1. 焊接冷裂纹即延迟裂纹可分为
一、热裂纹
热裂纹是在焊接时高温下产生的,故称热裂纹。根据所焊金属的材料不同,所产生热裂纹的形态、温度区和主要原因也各不同,因此又把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹等三类。
01 结晶裂纹
在结晶后期,由于低容共晶形成的液态薄膜消弱了晶粒间的联结,在拉伸应力作用下发生开裂。
主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中(含硫、磷、铁、碳、硅偏高)和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金的焊缝中。个别情况下,结晶裂纹也能在热影响区产生。
02 高温液化裂纹
在焊接热循环峰值温度的作用下,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。
主要发生在含有铬镍的高强钢、奥氏体钢、以及某些镍基合金的近缝区或多层焊层间部位。母材和焊丝中硫、磷、硅碳偏高时,液化裂纹的倾向将显著增高。
高温液化裂纹
03 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。
多边化裂纹多发生在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝中或近缝区,它是属于热裂纹的类型。
二、再热裂纹
厚板焊接结构,并含有某些沉淀强化合金元素的钢材,在进行消除应力热处理或在一定温度下服役的过程中,在焊接热影响区粗晶部位发生的裂纹称为再热裂纹。再热裂纹多发生在低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢和某些镍基合金的焊接热影响区粗晶部位。
三、冷裂纹
冷裂纹是在焊接中产生的较为普遍的一种裂纹,它是在焊后冷至较低温度下产生的。冷裂纹主要产生在低合金钢、中合金钢、中碳和高碳钢的焊接热影响区。个别情况下,如焊接超高强度钢或某些钛合金时,冷裂纹也出现在焊缝金属上。
根据被焊钢种和结构的不同,冷裂纹也有不同的类别,大致可分为以下三类:
01 延迟裂纹
它是冷裂纹中的一种普遍形态,主要特点是不在焊后立即出现,而是有一般孕育期,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。
02 淬火裂纹
这种裂纹基本上没有延迟现象,焊后立即发现,有时发生在焊缝上,有时出现在热影响区。
主要是有淬硬组织,在焊接应力作用下产生的裂纹。
03 低塑性脆化裂纹
某些塑性较低的材料,冷至低温时,由于收缩力而引起应变超过了材质本身所具有的塑性储备或材质变脆而产生的裂纹。由于是在较低的温度下产生的,所以也是属于冷裂纹的另一形态,但无延迟现象。
四、层状撕裂
大型采油平台和厚壁压力容器的制造过程中,有时出现平行于轧制方向的阶梯裂纹,所谓层状撕裂。
主要是由于钢板的内部存在有分层夹杂物(沿轧制方向),在焊接时产生的垂直于轧制方向的应力,致使在热影响区离火稍远的地方,产生“台阶”式层状撕裂。
五、应力腐蚀裂纹
某些焊接结构(如容器和管道),在腐蚀介质和应力的共同作用下产生的延迟裂纹。
影响应力腐蚀裂纹的因素有结构的材质,腐蚀介质的种类、结构的形态、制造和焊接工艺、焊接材料,以及消除应力的程度等。应力腐蚀是在服役过程中产生的。
2. 焊接冷裂纹包括
焊接裂纹是焊接件中最常见的一种严重缺陷。在焊接应力及其他致脆因素共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。
它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。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。
焊接裂纹产生的原因有哪些?
焊缝在焊接当中开裂有以下原因:
应力、拘束力、刚性、化学成分、焊缝预留的间隙、电流、焊道、母材清洁度等。这些因素都可能是造成焊缝开裂。
虽然焊缝开裂原因很多,但在不同场合是多种因素造成,也有两种或三种因素造成的。但不管几个因素,其中必有一个主要因素。也有各种条件都没有什么影响,只受一个因素造成焊缝开裂。
因此出现焊缝开裂必须首先正确地分析出开裂的主要因素和次要因素,根据造成开裂的主要、次要因素采取相应措施进行解决。
焊接过程形成的焊缝是焊条和母材两者经过电流高温熔化后形成焊缝,是焊条和母材由固体变成液体,高温液体是热胀,冷却变成固体是收缩。由于热胀冷缩,自然使焊接结构产生应力。
3. 焊接冷裂纹的主要影响因素是哪些
产生冷裂纹的原因是:焊接接头存在淬硬组织,性能脆化;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;存在较大的焊接拉应力。
冷裂纹主要发生在重碳钢、高碳钢、低合金高强钢、中合金钢高强钢、马氏体不锈钢的焊接热影响区,一些超高强度钢、钛合金有时也出现在焊缝中。
焊接冷裂纹主要分布在焊道下、焊缝根部、焊趾、焊缝表面,具有沿品及穿晶断裂特征,断口明亮有金属光泽,,同热裂纹一样,其断裂条件是:焊接接头局部位置的延性δmin不足以承受所发生的应变占的作用,即ε≥δmin时发生断裂。焊接冷裂纹包括淬硬脆化裂纹、延迟裂纹、低塑性脆化裂纹。
扩展资料
防止冷裂纹的措施
1、改进铸件结构,使壁厚均匀,必要时可增设加强筋。
2、合理设置浇注系统。避免铸件线收缩受阻。减少铸造应力。
3、控制钢水中C、Cr、Mn、P等含量。C、Cr、Mn等会降低钢的导热性和塑性,因此,这些元素含量高,冷裂倾向就增大,磷使钢具有冷脆性。
4、钢液要充分脱氧,否则,在晶粒边界上聚集较多的FeO、MnO等氧化夹杂物,使钢变脆。
5、对特殊合金成分件要改变其冷却速度,以防止冷裂。
6、在铸件清理矫正时,要避免剧烈撞击。
4. 焊接冷裂纹和热裂纹的种类及特征
裂纹按其产生部位不同可分为根部裂纹、弧坑裂纹、熔合区裂纹以及热影响区裂纹等。按其产生的温度和时间不同可分为热裂纹、冷裂纹以及再热裂纹。热裂纹:经常发生在焊缝中,有时也出现在热影响区,焊缝中纵向裂纹一般发生在焊道中心,与焊缝长度方向平行。横向热裂纹一般沿柱状晶发生,并与母材的晶粒间界相连,与焊缝长度方向垂直。根部裂纹发生在焊缝根部,弧坑裂纹大都发生在弧坑中心的等轴晶区,有纵、横、星状几种类型。热影响区中的热裂纹有横向,也有纵向,但都沿晶界发生,热裂纹的微观特征一般是沿晶界开裂,又称晶间裂纹。当裂纹贯穿表面与外界空气相通时,沿热裂纹折断的端口表面呈氧化色彩(如蓝灰色等)。热裂纹产生的原因:因为焊接过程中熔池金属中的硫、磷等杂质在结晶过程中形成低熔点共晶,随着结晶过程的进行,它们逐渐被排挤在晶界,形成了“液态薄膜”,而在焊缝凝固过程中由于收缩的作用,焊缝金属受拉应力,“液态薄胶”不能承受拉应力而产生裂纹。防止产生热裂纹的措施:
①限制钢材及焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量。特别是减少硫、磷等杂质的含量及降低碳的含量。
②调节焊缝的化学成分,改善焊缝组织,细化焊缝晶粒,以提高其塑性,减少或分散偏析程度,控制低熔点共晶的影响。
③提高焊条的碱度,以降低焊缝中的杂质的含量。
④控制焊接规范,适当提高焊缝系数,用多层多道焊法,避免中心偏析,可防止中心线裂纹。
⑤采取降低焊接应力的措施,收弧时填满弧坑。
5. 焊接冷裂纹即延迟裂纹可分为几种
产生冷裂纹的原因是:焊接接头存在淬硬组织,性能脆化;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;存在较大的焊接拉应力。
防止冷裂纹的措施
1、改进铸件结构,使壁厚均匀,必要时可增设加强筋。
2、合理设置浇注系统。避免铸件线收缩受阻。减少铸造应力。
3、控制钢水中C、Cr、Mn、P等含量。C、Cr、Mn等会降低钢的导热性和塑性,因此,这些元素含量高,冷裂倾向就增大,磷使钢具有冷脆性。
4、钢液要充分脱氧,否则,在晶粒边界上聚集较多的FeO、MnO等氧化夹杂物,使钢变脆。
5、对特殊合金成分件要改变其冷却速度,以防止冷裂。
6、在铸件清理矫正时,要避免剧烈撞击。
6. 产生焊接热裂纹和冷裂纹的原因是什么
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。
7. 焊接冷裂纹即延迟裂纹可分为哪两大类
延迟裂纹
属于冷裂纹,焊后冷却至马氏体转变温度点以下产生的裂纹。一般在焊后一段时间(几个小时,几天甚至更长)才出现。
有延迟裂纹倾向的材料主要是ReL>450或Rm>540的低合金高强度钢,包括15MnVr,18MnMoNbR,13MnNiMoNbR,07MnCrMoVR,07MnNiCrMoVDR,和一些低合金耐热钢,包括:15CrMo,14Cr1Mo,及12CrMo1等,以及马氏体不锈钢,包括:1Cr13,2Cr13,4Cr13,2Cr12WMoV,2Cr12MoV,2Cr12Ni3MoV等。
再热裂纹
指焊接接头冷却后再加热至500~2700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料,如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属的焊接热影响区的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶发展,呈晶间开裂特征。
再热裂纹多发生在低合金高强度焊接结构的焊后热处理时,试验证明16MnR(Q345R),15MnVR,15MnVNR对再热裂纹不敏感,18MnMoNb只有轻微敏感。
但07MnNiVDR,07MnNiCrMoVDR有一定的再热裂纹倾向,特别是较厚的板,为了增加厚度方向的淬透性而加入微量的硼,更增加了再热裂纹的敏感性。