焊接热裂纹分类与特点解析

2025-01-22 01:31:56

焊接缺陷及防治措施的裂纹:

根据裂纹的大小,分为三类:(1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。
(2)微裂纹:只有在显微镜下才能发现。
(3)超显微裂纹:只能在高倍显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。
从产生温度角度,裂纹分为两类:(1)热裂纹:在AC3线附近产生的裂纹。
一般在焊接后不久就会出现,也称为晶体裂纹。
此类二次裂纹主要发生在晶界处,裂纹表面颜色氧化,失去金属光泽。
(2)冷裂纹:是指焊接冷却后马氏体转变温度M3以下的裂纹,通常在焊后一段时间(数小时、数天甚至更长时间)后出现,故又称延迟裂纹。
裂缝。
根据裂纹产生的原因,裂纹可分为:(1)再热裂纹:接头冷却后加热到500~700℃时发生的裂纹。
再热裂纹发生在沉淀强化材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb等金属)焊接热影响区的粗晶区,一般从熔合线向粗大晶粒发展。
热影响区的颗粒状区域。
(2)层状裂纹主要是轧制过程中钢中的硫化物(MnS)、硅酸盐等杂质造成的。
由于加入,产生了各向异性。
在焊接应力或外部约束应力的作用下,碎片沿着轧制方向在金属中破碎。
(3)应力腐蚀裂纹:在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。
应力腐蚀开裂除残余应力或约束应力等因素外,主要与焊缝组织的组织和形状有关。
(1)晶体裂纹的形成机理。
热裂纹发生在焊缝金属凝固末期。
敏感温度区域大致在固相线附近。
最常见的是热裂纹,其形成原因是焊缝金属凝固过程中,杂质产生的低熔点共晶析出集中在晶界处,从而导致特定的敏感温度区(已知)。
也称为脆性温度区),形成所谓的液膜,其强度极小,焊缝因凝固收缩而受到拉应力,最终导致裂纹的形成。
晶体裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向的裂纹,即纵向裂纹。
有时也发生在焊缝内部两块柱状晶之间,这是横向裂纹。
火山口裂纹是另一种常见的热裂纹。
热裂纹是沿晶界的断裂,常发生在碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等杂质较多的材料中。
(2)影响结晶裂纹的因素硫、磷等不纯元素增加,敏感温度区扩大。
且出现结晶裂纹的概率也会增加。
B.冷却速率的影响。
当冷却速度增大时,首先会增加结晶分离,其次会增大结晶温度范围,从而增加产生结晶裂纹的概率;在拉应力和约束应力内部的脆性温度区,金属的强度极低,这部分金属由于焊接应力而被拉伸,当拉应力达到一定程度时,就会出现晶体裂纹。
(3)防止晶体裂纹的措施a.减少硫、磷等有害元素含量,采用含碳量较低的材料进行焊接。
B.添加一些合金元素以减少柱结晶和分离。
像铝、铁、铁、镜等晶粒都可以细化。
,C.采用浅熔深焊缝,改善散热条件,使低熔点物质漂浮到焊缝表面,不再存在于焊缝中。
D、适当选择焊接规格,采用预热和后热,降低冷却速度。
E、采用正确的装配顺序,减少焊接应力。
(1)再热裂纹的特点再热裂纹发生在受焊接热影响区的过热粗晶区。
在焊后热处理等再加热过程中产生。
B.再加热裂纹产生温度:碳钢和合金钢为550~650℃,奥氏体不锈钢为300℃左右。
D.这种情况最有可能发生在雨淋强化钢类型中。
E、焊接与残余应力有关。
(2)再热裂纹的产生机理。
对于再热裂纹的产生机理有多种解释,其中,模具裂纹理论解释如下:在高温热循环作用下,靠近金属。
缝区强化相碳化物(如碳化铁、碳化物、碳镜、碳化物等)沉积在晶体内的位错区域,显着增加了晶内强化的强度。
过度的晶界强化,特别是当强化相在晶粒内弥散分布时,阻碍了晶粒内部的局部调整,阻碍了晶粒的整体变形,从而导致应力松弛主要发生在晶粒处。
晶界金属要承受载荷,因此,当晶界应力集中时,就会产生裂纹,即所谓模具开裂(3)再热裂纹的预防。
注意冶金元素的强化作用及其对再热裂纹的影响。
B、适当预热或采用后加热控制冷却速度。
C、减少残余应力,避免应力集中。
D、回火时,尽量避开再热裂纹的温度敏感区或减少在此温度区停留的时间。
(1)冷裂纹的特点a.它发生在低温下,并在焊接后一段时间发生,因此也称为延迟裂纹。
B.主要发生在热影响区,但也发生在焊缝区。
C.冷裂纹晶间裂纹,可能会发生穿晶裂纹或两者兼而有之。
D、冷裂引起的构件损坏是典型的脆性断裂。
(2)冷裂纹产生机理硬化结构(马氏体)降低了金属的塑性储备。
B.由于接头中的残余应力,焊缝被拉伸。
C、接头有一定的含氢量。
氢含量和拉应力是形成冷裂纹(这里称为氢致裂纹)的两个重要因素。
一般来说,金属内部原子的排列并不是完全有序的,而是包含许多微观缺陷。
在拉应力的作用下,氢向应力较高的区域(缺陷区域)扩散并聚集。
当氢积累到一定浓度时,就会破坏金属中原子的键合,金属中会出现一些微观裂纹。
应力持续存在,氢气不断积累,微裂纹不断扩展,直至发展成宏观裂纹并最终破裂。
有一个临界氢含量和一个临界应力值决定是否会发生冷裂。
当接头中氢浓度小于临界氢含量,或应力小于临界应变时,不会产生冷裂纹。
即延迟时间是无限的)。
冷裂纹是所有裂纹中最具破坏性的。
(3)防止冷裂纹的措施a.使用低氢碱性焊条,剧烈干燥,在100~150℃保存,按需使用。
B.提高预热温度,采取后加热措施,保证层间温度不低于预热温度。
选择正确的焊接顺序,以避免焊缝中出现硬结构,从而最大限度地减少焊接变形和应力。
焊后立即进行消氢热处理。

焊接裂纹的分类

1.热裂纹:热裂纹通常发生在焊接金属中,但也可能在焊缝熔合线附近的熔融金属(母材)中形成。
根据形成过程的特点,可分为结晶裂纹、熔融裂纹和多边形裂纹。
2、冷裂纹:按产生的主要原因可分为淬火裂纹、氢致裂纹和变形裂纹。
3、再热裂纹:一些低合金高强度钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢及镍基合金焊后高温加热过程中产生的裂纹。
4、层状撕裂:主要发生在致密板的带状胶合处。
其特点是与铁板表面平行,并沿轧制方向发展成鳞片状。

焊接产生裂纹的原因是什么

焊接裂纹是焊接过程中或焊接后或热影响区的局部间隙。
焊接被国家列为危险缺陷,它会降低焊接接头的强度。
焊接结构中决不允许出现焊缝裂纹。
焊缝裂纹分为三种常见类型:热裂纹;冷裂纹和再热裂纹。
1、热裂纹又称晶体裂纹,是冷却过程中主要发生在晶界处的热裂纹,大部分是金属芯部和屏蔽层裂纹。
产生热裂纹的原因1、冶金因素:焊接时熔池冷却速度很快,极易引起偏析(偏析是合金中细小金属或其他杂质分布不均匀,杂质堆积);偏析材料大部分为低熔点共晶和杂质,其熔点低于焊缝金属,在结晶过程中以“熔层”形式存在。
2.力因素:焊缝冷却时。
由于焊缝受热均匀,周围寒冷的金属不可避免地影响其收缩率和金属的随着温度降低,拉应力增加。
在拉应力结晶完成之前;以及是否存在流体界面。
这将不可避免地导致中暑。
2、冷裂纹在300度以下进行冷焊时,有时焊后立即出现冷裂纹;有时焊接后几天。
持续数周或更长时间的裂纹也称为延迟裂纹或氢致裂纹。
发生在热影响区接缝线附近的过热区,裂纹平行于接缝线穿晶扩展。
产生冷裂纹的原因有:1、硬化效应;3.再热裂纹:焊接后。
在一定温度范围内焊接(消除应力热处理或其他系列工艺)引起的裂纹称为再热裂纹。
产生原因:再热裂纹一般为钒;铬它发生在含有钼和其他合金的低碳淬火钢、珠光体耐热钢以及热循环后重新加热到敏感区域的钢中。
豪科可以提供除焊服务,以防止破裂和变形。

手工电弧焊中焊接裂纹产生的原因及分析及预防措施

1、焊接裂纹形成的原因。
焊接中常见的焊接裂纹一般分为三大类:1.1热裂纹:热裂纹是在高温下产生的,它们均沿奥氏体晶界开裂。
其主要形式是接合处裂纹。
即焊缝结晶过程中,由于固相线附近凝固金属的收缩,使晶粒间的液膜无法承受拉力,导致沿晶界产生裂纹。
1.2冷裂纹:在很低的温度下(即接近钢的马氏体转变温度,约200-300℃),由于约束应力、硬化组织和氢的作用,焊接接头产生裂纹和扭曲,属冷裂纹。
裂缝。

1.3脆化:当温度急剧下降时,金属和焊缝变脆而引起低应力破坏的现象称为脆化。
根据金属断裂前的总变形(宏观变形),断裂可分为韧性断裂和脆性断裂两类。
在延性断裂中,金属在断裂之前和断裂期间经历显着的塑性变形。
一般情况下,应力超过金属的强度极限{过载}后就会发生断裂。
脆性断裂时,断裂前几乎没有明显的塑性变形,通常在超过金属的屈服强度之前发生断裂,因此又称低应力断裂。
从上面的讨论可以知道,各种具体情况下产生裂纹的原因是不同的,有时可能是多种因素综合作用的结果。
但无论是热裂纹、冷裂纹还是脆性裂纹,它们都有一个共同的规律,那就是焊接时由于各种原因,熔池内部经常发生变化,在一定条件下会发生反应形成裂纹。
在手工电弧焊中,我们需要通过裂纹的特征来判断裂纹的类型,找出裂纹形成的原因,并采取相应的措施。
2影响裂纹产生的因素及预防措施2.1热裂纹。
主要讲的是晶体裂纹,它是热裂纹的一种常见形式。
影响结晶裂纹的主要因素有以下几个:2.1.1结晶温度区范围越大,脆性温度区越大,即裂纹倾向增大。
结晶温度区的大小与合金含量有很大关系;即随着合金成分的增加,结晶温度区也随之增加。
2.1.2碳当量越大,裂纹倾向越大,因为各种元素对晶体裂纹的影响不同。
例如,严重影响晶体裂纹的元素有C、S、P、Cn、Ni;量少影响不大,量大影响也小。
促进裂纹的元素有Si、Mn、Cr等。
为了相对判断焊缝金属的裂纹倾向,建立了碳当量的计算方法,以便于相应的检查。
2.1.3残留液体的形状为:如果是薄膜状,则破裂的倾向较大;如果是颗粒状,则破裂的可能性较小。
2.1.4初级晶体结构若粗大,则开裂倾向较大,若为球形,则开裂倾向较小。
2.1.5力因素对晶体裂纹的产生也有影响。
当焊接拉应力在一定温度范围内超过金属的晶间强度时,就会产生结晶裂纹。
2.2冷裂纹。
冷裂纹可以在焊接后立即出现,也可以是延迟裂纹,后者是较常见的冷裂纹形式。
裂缝。
冷裂纹的产生与钢材的硬化倾向有直接关系;焊接接头的氢含量和分布;以及焊接接头的约束应力。
并且这三者是相互促进、相互影响的。
不同情况下,其中任何一项都可能是主要因素,但不是唯一因素:2.2.1钢材的硬化倾向主要取决于钢种的化学成分,其次是焊接工艺、结构钢板厚度和冷却条件。
钢种的硬化倾向越大,越容易产生冷裂纹。
这是因为:容易产生冷裂纹。
这是因为:容易形成脆性结构。
例如,马氏体组织是一种脆硬组织,在一定的应力作用下会发生脆性断裂。
冷却速度越快,越容易增加钢的淬透性倾向:淬透性倾向越大的钢,会产生更多的晶格缺陷,如空位和位错,这些缺陷在焊接应力的作用下会发生移动和聚集。
,达到一定程度,就会出现裂纹源。
2.2.2氢气的作用。
氢对冷裂纹的影响极为显着。
焊道或受影响区域中氢的存在会形成氢脆。
试验表明,氢脆是产生冷裂纹的重要原因。
一般情况下,钢中的氢含量极低,但焊接时,如果焊件处理不当,焊条中所含的水损伤、焊缝附近的油污、铁锈(mFeO3nH2O)等都会对钢中的氢含量产生影响。
影响特别大。
当加热时,铁锈会发生以下反应,增加氧化,从而促进结晶过程中氢气的产生。
铁锈中的结晶水(H2O)在高温下分解成氢气,增加了产生氢孔的倾向。
由此可见,铁锈是一种危害极大的杂质,并且对氢敏感。
特别是用碱性焊条焊接时,对焊件表面氧化皮、铁锈、油污等杂质的清理要求比酸性焊条更严格。
否则,焊缝会产生氢气,氢气在高电弧灭弧温度的作用下分解成氢原子,继续进入焊接熔池。
金属在熔融状态下溶解的氢量较高,但当金属在液相凝固时溶解的氢量急剧减少。
此时,氢原子结合成氢分子并逸出。
但由于焊接接头处的冷却速度极快,大部分氢气来不及逸出,就以过饱和状态熔化在凝固的焊缝中。
溶解在钢中的氢原子在应力梯度的驱动下在这里扩散并聚集形成裂纹源。
裂纹源逐渐形成宏观裂纹。
2.2.3压力的影响。
裂纹是当应力超过材料的强度极限时,材料内部发生的断裂。
因此,任何裂纹都与应力密不可分。
于是压力就成为主要矛盾。
因此,必须尽量保证焊接质量,合理考虑接头设计,避免裂纹的发生。
防止冷裂纹一般应采取以下措施:选择合适的填充材料,即焊条,如碱性低氢焊条,以减少填充材料中氢的引入。
焊缝强度必须与母材相适应;采取措施减少氢,如严格控制焊条的干燥温度。
碱性焊条对氢高度敏感,因此对氢的要求较高干燥温度350~450℃并保温。
1至2小时。
酸性焊条可干燥至150-200℃并保温1-2小时,以改善接头设计,减少应力集中;调整热循环,如利用硬化程度,减少热应力和组织应力,并为焊接过程中的接头提供氢气逸出的机会;焊后热处理可消除内应力、除氢和回火硬化组织,以消除脆性,提高韧性。
2.2.4工艺因素。
所谓工艺因素主要是指焊接规范、电流类型、电弧水平和操作技能对制氢过程的影响。
因此:(1)适当减小焊接电流Ia,使熔滴变大,减少比表面积,使其难以吸收氢、氮、氧,减少产生裂纹的倾向。
反之,若电流增大,电阻热增大,镀层过早变红、分解,使焊缝既无气体保护,又无冶金反应,易产生大而多的贯穿气孔。
考虑焊缝形状系数φ=B/H,当焊缝宽度B不变,焊接电流增大时,熔深H增加,焊缝形状系数φ控制在1~1.5之间。
因此,焊接电流切不可无原则地增大,必须根据具体情况和规格选择最佳值。
(2)焊接速度Ua不宜太快。
熔池存在时间:式中:I——电流(A);U——电弧电压(V);Ua——焊接速度(cm/s);K——常数,与被焊材料的热物理性能有关。
从式中可以看出,当电弧功率不变,焊接速度Ua减小时,熔池存在时间tp增加,结晶速度减小,有利于气泡上浮,不易产生裂纹。
从提高生产率的角度来看,在提高焊接速度的同时,应增大焊接电流和电弧电压。
总之,必须将三者配合起来,才能获得快速、高质量的焊接接头。
2.3脆性开裂:脆性破坏是指材料在沿剪切面滑动之前已达到其破坏极限。
因此,材料在不变形的情况下受到破坏,故称为脆性破坏。
材料的脆性与四个因素有关:一是温度降低的程度。
当温度降低时,材料的变形能力下降,而抗拉强度和屈服强度则增加。
在称为临界温度的某一温度下,材料完全失去变形能力。
在称为临界温度的一定温度下,材料完全失去变形能力,转变成脆性状态。

第二,负载速度增加的程度。
增加加载速度也会导致屈服极限增加,使材料变脆,降低其塑性。
第三,受力程度和应力集中。
有间隙的地方会发生应力集中,从而导致脆性破坏。
由于间隙处的应力集中,材料的破坏应力将比剪切应力增加得更快。
这四个因素同时作用,就是脆性破坏最危险的状态。
为了避免脆性破坏,我们必须尽力阻止这种危险状态的发生。

不锈钢焊接后发现焊缝边缘裂痕是什么情况

1、热裂纹热裂纹是焊缝高温冷却过程中产生的裂纹,主要存在于冲头金属中。
接缝附近也有少量,分为结晶裂纹、熔化裂纹和多边形裂纹。
其中结晶裂纹是常见裂纹,主要发生在杂质元素较多的碳钢的焊接中。
2、致密裂纹接缝框架板在消除应力撤除过程中,在热影响晶区较厚区域撤除不同程度的应力时,因应力松弛而产生的附加变形大于蠕变。
这部分的塑性和回缩将会发生。
受影响区域;3、产生冷裂纹当接头在较低温度(钢的M温度以下)接合时会产生冷裂纹。
冷裂纹可能在焊接后立即出现,也可能在一段时间(几小时、几天甚至更长时间)后出现。
一个很大的危险。
4、延迟应力腐蚀开裂是一些接头结构(如容器、管道)在腐蚀介质和应力的共同作用下发生的开裂;区,字形为粒间或穿粒。

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