控制環境溫度。選用優質的低氫型焊接材料及其焊接工藝。焊接淬硬性較強的低合金高強度鋼時,採用奧氏體不鏽鋼焊條。正確選擇焊接參數、預熱、緩冷、後熱以及焊後熱處理等。選擇合理的焊接順序,減小焊接內應力。適當增加焊接電流,減慢焊接速度,可減慢熱影響區冷卻速度,防止形成淬硬組織。

焊接裂紋類型及預防措施

(3)再熱裂紋缺陷特徵

焊後焊件在一定溫度範圍內再次加熱(如消除應力熱處理或多層焊)而產生的裂紋,稱為再熱裂紋。

①產生原因再熱裂紋一般發生在熔點線附近1200~1350℃的區域中,對於低合金高強度鋼產生再熱裂紋的加熱溫度大致為580~650℃。當鋼中含鉻、鉬、飢等合金元素較多時,再熱裂紋的傾向增加。

②預防措施 控制母材及焊縫金屬的化學成分,適當調整對再熱裂紋影響大的元素(如鉻、釩、硼)的含量。減小接頭剛度和應力集中,將焊縫及其與母材交界處打磨光滑。選用高熱輸人進行焊接。提高預熱和後熱溫度。在焊接過程中採取減小焊接應力的工藝措施,如使用小直徑焊條、小焊接參數焊接、焊接時不擺動焊條等。消除應力回火處理時,應避開產生再熱裂紋的敏感溫度區,敏感溫度隨鋼種而異。

焊接裂紋類型及預防措施


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