1. 哪些材料焊接有延迟裂纹倾向
热裂纹:产生地点:与与鱼鳞状波纹线相垂直,段口由高温发黑的氧化颜色. .原因:金属在结晶过程中,高熔点物质先结晶,低熔点物质后结晶,接近终了时,晶界间一些低熔物质液化膜被焊接应力所拉裂.低熔点物质主要母体熔入焊缝材料(碳,硫,磷).防止热裂纹措施:①采用小电流,减少熔深,降低母材在缝中的比例②快焊速,不做太大横向摆动③采用碱性焊条,提高抗裂性冷裂纹:产生地点近焊缝区的母体上或焊缝接触处落弱处。
原因:母体近焊区受到焊接热影响,温度高,冷却速度快,结果产生低塑性淬硬组织,当工件刚度较大时,会引起大的焊接应力常常引起裂纹.
防止措施:①焊前预热,可减少母体与焊缝的温差
②细焊条,小电流,断续低焊区温度
③坡口开得小.减少填充金属,降低收缩应力
2. 焊接时防止延迟裂纹的产生有哪些措施
厚板、超厚板焊接时填充焊材熔敷金属量大,焊接时间长,热输进总量高,构件施焊时焊缝拘束度高、焊接残余应力大,焊后应力和变形大。焊接施焊过程中,易产生热裂纹与冷裂纹。
厚板在焊接前,钢板的板温较低,在开始焊时,电弧的温度高达1250~1300℃,厚板在板温冷热骤变的情况下,温度分布不均匀,使得焊缝热影响区轻易产生淬硬——马氏体组织,焊缝金属变脆,产生冷裂纹的倾向增大,为避免此类情况发生,厚板焊前必须进行加热。
在实际生产制造过程中,应对焊接过程进行控制,以防止焊接裂纹的产生。
1. 定位焊:定位焊是厚板施工过程中最轻易出现题目的部位。由于厚板在定位焊时,定位焊处的温度被四周的“冷却介质”很快冷却,造成局部过大的应力集中,引起裂纹的产生,对材质造成损坏。解决的措施是厚板在定位焊时,进步预加热温度,加大定位焊缝长度和焊脚尺寸。
2. 多层多道焊:在厚板焊接过程中,坚持的一个重要的工艺原则是多层多道焊,严禁摆宽道。这是由于厚板焊缝的坡口较大,单道焊缝无法填满截面内的坡口,摆宽道焊接造成的结果是,母材对焊缝拘束应力大,焊缝强度相对较弱,轻易引起焊缝开裂或延迟裂纹的发生。而多层多道焊有利的一面是:前一道焊缝对后一道焊缝来说是一个“预热”的过程;后一道焊缝对前一道焊缝相当于一个“后热处理”的过程,有效地改善了焊接过程中应力分布状态,利于保证焊接质量。
3. 焊接过程中的检查:厚板焊接不同于中薄板,需要几个小时乃至几十小时才能施焊完成一个构件,因此加强对焊接过程的中间检查,显得尤为重要,便于及时发现题目,中间检查不能使施工停止,而是边施工、边检查。如在清渣过程中,认真检查是否有裂纹发生。及时发现,及时处理。
4. 厚板对接焊后,应立即将焊缝及其两侧各100~150mm范围内的局部母材进行加热,加热时采用红外线电加热板进行。加热温度到250~350℃后用石棉展盖进行保温,保温2~6h后空冷。这样的后热处理可使因焊前清洁工作不当或焊剂烘焙不当而渗透熔池的扩散氢迅速逸出,防止焊缝及热影响区内出现氢致裂纹。
厚钢的超声波检测应在焊后48h或更长时间进行。如进度答应,也可在构件出厂前再次进行检测,确保构件合格,以免延迟裂纹对工件的破坏。
3. 焊接冷裂纹即延迟裂纹可分为
焊接中常见的热裂纹、冷裂纹、层状撕裂、未熔合及未焊透、气孔、夹渣6种缺陷种类。
第一, 热裂纹。
其基本特征是在焊缝的冷却过程中产生。其产生的主要原因是钢材或焊材中的硫、磷杂质与钢形成多种脆、硬的低熔点共晶物,在焊缝的冷却过程中,最后凝固的低熔点共晶物处于受拉状态,极易开裂。
第二, 冷裂纹。
由焊接而产生的冷裂纹又称延迟裂纹,其所具有的主要特征为通常在200℃至室温范围内产生,有延迟特征,焊后几分钟至几天出现。其产生的主要原因与钢材的选择、结构的设计、焊接材料的储存与应用及焊接工艺有密切的关系。
第三, 层状撕裂。
其主要特征表现为当焊接温度冷却到400℃以下时,在一些板材厚度比较大,杂质含量较高,特别是硫含量较高,且具有较强沿板材轧制平行方向偏析的低合金高强钢,当其在焊接过程中受到垂直于厚度方向的作用力时,会产生沿轧制方向呈阶梯状的裂纹。
第四, 未熔合及未焊透。
两者产生原因基本相同,主要是工艺参数、措施及坡口尺寸不当,坡口及焊道表面不够清洁或有氧化皮及焊渣等杂物,焊工技术较差等。
第五, 气孔。
按其产生形式可分为两类,既析出型气孔和反应型气孔。析出型气孔主要为氢气孔和氮气孔,反应型气孔在钢材 即非有色金属 的焊接中则以CO气孔为主。析出型气孔的主要特征是多为表面气孔,而氢气孔与氮气孔的主要区别在于氢气孔以单一气孔为主,而氮气孔则多为密集型气孔。焊缝中气孔产生的主要原因与焊材的选择,保存与使用,焊接工艺参数的选择,坡口母材的清洁程度及熔池的保护程度等有关系。
第六, 夹渣。
非金属夹杂物的种类、形态和分布主要与焊接方法、焊条和焊剂及焊缝金属的化学成分有关。
4. 哪些材料焊接有延迟裂纹倾向的原因
钢结构焊接常出现的另一质量问题是产生焊接裂纹。分为热裂纹和冷裂纹两类。
热裂纹是指高温下所产生的裂纹,又称高温裂纹或结晶裂纹,通常产生在焊缝内部,有时也可能出现在热影响区,表现形式有:纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象,低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析,凝固以后强度也较低。当焊接应力足够大时,就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开,形成裂纹。此外,如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质,当焊接拉应力足够大时,也会被拉开。总之,热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。
针对其产生原因,其预防措施如下:
限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素和有害杂质的含量,特别应控制硫、磷的含量和降低含碳,一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.045%,磷的含量不应大于0.055%;另外钢材含碳量越离,焊接性能越差,一般焊缝中碳的含量控制在0.10%以下时,热裂纹敏感性可大大降低。二是调整焊缝金属的化学成分,改善焊缝组织,细化焊缝品粒,以提高其塑性,减少或分散偏析程度,控制低熔点共品的有害影响。三是采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝中的杂质含摄,改善结晶时的偏析程度。适当提高焊缝的形状系数,采用多层多道焊接方法,避免中心线偏析,也可防止中心线裂纹。另外在操作时采用合理的焊接顺序和方向,采用较小的焊接线能超,整体预热和锤击法,收弧时填满弧坑等工艺措施,也能预防热裂纹的产生。
冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内(300~200℃以下)产生的裂纹。可以在焊接后立即出现,也可以在焊接以后的较长时间才发生,故也称为延迟裂纹。其形成的基本条件有3个:焊接接头形成淬硬组织;扩散氢的存在和浓集;存在着较大的焊接拉伸应力。
冷裂纹的预防措施主要有几方面:
一是选择合理的焊接规范和线能,改善焊缝及热影响区组织状态,如焊前预热、控制层间温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出;
二是采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝中的扩散氧含量。
三是焊条和焊剂在使用前应严格按照规定的要求进行烘干(低氢焊条300℃~350℃保温lh;酸性焊条l00℃~l50℃保温lh;焊剂200℃~250°保温2h),认真清理坡口和焊丝,汰除油污、水分和锈斑等脏物,以减少氢的来源。
四是焊后及时进行热处理。一种是进行退火处理,以消除内应力,使淬火组织回火,改善其韧性;二是进行消氢处理,使氢从焊接接头中充分逸出。除此之外,选材上提高钢材质量,减少钢材中的层状夹杂物,工艺上采取可降低焊接应力的各种措施,也都是必要的。
5. 焊接裂纹产生的原因及措施
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。
有些焊接结构本身就存有拘束力和刚性。
焊接过程是由固体变成液体,也就是由固态转变成液态(通常说铁水),再由液态变成固态,也就形成焊缝。液态转变成固态(也就是铁水转变成晶粒)。铁水变成晶粒的过程就是结晶过程。
母材温度低的位置先开始结晶,逐渐向焊缝中间位置伸展,焊缝中间最后结晶。由于热胀冷缩的作用,焊接结构受应力或拘束力或刚性的影响,使母材晶粒连接不到一起,轻者在焊缝中间出现小裂纹,重者在焊缝中间出现明显的裂缝。
即使母材和电焊条的化学成分都好,受焊接结构的拘束力、刚性和焊接过程产生的应力影响,也会出现裂纹或裂缝。
如果母材和电焊条的化学成分不好(碳、硫、磷等偏高);或是焊缝预留间隙太大,母材在焊缝边缘杂质过多,或电流过大,并且焊接速度过快、过慢、焊道过宽等因素会使焊缝开裂情况更要加重。