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                热裂纹的主要产生原因及预︽防措施
                发布时间:2022-10-14 14:30:59浏览次数:
                裂纹是Ψ 降低焊接结构使用性能最危险的焊接缺陷之一,焊缝中禁止出现任何形式的裂纹。焊接裂纹是指在焊接应力及其他致脆因素共同作用下,使材料的原子结合遭到破坏,形成新界面而产生的缝隙。按照焊接裂纹的产生条件,可以分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹,以下重点介绍最╱常见的裂纹形式——焊接热裂纹。


                一、什么是热裂纹

                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,从低碳钢、低合金高♀强度钢,到奥氏体不】锈钢、铝合金和镍基合金等都有产生焊接热裂纹的可能。热裂Ψ纹最常见于焊缝中心,属于结晶裂纹,其形成过程主要与低熔点共晶物和拉应力⊙有关。

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                二、影响热裂纹的主要因素

                1、焊缝〖金属的化学成分

                焊〗缝金属中C、S、P、Cu、Zn等低熔点元素及其化合物较多时,会促使形成热裂纹。在焊缝凝固过程期间,这些低熔点物质容易在焊缝中央聚集偏析,当焊缝边缘结晶凝固时,焊缝@ 中心晶粒间杂质仍处于液态膜状态,在焊缝收缩产◣生的应力作用下产生裂纹。

                2、焊缝横截面形状

                当焊缝深度比宽度大时,会使凝固颗粒增长垂直于焊接中心,容易产生热裂纹,特别是高熔深ω的埋弧焊和药芯焊丝气保焊用于厚板窄间隙焊接时更容易发生。建议焊道宽深比(焊缝宽度/焊缝深度)在1~1.4之间有利于提高抗裂性。

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                此外,凹形焊缝比凸形焊缝更容易产生裂纹,而高电压、焊接速度过快ω 是凹形焊缝的主要成因,应尽量避免。

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                3、焊接应力

                焊件刚性大,装配和焊接时产生较大的焊接应力※,会促使形成热裂纹。

                三、预防热裂纹的主要措施

                1、冶金控制方面

                ⑴控制焊缝▂中有害杂质含量

                严格限制母材和焊接材料中的C、P、S等有害杂质】含量。

                ⑵改善焊缝结晶组织▲

                碳钢和低合金钢主要通过向焊缝添加某些合金元素,如Mo、V、Ti等,以改变结晶组」织形态,细化晶粒从而提高抗裂性。不锈钢则通过加入Cr、Mo等铁素体形成元◥素,使焊缝中形成适量铁素体,以减少P、S等有害元素在晶界上的分布,同时█细化晶粒,从而有效防止♀裂纹产生。

                ⑶限制稀释率

                对于一些易于向焊缝转移某些有害杂质的母材,焊接时必须尽量减少稀释率,如开大坡口、减小熔深、堆焊︼隔离层等,尤其是中碳①钢、高碳钢以及异种金属焊接□ 时。

                2、应力控制方面

                ⑴选择合理的接头形式

                ⑵确定合理的焊接顺序

                总体原则是尽量使大◣多数焊缝在较小的刚度条件下焊接,避免焊接结构产生较大的拘◥束应力。

                ⑶确定合理的焊接参数

                焊接工艺参数直∴接影响焊缝的横断面形状,适当减小电流可以减少焊缝厚度,改善焊缝¤形状;采用低电压有利于形成凸形焊缝;避免高速焊接可减小稀释率╱并促进形成凸形焊缝;必要时√采取预热可以降低冷却速度并减少应力,也有助于』减少热裂纹。