① 什么叫焊接冷裂纹
冷裂纹又称氢致裂纹,主要发生在焊接热影响区淬硬区,有事也发生在焊缝金属内部版。冷裂纹权一般在冷却到环境温度下产生,有的则在焊后几天或几十天才出现,所以亦称延迟裂纹。
产生的原因:1淬硬组织。
2.氢。
3.拘束应力。
控制措施:1.焊材用低氢焊条。
2.预热。
3.消氢。
4.焊后热处理。
个人意见仅供参考
② 冷裂纹和热裂纹的区别
产生是温度和时间也不同。
一个高温一个低温,一个发生在焊接中一个在焊接后金相结构不同。热裂纹沿晶界开裂的,冷裂纹是贯穿晶粒内部。外观特征不同。热裂纹有明显的氧化色冷裂纹无氧化色。
产生的部位和方向不同。热裂纹绝大多数产生在焊缝金属中,冷裂纹大多数产生在基本金属或熔合线上。裂纹是降低焊接结构使用性能晌贺最危险的焊接缺陷之一,焊缝中禁止出现任何形式的裂纹,冷裂纹和热裂纹之间有什么区别呢?先伏谈来说说它们是如何产生的吧!冷裂纹是在金属经焊接或铸造缺谨碰成形后冷却到较低温度时产生的裂纹,有时候会在焊接后立马出现有时候要等一段时间才会出现。
热裂纹是在高温和熔池凝固过程中产生的裂纹,是焊接过程中最常见的裂纹类型。
③ 简述焊接热裂纹和焊接冷裂纹的形成机理 并比较它们各自的特点。
1)热裂纹。在焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹就是热裂纹。
形成:由于被焊接的材料大多数都是合金,而合金凝固自开始到最终结束,是在一定的温度区间内进行的,这是热裂纹产生的基本原因。焊缝中的许多杂质的凝固温度都低于焊缝金属的凝固温度,这样首先凝固的焊缝金属把低熔点的杂质推挤到凝固结晶的晶粒边界,形成了一层液体薄膜,又因为焊接时熔池的冷却速度很大,焊缝金属在冷却的过程中发生收缩,使焊缝金属内部产生拉应力,拉应力把凝固的焊缝金属沿晶粒边界拉开,又没有足够的液体金属补充时,就会形成微小的裂纹,随着温度的继续下降,拉应力增大,裂纹不断扩大。当焊缝金属中含有较多的低熔点杂质时,焊缝金属极易产生裂纹。母材和焊接材料中含有的有害杂质,特别是硫元素,它是引起钢材焊缝金属中发生凝固裂纹的最主要元素。另外,钢材中含碳量较高时,有利于硫在晶界处富集,因而也是促进形成凝固裂纹的原因,所以采用含碳量低的焊接材料有利于防止凝固裂纹的产生。
‚热裂纹的特征:断口呈蓝黑色,即金属在高温被氧化的颜色,有时在热裂纹里流入熔渣的迹象。再者,弧坑裂纹多为热裂纹。
2)冷裂纹。冷裂纹指焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹。
冷裂纹产生的原因:钢材的淬火倾向,残余应力,焊缝金属和热影响区的扩散氢含量。其中氢的作用是形成冷裂纹的重要因素。当焊缝和热影响区的含量较高时,焊缝中的氢在结晶过程中向热影响区扩散,当这些氢不能逸出时,就聚集在离熔合线不远的热影响区中;如果被焊材料的淬火倾向较大,焊后冷却下来,在热影响区可能形成马氏体组织,该种组织脆而硬;在加上焊后的焊接残余应力,在上述几种因素的作用下,导致了冷裂纹的产生。
‚冷裂纹与热裂纹的主要区别就是:冷裂纹在较低的温度下形成,一般在200-300℃以下形成;冷裂纹不是在焊接过程中产生的,而是在焊后延续一定的时间后才产生,如果钢的焊接接头冷却到湿温后并在一定的时间(几小时、几天、甚至十几天以后)才出现的冷裂纹称为延迟裂纹;冷裂纹多在焊接热影响区内产生,如沿应力集中的焊缝根部形成的冷裂纹称为焊根裂纹。沿应力集中的焊趾处形成的冷裂纹称为焊趾裂纹。在靠近堆焊焊道的热影响区内所形成的裂纹称为焊道下裂纹。冷裂纹有时也在焊缝金属内发生。一般焊缝金属的横向裂纹多为冷裂纹。冷裂纹与热裂纹相比,冷裂纹的断口无氧化色。
④ 什么叫冷裂纹其主要影响因素有哪些
焊接接头冷却到较低温度时(对于钢来说在MS温度,即奥氏体开始转变为马氏体的温度以下)产生的焊接裂纹。最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹(即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹-------因为氢是最活跃的诱发因素,而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间)。冷裂纹的延迟时间不定,由几秒钟到几年不等。产生原因① 焊接接头存在淬硬组织,性能脆化。② 扩散氢含量较高,使接头性能脆化,并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子,造成非常大的局部压力。(氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素,故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹)③ 存在较大的焊接拉应力预防措施① 选用碱性焊条,减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性② 减少氢来源,焊材要烘干,接头要清洁(无油、无锈、无水)③ 避免产生淬硬组织,焊前预热、焊后缓冷(可以降低焊后冷却速度)④ 降低焊接应力,采用合理的工艺规范,焊后热处理等⑤ 焊后立即进行消氢处理(即加热到250℃,保温2~6小时左右,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面)。⑤ 钢结构焊接中的常见问题及处理方法 钢结构平面图怎么画
【摘 要】随着现代建筑工业的飞速发展,在加工钢结构工件的过程中,由于存在外形尺寸较大、形状多样、焊缝多、焊接位置不对称等因素,在加工过程中,常出现多种焊接问题,影响产品的质量。本文对焊接中局部变形和裂纹的原因和预防措施进行分析,并对钢结构焊接检验中的相关问题进行论述。
【关键字】钢结构;焊接;变形;裂纹;检验
一、焊接中的局部变形的原因及预防措施
1、产生原因
(1)加工件的刚性小或不均匀,焊后收缩,变性不一致。(2)加工件本身焊缝布置不均,导致收缩不均匀,焊缝多的部位收缩大、变形也大。(3)加工人员操作不当,未对称分层、分段、间断施焊,焊接电流、速度、方向不一致,造成加工件变形的不一致。(4)焊接时咬肉过大,引起焊接应力集中和过量变形。(5)焊接放置不平,应力集中释放时引起变形。
2、预防措施
(1)设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置,对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝。(2)制定合理的焊接顺序,以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝,先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝,先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝,先焊对接焊缝后焊角焊缝。(3)对尺寸大焊缝多的工件,采用分段、分层、间断施焊,并控制电流、速度、方向一致。(4)手工焊接较长焊缝时, 应采用分段进行间断焊接法, 由工件的中间向两头退焊,焊接时人员应对称分散布置,避免由于热量集中引起变形。(5)大型工件如形状不对称,应将小部件组焊矫正完变形后,在进行装配焊接,以减少整体变形。(6)工件焊接时应经常翻动,使变形互相抵消。(7)对于焊后易产生角变形的零部件,应在焊前进行预变形处理,如钢板v形坡口对接,在焊接前应将接口适当垫高,这样可使焊后变平。(8)通过外焊加固件增大工件的刚性来限制焊接变形,加固件的位置应设在收缩应力的反面。
3、处理方法
对已变形的工件,如变形不大,可采用火烤矫正。如变形较大,采用边烤边用千斤顶顶的方法矫正。
二、钢结构焊接裂纹的原因及预防措施
1、热裂纹
热裂纹是指高温下所产生的裂纹,又称高温裂纹或结晶裂纹,通常产生在焊缝内信旁晌部,有时也可能出现在热影响区,表现形式有:纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象,低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析,凝固以后强度也较低,当焊接应力足够大时,就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。此外,如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质,当焊接拉应力足够大时,也会被拉开。总之,热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。针对其产生原因,其预防措施如下:
(1)限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素和有害杂质的含量,特别应控制硫、磷的含量和降低含碳 ,一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.045%,磷的含量不应大于0.055%;另外钢材含碳量越离,焊接性能越差,一般焊缝中碳的含量控制在0.10%以下时,热裂纹敏感性可大大降低。(2)调整焊缝金属的化学成分,改善焊缝组织,细化焊缝品粒,以提高其塑性,减少或分散偏析程度,控制低熔点共品的有害影响。(3)采用碱性焊条或启物焊剂,以降低焊缝中的杂质含摄,改善结晶时的偏析程度。(4)适当提高焊缝的形状系数,采用多层多道焊接方法,避免中心线偏析,可防止中心线裂纹。(5)采用合理的焊接顺序和方向,采用较小的焊接线能超,整体预热和锤击法,收弧时填满弧坑等工艺措施。
2、冷裂纹
冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内(300—200℃以下)产生的,可以在焊接后立即出现,也可以在焊接以后的较长时间才发生,故也称为延迟裂滑锋纹。其形成的基本条件有3个:焊接接头形成淬硬组织;扩散氢的存在和浓集;存在着较大的焊接拉伸应力。其预防措施主要有:
(1)选择合理的焊接规范和线能 ,改善焊缝及热影响区组织状态,如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出。(2)采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝中的扩散氧含量。(3)焊条和焊剂在使用前应严格按照规定的要求进行烘干(低氢焊条300℃~350℃保温1h;酸性焊条100℃~l50℃保温1h;焊剂200℃~250。C保温2h),认真清理坡口和焊丝,去除油污、水分和锈斑等脏物,以减少氢的来源。(4)焊后及时进行热处理.一是进行退火处理,以消除内应力,使淬火组织回火,改善其韧性;二是进行消氢处理,使氢从焊接接头中充分逸出。(5)提高钢材质量,减少钢材中的层状夹杂物。(6)采取可降低焊接应力的各种工艺措施。
三、钢结构焊接检验中的相关问题
1、焊缝等级、检验等级、评定等级的区别与联系
要求进行内部质量探伤的焊缝,按质量等级分一级和二级,称一级焊缝和二级焊缝,此即为焊缝等级。
检验等级系指检验检测达到的精度,即检测仪器与检测方法结合而得到的检测结果的精确程度。超声波探伤采用GB/T11345—1989标准按检测等级由低到高分为A、B、C三个级别,射线探伤采用GB/T3323—1987标准按检测等级由低到高分为A、AB、B三个级别,它们分别规定了手工超声波探伤的检测方法、探测面、检测范围和允许缺陷当量(dB值)以及射线探伤所要达到的灵敏度(透照厚度与像质计的关系)。
评定级别是指探伤人员在检出缺陷后依据标准对缺陷测量进而确定的焊缝内部质量级别。具体来说,超声波探伤指对波高在测长线与判废线之间(Ⅱ区)缺陷测长后,依标准GB/T11345—1989表6进行缺陷定级;射线探伤是指测量底片上缺陷指示长度和大小,依标准GB/T3323—1987表6、表7、表9、表10并综合评级(见该标准16.1~16.4),这一条是每一个探伤人员必须熟练掌握的。
2、超标缺陷处理与复探、扩探
GB 50205《钢结构工程施工质量验收规范》只规定了检测方法、检测比例和合格级别,对于缺陷的处理没有明确要求。参照JG 181《建筑钢结构焊接技术规程》和其他行业焊接检验标准规范的要求,对于检出的缺陷可作如下处理:
(1)检测出的不允许缺陷必须返修,返修后按同种检测方法检测合格后方认为该焊缝合格。
(2)对要求抽查检验的焊缝,发现不允许缺陷后,应在被检测区域两端整条焊缝长度的各10%且不小于200mm(长度允许时)的区域扩检。
A)若在扩检区域未发现超标缺陷,应认为该焊缝合格。B)若在扩检区域发现超标缺陷,则该条焊缝全检。
(3)对于现场安装要求抽查检验的焊缝,发现不允许缺陷后,按下述原则扩检;
A)增加该类型同一焊工焊接的两条焊缝检测,若此两条扩检焊缝未发现超标缺陷,应认为该批焊缝合格。B)若此两条扩检焊缝发现超标缺陷,则每一条含超标缺陷的焊缝按上述原则再各抽检两条焊缝。C)若再次抽检的焊缝未发现超标缺陷,应认为该批焊缝合格。D)若再次抽检的焊缝仍发现有超标缺陷,则该焊工焊接的该类型焊缝全检。同时,可协商适当增加其余焊缝检测比例。
参考文献
[1]田锡唐.焊接结构.机械工业出版社,1982
[2]黄文哲.焊接手册.机械工业出版社,1991
[3]白云.钢结构.钢结构》编辑部,2003.2
[4]田锡唐.火焰成形研究论文集.哈尔滨工业大学,1980
⑥ 什么是冷裂纹,延迟裂纹
延迟裂纹是冷裂纹的一种常见形式。焊接接头冷却到室温并经几小时、几天甚至更长的时间后才出现。主要是焊缝金属中含有大量的氢所引起,又称氢致裂纹。
⑦ 焊接时冷裂纹和热裂纹的产生
1)热裂纹的特征
热裂纹常发生在焊缝区,在焊缝结晶过程中产生的叫结晶裂纹,也有发生在热影响区中,在加热到过热温度时,晶间低熔点杂质发生熔化,产生裂纹,叫液化裂纹。
特征:沿晶界开裂(故又称晶间裂纹),断口表面有氧化色。
(2)热裂纹产生原因:
① 晶间存在液态间层
焊缝:存在低熔点杂质偏析 } 形成液态间层
热影响区:过热区晶界存在低熔点杂质
② 存在焊接拉应力
(3)热裂纹的防止措施:
冶金因素
} 热裂纹
拉应力
① 限制钢材和焊材的低熔点杂质,如S、P含量。
② 控制焊接规范,适当提高焊缝成形系数(即焊道的宽度与计算厚度之比)枣焊缝成形系数太小,易形成中心线偏析,易产生热裂纹。
③ 调整焊缝化学成分,避免低熔点共晶物;缩小结晶温度范围,改善焊缝组织,细化焊缝晶粒,提高塑性,减少偏析。
④ 减少焊接拉应力
⑤ 操作上填满弧坑
4.3.2.2 冷裂纹
(1)冷裂纹的形态和特征
焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹,常见冷裂纹形态有三种,如图6-2-17
冷裂纹形态 { 焊道下裂纹:在焊道下的热影响区内形成的焊接冷裂纹,常平行于熔合线发展
焊指裂纹:沿应力集中的焊址处形成的冷裂纹,在热影响内扩展
焊根裂纹:沿应力集中的焊缝根部所形成的冷裂纹,向焊缝或热影响发展
图5-2-17 焊接冷裂纹
a-焊道下裂纹; b-焊趾裂纹;c-焊根裂纹
特征:无分支、穿晶开裂、断口表面无氧化色。
最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹(即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹-------因为氢是最活跃的诱发因素,而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间)。
(2)延迟裂纹的产生原因
① 焊接接头存在淬硬组织,性能脆化。
② 扩散氢含量较高,使接头性能脆化,并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子,造成非常大的局部压力。(氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素,故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹)
③ 存在较大的焊接拉应力
(3)防止延迟裂纹的措施
① 选用碱性焊条,减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性
② 减少氢来源枣焊材要烘干,接头要清洁(无油、无锈、无水)
③ 避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷(可以降低焊后冷却速度)
④ 降低焊接应力枣采用合理的工艺规范,焊后热处理等
⑤ 焊后立即进行消氢处理(即加热到250℃,保温2~6左右,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面)。
很全面了
⑧ 在焊接中什么是冷裂纹和热裂纹
热裂纹:沿晶开裂来,一般发生在近焊源缝或焊缝区。有氧化色彩,五金属光泽。主要分为结晶裂纹,高温液化裂纹和多变化裂纹三类。
冷裂纹:有时穿晶开裂有时沿晶开裂,一般发生在焊接热影响区的熔合区或物理化学不均匀的氢聚集的局部地带。冷裂纹是具有金属光泽的脆性断口。主要分为延迟裂纹,淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹三类。防止延迟裂纹的措施
①
选用碱性焊条,减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性
②
减少氢来源枣焊材要烘干,接头要清洁(无油、无锈、无水)
③
避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷(可以降低焊后冷却速度)
④
降低焊接应力枣采用合理的工艺规范,焊后热处理等
⑤
焊后立即进行消氢处理(即加热到250℃,保温2~6左右,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面)。
⑨ 什么是焊接冷裂纹,特点和产生的原因及裂纹的防止措施
什么是冷裂纹
冷裂纹是指焊接接头冷却到较低温度(对钢来说在温度以下)时,产生的焊接裂纹。
冷裂纹的特点:
(1)冷裂纹发生在焊接之后,形成的温度约在200一300℃以下,即马氏体转变温度范围。
(2)冷裂纹大多产生在基本金属上或基本金属与焊缝交界的熔合线上。
(3)露在接头金属表面的冷裂纹裂口发亮,裂纹断面上无明显的氧化痕迹。
(4)冷裂纹可能发生在晶界上,也可能贯穿晶粒内部。
碳当量等于或大于0.40%的低合金钢、中高碳钢、合金钢、工具钢和超高强度钢等钢种在焊接时易产生冷裂倾向,而形成冷裂纹。
冷裂纹产生的原因:
(1)焊缝中的氢在结晶过程中要向热影响区扩散、聚集。
(2)如果被焊材料的淬透性较大,则焊后冷却下来时,在热影响区形成马氏体组织,其性脆而硬。
(3)焊接时的残余应力。
这三个因素(氢、淬硬组织和应力)的综合作用,就会导致冷裂纹的产生。氢在金属里的扩散速度有快有慢,因此冷裂纹产生的时间也不同。有的在焊后冷却过程中产生,有的甚至放置一段时间后才产生,故又称为延迟裂纹。
防止冷裂纹的措施:
(l)焊前预热和焊后缓冷。
(2)采用减少氢的工艺措施。
(3)合理选用焊接材料。
(4)采用适当的工艺参数。
(5)选用合理的装焊顺序。
(6)进行焊后热处理。
⑩ 什么是冷裂纹和热裂纹
热裂纹形成于一次结晶过程的偏析部位,因此热裂纹分布在柱状晶间和树枝状晶间或焊缝中心的偏析部位。多发生于单怖合金中,焊接这些材料时要采用各种预防措施。冷裂纹主要发生在低合金钢、中合金钢焊缝的热影响区