『壹』 焊接后焊件出现裂纹是什么原因
这个原因太多了,可以做好几个课题。
一般有冷裂纹,热裂纹,和延迟版裂纹
普通结构钢,权碳钢,一般是冷裂纹,结构原因,坡口设计太窄等都可能;
热裂纹一般不锈钢比较多,原因是低熔点共晶的存在,就是坡口没清理干净;
延迟裂纹在耐热钢中很常见,也很难处理,关键要做好焊前预热,控制层间温度,焊后保温缓冷;
这个是我干焊接10年的总结,细节上具体情况就需要具体分析了。
『贰』 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)
『叁』 焊接冷裂纹和热裂纹有什么区别
冷裂纹与热裂纹区别
1、产生的温度和时间不同
热裂纹一般产生在焊缝的结晶过程中。冷裂纹大致发生在焊件冷却到200~300℃,有的焊后会立即出现,有的可以延至几小时到几周甚至更长时间才会出现。所以冷裂纹又称延迟裂纹。
2、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,有的是纵向,有的是横向,有时热裂纹也会延伸到基本金属中去。冷裂纹大多数产生在基本金属或熔合线上,大多数为纵向裂纹,少数为横向裂纹。
3、外观特征不同
热裂纹断面都有明显的氧化色。冷裂纹断口发亮,无氧化色。
4、金相结构不同
热裂纹都是沿晶界开裂的。冷裂纹是贯穿晶粒内部,即穿品开裂,不过也有的是沿晶界开裂。
『肆』 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。
『伍』 焊接时热裂纹产生的原因及防止方法是什么
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室温附近温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。
『陆』 焊接时热裂纹产生的原因及防止方法是什么
产生原因:是由于熔池冷却结晶时,受到的拉应力作用,而凝固时,低熔点共晶体形成的液态薄层共同作用的结果。
防止方法:
①控制焊缝中的有害杂质的含量即碳、硫、磷的含量,减少熔池中底熔点共晶体的形成。
②预热:以降低冷却速度,改善应力状况。
③采用碱性焊条,因为碱性焊条的熔渣具有较强脱硫、脱磷的能力。
④控制焊缝形状,尽量避免得到深而窄的焊缝。
⑤采用手弧板,将弧坑引至焊件外面,即使发生弧坑裂纹,也不影响焊件本身。
『柒』 什么叫热裂纹,它是怎样产生的
焊接件中最常见的一种严重缺陷。金属的焊接性中包括了两大类的问题:一类是焊接引起的材料性能变坏,使焊件失掉了材料原来特有的性能,如不锈钢焊后失掉其耐蚀性等;另一类是在焊接接头或其附近的母材内产生裂纹和气孔等缺陷。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。
热裂纹 多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界(见界面)分布的特征;但有时也能在低于固相线的温度下,沿“多边形化边界”形成。热裂纹通常多产生于焊缝金属内,但也可能形成在焊接熔合线附近的被焊金属(母材)内。按其形成过程的特点,又可分为下述三种情况。
结晶裂纹 产生于焊缝金属结晶过程末期的“脆性温度”区间,此时晶粒间存在着薄的液相层,因而金属塑性极低,由冷却的不均匀收缩而产生的拉伸变形超过了允许值时,即沿晶界液层开裂。消除结晶裂纹的主要冶金措施为通过调整成分,细化晶粒,严格控制形成低熔点共晶的杂质元素等,以达到提高材料在脆性温度区间的塑性;此外,从设计和工艺上尽量减少在该温度区间的内部拉伸变形。
液化裂纹 主要产生于焊缝熔合线附近的母材中,有时也产生于多层焊的先施焊的焊道内。形成原因是由于在焊接热的作用下,焊缝熔合线外侧金属内产生沿晶界的局部熔化,以及在随后冷却收缩时引起的沿晶界液化层开裂。造成这种裂纹的情况有二:一是材料晶粒边界有较多的低熔点物质;另一种是由于迅速加热,使某些金属化合物分解而又来不及扩散,致局部晶界出现一些合金元素的富集甚至达到共晶成分。防止这类裂纹的原则为严格控制杂质含量,合理选用焊接材料,尽量减少焊接热的作用。
多边化裂纹 是在低于固相线温度下形成的。其特点是沿“多边形化边界”分布,与一次结晶晶界无明显关系;易产生于单相奥氏体金属中。这种现象可解释为由于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件,使晶体内形成大量的空位和位错,在一定的温度、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,往往形成微裂纹。消除此种缺陷的方法是加入可以提高多边形化激活能的合金元素,如在Ni-Cr合金中加入W、Mo、Ta等;另一方面是减少焊接时过热和焊接应力。
冷裂纹 根据引起的主要原因可分为淬火裂纹、氢致延迟裂纹和变形裂纹。
淬火裂纹 产生在钢的马氏体转变点()附近(见过冷奥氏体转变图)或在200以下的裂纹,主要发生于中、高碳钢,低合金高强度钢以及钛合金等,主要产生部位在热影响区以及焊缝金属内。裂纹走向为沿晶或穿晶。形成冷裂纹的主要因素有:①金属的含氢量偏高;②脆性组织或对氢脆敏感的组织;③焊接拘束应力(或应变)。
氢致延迟裂纹 焊接过程中溶于焊缝金属内的氢向热影响区扩散、偏聚,特别是在容易启裂的三轴拉应力集中区富集,引起氢脆,即降低金属在启裂位置(或裂纹前端)的临界应力,当此处的局部应力超过此临界应力时,就造成开裂。这种裂纹的形成有明显的时间延迟的特征,其原因在于氢扩散富集需要时间(孕育期)。产生此种裂纹的条件是存在着氢和对氢敏感的组织,同时又有较大的拘束应力。因此,它常产生在严重应力集中的焊件根部和缝边,以及过热区。防止的措施包括:①降低焊缝中的含氢量,例如采用低氢焊条,严格烘干焊接材料等;②合理的预热及后热;③选用碳当量较低的原材料;④减小拘束应力,避免应力集中(见金属中氢)。
变形裂纹 这种裂纹的形成不一定是因为氢含量偏高,在多层焊或角焊缝产生应变集中的情况下,由于拉伸应变超过了金属塑性变形能力而产生。
再热裂纹 产生于某些低合金高强度钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金焊后的再次高温加热过程中。其主要原因一般认为当焊后再次加热到 500~700时,在热影响区的过热区内,由于特殊碳化物析出引起的晶内二次强化,一些弱化晶界的微量元素的析出,以及使焊接应力松弛时的附加变形集中于晶界,而导致沿晶开裂。因此,这种裂纹具有晶间开裂的特征,并且都发生在有严重应力集中的热影响区的粗晶区内。为了防止这种裂纹的产生,首先在设计时要选择再热裂纹敏感性低的材料,其次从工艺上要尽量减少近缝区的内应力和应力集中问题。
层状撕裂 主要产生于厚板角焊时,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。
『捌』 焊接裂纹的分类与特征
奥菲达技术研发部,热线0757-81137905,客服1004027259
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
热影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
『玖』 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。
『拾』 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)。