㈠ 产生焊接热裂纹和冷裂纹的原因是什么如何减少和防止
热裂纹是高温下在焊缝金属和焊缝热影响区中产生的一种沿晶裂纹。
冷裂纹是由于材料在内室温附近温容度下脆化而形成的裂纹。
预热和焊后热处理都是控制冷裂纹,一个是控制脆硬组织产生、另一个消除扩散氢的含量。
热裂纹的主要采取控制母材和焊材杂质的含量。
㈡ 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。
㈢ 焊接时冷裂纹和热裂纹是怎样产生的
1、冷裂纹
冷裂纹的特征
多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中,多为穿晶裂纹。
冷裂纹无氧化色彩。
冷裂纹发生于碳钢或合金钢,高的含碳量和合金含量。
冷裂纹具有延迟性质,主要是延迟裂纹。
冷裂纹产生原因
焊接接头(焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重,产生淬火组织,导致接头性能脆化。
焊接接头含氢量较高,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,使接头脆化;磷含量过高同样产生冷裂纹。
存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间,所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的,也叫氢致裂纹。
防止冷裂纹的措施
选用碱性焊条或焊剂,减少焊缝金属中氢的含量,提高焊缝金属塑性。
焊条焊剂要烘干,焊缝坡口及附近母材要去油、水、除锈,减少氢的来源。
工件焊前预热,焊后缓冷(大部分材料的温度可查表),可降低焊后冷却速度,避免产生淬硬组织,并可减少焊接残余应力。
采取减小焊接应力的工艺措施,如对称焊,小线能量的多层多道焊等,焊后进行清除应力的退火处理。
焊后立即进行去氢(后热)处理,加热到250℃,保温2~6h,使焊缝金属中的散氢逸出金属表面。
2、热裂纹(又称结晶裂纹)
热裂纹的特征
热裂纹可发生在焊缝区或热影响区,沿焊缝长度方向分布。
热裂纹的微观特征是沿晶界开裂,所以又称晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成,
有氧化色彩。
焊后立即可见。
热裂纹产生原因。
焊缝金属的晶界上存在低熔点共晶体(含硫、磷、铜等杂质)。
接头中存在拉应力。
防止措施
选用适宜的焊接材料,严格控制有害杂质碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔点共晶,其熔点为988℃,很容易产生热裂纹。
严格控制焊缝截面形状,避免突高,扁平圆弧过渡。
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。
确定合理的焊接工艺参数,减缓焊缝的冷却速度,以减小焊接应力。如采用小线能量,焊前预热,合理的焊缝布置等。
㈣ 中碳钢焊接时热影响区容易产生什么
淬硬组织。
中碳钢是含碳量为0.25%~0.60%的铁碳合金。由于钢中含有较高的碳,其焊接性较差,因而在焊接过程中,若采取的工艺措施不正确,常常会产生裂纹、气孔等缺陷。这就要求合理地选择焊接材料、焊接方法,采取必要的预热、后热及焊后热处理等的工艺措施来减少和防止这些缺陷的产生。
钢中含碳量越高,板壁越厚,母材近缝区越容易产生低塑性的淬硬组织。焊件刚度大,如果冷却速度较快和焊条选用不当,容易产生冷裂纹。当母材熔化到第一层焊缝金属中的比例为30%时,由于焊缝的含碳量较高,焊缝金属容易产生裂纹。
中碳钢焊接注意事项
中碳钢的焊接材料应采用低氢型的焊条和焊剂。焊条电弧焊应选用E5016、E5017等低氢型碱性药皮焊条。埋弧焊焊剂可采用HJ350、HJ351和SJ301等中性焊剂,并配用H10Mn2焊丝。
对于不太重要的中碳钢薄壁焊件也可采用HJ431+H10Mn2焊丝组合。焊条和焊剂在使用前,应在350~400℃高温烘干2h,以将焊条药皮和焊剂中的水分降低到容许范围内。
㈤ 焊接过程中会产生什么
裂纹、热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、应力腐蚀裂纹气孔夹杂未融合、未焊透软化、脆化变形等。
焊接过程中会产生二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、还有一些氟化物与金属汽化的颗粒混合空气中。
焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外,焊接还可以在多种环境下进行,如野外、水下和太空。
焊接,也称作熔接、镕接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接通过下列三种途径达成接合的目的:
熔焊:加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷却凝固后便接合,必要时可加入熔填物辅助,它是适合各种金属和合金的焊接加工,不需压力。
压焊:焊接过程必须对焊件施加压力,属于各种金属材料和部分金属材料的加工。、钎焊-采用比母材熔点低的金属材料做钎料,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工,也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。
㈥ 焊接裂纹产生的原因
焊接裂纹产生的原因是焊接温度不够,第二是焊接中杂质渗入,其次,还有在焊接中工艺的不娴熟而导致焊一的偏差
㈦ 在焊接中什么是冷裂纹和热裂纹
热裂纹:沿晶开裂,一般发生在近焊缝或焊缝区。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)。
㈧ 请问钢材焊接时热影响区产生冷裂纹与哪些因素有关
收藏推荐 钢材来焊接时源,热影响区经常发生冷裂纹。试验证明,这些冷裂纹的产生与下列因素有关: ①焊接热影响区的组织 焊接热影响区的组织取决于钢材的成份及焊缝的冷却速度。一般钢材的焊接热影响区冷裂纹大多在马氏体内发生,为此在钢的成份中必须降低那些能增强淬硬性的元素,并提高钢材的强度。应根据炭当量(Ceq)或焊接裂纹敏感系数(Pc劝来选择冷裂纹敏感性低的钢材。另外,如焊接区的冷却速度大,也容易产生马氏体组织,所以采用预热或其它方法降低冷却速度,对防止产生冷裂纹也是有利的。 ②焊接区的扩散氢 对焊接热影响区裂纹的产生具有很大影响的还有从焊缝金属中向热影响区扩散的氢。当焊缝金属处于熔化状态时吸收了大量的氢,这些氢随着温度的降低而向外逸出。扩散氢在焊接热影响区内助长了冷裂纹的发生和扩展。所以采用低氢型焊条有降低焊缝含氢量的作用。此外,焊前预热也有利于焊接区扩散氢的逸出,对防止裂纹有好的作用。 ⑧焊接应力 对焊接热影响区冷裂纹有影响的应力,主要有拘束应力和热应力。特别是拘束应力,在焊接设计及具体施工中更应注意。
㈨ 焊接焊条焊接后问什么易裂纹
焊接焊条焊接后易裂纹的三大原因:
材质(包括焊条材质),母材是硬脆材料,如中、高碳钢,铸铁等;
接头应力,如接头刚性太大,焊缝不能自由收缩;
操作工艺,如,焊接参数选用不当,工艺措施(预热、保温缓冷等)选用不当。
因此,判断裂纹产生原因要根据具体材料、产品结构、焊接设备及环境等综合考虑,才会得出正确结论。
焊接裂纹的危害及分类
在焊缝或热影响区因开裂而形成的缝隙称为焊接裂纹。通常把平行于焊缝的裂纹称为纵向裂纹,垂直于焊缝的裂纹称为横向裂纹,在弧坑中的裂纹称为火口裂纹或弧坑裂纹。焊接裂纹是一种危害最大的缺陷,不仅降低焊接接头的强度,还会引起应力集中,使焊接结构承载后造成断裂,使产品报废,甚至会引起严重的事故。根据裂纹产生的条件,裂纹可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂四种。
热裂纹:焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近高温区产生的裂纹称为热裂纹。
冷裂纹:焊接接头冷却到较低温度(对钢来说为200~300℃)时,产生的焊接裂纹叫冷裂纹。冷裂纹主要产生在中碳钢和高强度的低合金钢、中合金钢中。
再热裂纹:焊后焊件在一定温度范围内再次加热而产生的裂纹叫再热裂纹。再热裂纹一般位于母材的热影响区,往往都是沿晶界开裂,都在粗大晶粒区,并且是平行于熔合线分布。当钢中含铬、钥、钒等合金元素较多时,产生再热裂纹的倾向增大。
层状撕裂:焊接时焊接构件中沿钢板轧层形成的阶梯状的裂纹叫层状撕裂。