㈠ 什么是焊接裂纹,裂纹对材料的性能有什么影响
焊接裂纹就是焊缝或热区母材开裂,分为热裂纹,冷裂纹。一般是由于焊材选择不当或焊接工艺不合理.热处理不合理造成。裂纹是焊接中严禁出现的缺陷,对材料的性能轻者开裂断掉,严重后果不堪设想。
㈡ 焊接裂纹分为几种
焊接裂纹的危害性 焊接裂纹不仅给生产带来许多困难,而且可能带来灾难性的事帮。据统计,世界上焊接结构所出现各种事故中,除少数是由于设计不当、选材不合理和运行操作上的问题之外,绝大多数是由裂纹而引起的脆性破坏。因此,裂纹是引起焊接结构发生破坏事故的主要原因。 压力容器的破坏事帮常常造成巨大的损失。焊接结构中裂纹问题危害甚大,已造成世界各国所关注,具体分类见下图表:
㈢ 焊接缺陷(裂纹)概念 、形成缺陷原因、解决措施!!!(字越多越好、越详细越好!)
1、产生裂纹的概念:
焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。
焊缝金属从熔化状态到冷却凝固的过程经过热膨胀与冷收缩变化,有较大的冷收缩应力存在,而且显微组织也有从高温到低温的相变过程而产生组织应力,更加上母材非焊接部位处于冷固态状况,与焊接部位存在很大的温差,从而产生热应力等等,这些应力的共同作用一旦超过了材料的屈服极限,材料将发生塑性变形,超过材料的强度极限则导致开裂。裂纹的存在大大降低了焊接接头的强度,并且焊缝裂纹的尖端也成为承载后的应力集中点,成为结构断裂的起源。
裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部,或者在焊缝附近的母材热影响区内,或者位于母材与焊缝交界处等等。根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同,可以把裂纹分为以下几类:
a.热裂纹(又称结晶裂纹):
产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中,主要发生在晶界上,金相学中称为沿晶裂纹,其位置多在焊缝金属的中心和电弧焊的起弧与熄弧的弧坑处,呈纵向或横向辐射状,严重时能贯穿到表面和热影响区。热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以及焊条(填充金属)或母材中的硫含量过高有关。
b.冷裂纹:
焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹,或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹(这种冷裂纹称为延迟裂纹,特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金钢种容易产生此类延迟裂纹,也称之为延迟裂纹敏感性钢)。冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中,其取向多与熔合线平行,但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。冷裂纹多为穿晶裂纹(裂纹穿过晶界进入晶粒),其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化及组织转变产生的应力而开裂,或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂(称为氢脆裂纹),以及焊条(填充金属)或母材中的磷含量过高等因素有关。
c.再热裂纹:
焊接完成后,如果在一定温度范围内对焊件再次加热(例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程,以及返修补焊等)时有可能产生的裂纹,多发生在焊结过热区,属于沿晶裂纹,其成因与显微组织变化产生的应变有关。
2、产生裂纹的原因:
(1)焊件含有过高的碳、锰等合金元素。
(2)焊条品质不良或潮湿。
(3)焊缝拘束应力过大。
(4)母条材质含硫过高不适于焊接。
(5)施工准备不足。
(6)母材厚度较大,冷却过速。
(7)电流太强。
(8)首道焊道不足抵抗收缩应力。
3、解决措施:
(1)使用低氢系焊条。
(2)使用适宜焊条,并注意干燥。
(3)改良结构设计,注意焊接顺序,焊接后进行热处理。
(4)避免使用不良钢材。
(5)焊接时需考虑预热或后热。
(6)预热母材,焊后缓冷。
(7)使用适当电流。
(8)首道焊接之焊着金属须充分抵抗收缩应力。
㈣ 什么是焊接热裂纹
焊接热裂纹(welding hot breaking)多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界分布的特征,有时 也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。 焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内,也可能在焊接熔 合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。按裂纹产生 的机理、形态和温度区间不同,焊接热裂纹可分为:凝 固裂纹,液化裂纹,多边化裂纹和失塑裂纹4种。
凝固裂纹又称结晶裂纹,产生在焊缝金属凝固 过程后期的脆性温度区间。此时焊缝金属结晶接近完 成,但晶粒间尚存在着很薄的液相层,塑性很低。当由 冷却不均匀收缩而产生的拉伸变形超过临界值时,即 沿晶界液相层开裂。这种裂纹大多起源于树枝状晶的 最终汇合处,沿晶间扩展,严重时裂纹一直扩展到焊缝 表面,因而凝固裂纹断口上可发现明显的氧化色。凝固 裂纹常出现在含硫、磷(有时含硅,碳)较多的碳钢焊缝 中和单相奥氏体不锈钢、耐热钢、镍基合金及铝合金焊 缝中。防止凝固裂纹发生的冶金措施有:调整成分,细 化晶粒,严格控制会形成低熔点共晶的杂质元素含量, 以提高金属材料在脆性温度区间的塑性,缩小脆性温 度区间,并从焊接构件设计和焊接工艺上设法尽量减 少在脆性温度区间的拉伸应变。 液化裂纹在邻近焊接熔池的母材区或多层焊的 前一焊道上,因受焊接热影响而发生晶界液化,并在拉 伸应变下形成裂纹。
造成液化裂纹的原因是:(l)金属 材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质。(2)由于快速 加热使某些金属化合物分解而来不及扩散,局部晶界 产生某些合金元素的富集而达到共晶成分,使局部组 织的熔点下降,在焊接热影响下促使局部晶界液化。防 止液化裂纹产生的措施有:严格控制母材的杂质含量; 合理选用焊接材料;制定合理的焊接工艺规范,尽量减 少焊接热作用。 多边化裂纹在焊缝金属凝固结晶不平衡的条件 下,在低于固相线温度的高温区域,沿多边形化边界形 成的热裂纹。它与一次结晶的晶界无明显关系,较多产 生于单相奥氏体金属中。
多边化裂纹形成的原因是:由 于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件,使奥氏体结 晶中形成大量空位和位错,在一定温度和应力作用下 排列成亚晶界—多边形化晶界,当此晶界与有害杂 质富集区重合时,往往会在拉应力作用下形成多边化 裂纹。防止多边化裂纹的措施有:加入可提高多边化激 活能的合金元素,如在镍一铬基单相奥氏体金属中加入 适量的钨、铝或担等元素,使多边形化晶界来不及形 成,可以有效地避免产生多边化裂纹;同时还应减少焊 接过热和焊接应力。 失塑裂纹又称高温低塑性裂纹。在焊接热影响 区或多层焊的前一焊道上,因焊接热循环的作用致使 塑性陡降,在拉伸应力下沿二次结晶晶界形成的热裂 纹。其裂纹敏感温度区域略低于再结晶温度。多数发生 在奥氏体钢和合金及少数高强度钢的焊接接头中。其 裂纹产生条件有些类同于多边化裂纹,但其裂纹形成 机制和裂纹形态却各不相同。防止此种裂纹的有效措 施是:精炼母材,减少有害杂质。
㈤ 什么叫焊接裂纹
焊接裂纹,焊接件中最常见的一种严重缺陷
按裂纹形成的条件,可分为热裂纹、冷裂纹、
再热裂纹和层状撕裂等四类。
㈥ 焊接裂纹的原因
焊接裂纹产生原因有很多,种类有:冷裂纹、热裂纹、再热裂纹等。比如:
焊条电弧焊裂纹出现原因:
(1)焊件含有过高的碳、锰等合金元素.
(2)焊条品质不良或潮湿.
(3)焊缝拘束应力过大.
(4)母条材质含硫过高不适于焊接.
(5)施工准备不足.
(6)母材厚度较大,冷却过速.
(7)电流太强.
(8)首道焊道不足抵抗收缩应力.
处理方法:
(1)使用低氢系焊条.
(2)使用适宜焊条,并注意干燥.
(3)改良结构设计,注意焊接顺序,焊接后进行热处理.
(4)避免使用不良钢材.
(5)焊接时需考虑预热或后热.
(6)预热母材,焊后缓冷.
(7)使用适当电流.
(8)首道焊接之焊着金属须充分抵抗收缩应力.
㈦ 焊接裂纹的分类
裂纹影响焊接件的安全使用,是一种非常危险的工艺缺陷。焊接裂纹不仅发生于焊接过程中,有的还有一定潜伏期,有的则产生于焊后的再次加热过程中。焊接裂纹根据其部位、尺寸、形成原因和机理的不同,可以有不同的分类方法。按裂纹形成的条件,可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。 主要产生于厚板角焊时,见附图。其特征为平行于钢板表面,沿轧制方向呈阶梯形发展。这种裂纹往往不限于热影响区内,也可出现在远离表面的母材中。其产生的主要原因是由于金属中非金属夹杂物的层状分布,使钢板沿板厚方向塑性低于沿轧制方向,另外由于厚板角焊时在板厚方向造成了很大的焊接应力,所以引起层状撕裂。通常认为片状硫化物夹杂危害最大,而层状硅酸盐和过量密集的氧化铝夹杂物也有影响。防止这种缺陷,主要应在冶金过程中严格控制夹杂物的数量和分布状态。另外,改进接头设计和焊接工艺,也有一定的作用。
㈧ 焊接裂纹的特征是具有什么
你好,焊接裂纹的特征是:热裂纹是中间宽两头窄,带有分枝的弯曲状。(沿晶而过)冷裂纹是一条直线,也是中间大两头尖。(穿晶而过)
㈨ 焊接裂纹的分类与特征
裂纹分类
基本特征
敏感的温度区间
被焊材料
位置
裂纹走向
热裂纹
结晶裂纹
在结晶后期,由于低熔共晶形成的液态薄膜削弱了晶粒间的联结,在拉伸应力的作用下发生开裂
在固相线温度以上稍高的温度(固液状态)
杂质较多的碳钢、低中合金钢、奥氏体钢、镍基合金及铝
焊缝上、少量在热影响区
沿奥氏体晶界
多边化裂纹
已凝固的结晶前沿,在高温和应力的作用下,晶格缺陷发生移动和聚集,形成二次边界,它在高温处于低塑性状态,在应力作用下产生的裂纹
固相线以下再结晶温度
纯金属及单相奥氏体合金
焊缝上,少量在热影响区
沿奥氏体晶界
液化裂纹
在焊接热循环峰值温度在作用下,在热影响区和多层焊的层间发生重熔,在应力作用下产生的裂纹
固相线以下稍低温度
含S、P、C较多的镍铬高强钢、奥氏体钢、镍基合金
热响区及多层焊的层间
沿晶界开裂
再热裂纹
厚板焊接结构消除应力处理过程中,在热影响区的粗晶区存在不同程度的应力集中时,由于应力松弛所产生附加变形大于该部位的蠕变塑性,则发生再热裂纹
600-700℃回火处理
含有沉淀强化元素的高强钢、珠光体钢、奥氏体钢、镍基合金等
热影响区的粗晶区
沿晶界开裂
冷裂纹
延迟裂纹
在淬硬组织、氢和拘束应力的共同作用下而产生的具有延迟特征的裂纹
在MS点以下
中、高碳钢,抵、中合金钢,钛合金等
热影响区、少量在焊缝
沿晶或穿晶
淬硬脆化裂纹
主要是由淬硬组织在焊接应力的作用下产生的裂纹
MS 点附近
含碳的NiCrMo钢、马氏体不锈钢
热影响区、少量在焊缝
沿晶或穿晶
低塑性脆化裂纹
在较低的温度下,由于被焊材料的收缩应变,超过了材料本身的塑性储备而产生的裂纹
在400℃以下
铸铁、堆焊硬质合金
热影响区及焊缝
沿晶或穿晶
层状撕裂
主要是由于钢板的内部存在有分层的夹杂物(沿轧制方向),在焊接时产生的垂直于轧制方向的应力,致使在热影响区或稍远的地方产生“台阶”状层状开裂
约400℃以下
含有杂质的低合金高强钢
热影响区附近
沿晶或穿晶
应力腐蚀裂纹(SCC)
某些焊接结构(如压力容器和管道等),在腐蚀介质和应力的共同作用下产生的延迟开裂
任何工作温度
碳钢、低合金钢、不锈钢、铝合金
焊缝和热影响区
沿晶或穿晶
㈩ 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。