焊接裂纹的处理
几种焊缝热影响区裂纹的成因及对策研究
几种焊缝热影响区裂纹的成因及对策研究焊接是一种常见的连接方法，但焊接过程中会产生热影响区裂纹，这对焊接质量和安全性都有很大影响。
本文将从几种常见的焊缝热影响区裂纹成因入手，探讨对策研究。
一、晶间腐蚀裂纹
晶间腐蚀裂纹是由于焊接过程中，焊缝热影响区内的晶粒边界处发生了腐蚀而引起的。
这种裂纹的成因主要是焊接材料的化学成分和焊接工艺的选择不当。
对策研究应该从以下几个方面入手：选择合适的焊接材料，控制焊接工艺参数，采用适当的焊接方法。
二、热裂纹
热裂纹是由于焊接过程中，焊缝热影响区内的应力超过了材料的承受能力而引起的。
这种裂纹的成因主要是焊接过程中的温度变化和应力集中。
对策研究应该从以下几个方面入手：控制焊接过程中的温度变化，采用适当的焊接顺序，减少应力集中。
三、冷裂纹
冷裂纹是由于焊接后，焊缝热影响区内的残余应力和冷却过程中的收缩应力引起的。
这种裂纹的成因主要是焊接后的残余应力和冷却过程中的收缩应力。
对策研究应该从以下几个方面入手：控制焊接后的残
余应力，采用适当的焊接顺序，控制冷却速度。
综上所述，焊缝热影响区裂纹的成因主要有晶间腐蚀裂纹、热裂纹和
冷裂纹。
对策研究应该从选择合适的焊接材料、控制焊接工艺参数、
采用适当的焊接方法、控制焊接后的残余应力、采用适当的焊接顺序、控制冷却速度等方面入手。
只有这样，才能有效地预防焊缝热影响区
裂纹的产生，提高焊接质量和安全性。
焊缝横向裂纹产生的原因和解决方法
焊缝横向裂纹产生的原因和解决方法一、概述在工业生产中，焊接是一种常见的连接方法，它在机械制造、建筑工程、航空航天等领域都有广泛的应用。
然而，在焊接过程中，随之而来的焊接缺陷也是一个不容忽视的问题。
其中，焊缝横向裂纹是一种常见的缺陷，它不仅会影响焊接质量，还可能引发安全事故。
了解焊缝横向裂纹产生的原因和解决方法具有重要的意义。
二、焊缝横向裂纹的原因1. 焊接材料的选择不当在进行焊接时，选用的焊接材料可能会对焊接质量产生重要影响。
如果选择的焊接材料强度不足或者与母材的化学成分不匹配，就会导致焊接过程中出现应力集中，从而容易产生横向裂纹。
2. 焊接工艺参数不合理焊接工艺参数是影响焊接质量的重要因素之一。
如果焊接电流、电压、速度等参数设置不合理，就会造成焊接过程中的温度分布不均匀，从而引起焊缝横向裂纹的产生。
3. 材料表面不洁净焊接前需要对要焊接的材料表面进行清洁处理，以保证焊接质量。
如果没有进行彻底的清洁处理，就会导致焊接材料表面附着有杂质，这些杂质会影响焊接的质量，增加裂纹的产生可能性。
4. 焊接残余应力在焊接过程中，由于温度的变化和热量的不均匀分布，容易产生残余应力。
这些残余应力会导致焊接部位的局部变形，最终导致焊缝横向裂纹的产生。
5. 设计缺陷在一些情况下，焊接工件的设计本身存在缺陷，比如焊缝的设计不合理、板材的厚度悬殊等，都会增加焊缝横向裂纹的发生。
三、焊缝横向裂纹的解决方法1. 优化焊接材料的选择在进行焊接前，需对焊接材料进行严格的选择，确保其与母材的化学成分匹配，且具有足够的强度。
对于使用对焊材料的情况，需要对搭铁焊接材和母材的化学成分及性能进行检测。
2. 合理设置焊接工艺参数合理设置焊接工艺参数是避免焊缝横向裂纹产生的重要手段。
在进行焊接前，需要根据具体的情况合理地设置焊接电流、电压、速度等参数，确保温度的均匀分布和焊接的质量。
3. 加强材料表面清洁处理在进行焊接前，需要对焊接材料表面进行严格的清洁处理。
钢结构焊接裂纹的原因及防治措施
钢结构焊接裂纹的成因及预防措施本文基于焊接产生裂纹的理论知识,通过实践经验，深入分析了钢结构裂缝产生的内外原因。
焊接裂纹是钢结构在制造过程出现的危害最严重的缺陷,我公司主要承担为安阳钢铁备件制造、安装及系统检修,在钢结构的制造过程中,有时焊缝会出现焊接裂纹,给工程施工带来一定的影响,具体表现在:裂纹能引起严重的应力集中,降低焊接接头的承载能力,任其发展的话最终会导致焊接结构的破坏,降低工程质量,缩短结构寿命,严重时可能造成安全事故,间接延误工期并增加施工成本,影响公司的形象,所以说裂纹在钢结构的制造过程中一经发现必须彻底清除,进行修补,确保产品质量.以下是对钢结构制造过程中产生裂缝的原因和预防措施的分析。
1.内部原因分析及相应的预防措施通常，焊接裂纹根据其温度和时间分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。
1.1.热裂纹热裂纹是指在焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时产生的裂纹,故又称为高温裂纹.其产生的原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在偏析现象,偏析出的物质多为低熔点共晶和杂质.它们在结晶过程中以液态间层形式存在,凝固以后的强度也较低,当焊接应力足够大时，液体夹层或刚凝固的固体金属将被拉开，形成裂纹.此外如果母材的晶界上也存在低熔点共晶和杂质,则在加热温度超过其熔点的热影响区,这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层,在一定条件下,焊接应力足够大时也会被拉开形成所谓热影响区液化裂纹.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.热裂纹特征是:多贯穿在焊缝表面,且断口被氧化成氧化色.它主要的表现形式:纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹及热影响区裂纹.针对其产生的原因采取以下预防措施:a)限制钢材和焊材中的硫、磷元素的质量分数.b)改善熔池金属的一次结晶,细化晶粒提高焊缝金属的抗裂性:控制焊接工艺参数,适当提高焊缝成型系数:可采用多层多道焊法,避免中心线偏析,可防止中心线裂纹。
1.2.冷裂纹冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹.它与热裂纹不同,是在焊后较低温度下产生的,可以焊后立即出现,有时要经过一段时间才能出现,这种拖后一段时间才能出现的裂纹也称为延迟裂纹.冷裂纹主要发生在中碳钢、高碳钢、低合金钢或中合金钢中,产生的原因主要有三个因素:1)钢的淬硬倾向大;2)焊接接头受到的拘束应力;3)较多的扩散氢的存在和浓集.这三个条件同时存在时,就容易产生冷裂纹.在许多情况下,氢是诱发冷裂纹的最活跃的因素.冷裂纹的特征是断裂表面没有氧化色彩,这表明与热裂纹不一样,它通常发生在热影响区或热影响区与焊缝连接处的熔合线内,但也有可能发生在焊缝上.防止冷裂纹主要从降低扩散氢含量、改善组织和降低焊接应力等几方面解决,主要的措施有:a)选用低氢型焊条,可减少焊缝的氢.b)焊条焊剂应严格按照规定进行烘干,碱性焊条要求300~350℃,烘熔1~2h;酸性焊条要求100~150℃,烘熔1~2h;熔炼焊剂要求200~250℃,烘熔1~2h; 烧结焊剂要求200~250℃,烘熔1~2h.随取随用,严格清理焊丝和工件坡口两侧的油绣,水分,改善焊缝金属的性能,加入某些合金元素以提高焊缝金属的塑形.d)正确选用焊接工艺参数、预热、缓冷、后热以及焊后热处理等,以改善焊缝及热影响区的组织,改善结构的应力状态,降低焊接应力等。
焊接裂纹的分析与处理
焊接裂纹的分析与处理我们在厂修车体、车架、转向架构架时经常会遇到焊缝或母材的裂纹。
我们已经讲过裂纹的判断，判断出裂纹以后就需要对裂纹进行处理。
如果我们在处理之前对裂纹没有一个准确的分析，就不可能制定出最佳的处理方案。
因此必须要对裂纹进行认真的分折。
根据焊接生产中采用的钢材和结构类型不同，可能遇到各种裂纹，裂纹多产生在焊缝上，如焊缝上的纵向裂，焊缝上的横向裂。
也可以产生在焊缝两侧的热影响区，焊缝热影响区的纵向裂，焊接影响的横向裂纹，焊接热影响区的焊缝贯穿裂纹，有时产生在金属表面，有时产生在金属内部，如焊缝根部裂、焊趾裂，有的裂纹用肉眼可以看到，有的则必须借助显微镜才能发现，有的裂纹焊后立即出现，有的则是放置或运行一段时间之后才出现。
1.焊缝裂纹的分类根据裂纹的本质和特征，可分为五种类型：即热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂及应力腐蚀裂纹。
1.1热裂纹热裂纹是在高温情况下产生的，而且是沿奥氏体晶界开裂，就目前的理解，把裂纹又分为结晶裂纹、液化裂纹、多边化裂纹三类。
（1）结晶裂纹—结晶裂纹的形成期，是在焊缝结晶过程中且温度处在固相线附近的高温阶段，即处于焊缝金属的凝固末期固液共存阶段，由于凝固金属收缩时残存液相不足，致使沿晶开裂，故称结晶裂纹，由于这种裂纹是在焊缝金属凝固过程中产生的，所以也称为凝固裂纹。
结晶裂纹的特征：存在的部位主要在焊缝上，也有少量的在热影响区，最常见的是沿焊缝中心长度方向上开裂，即纵向裂，断口有较明显的氧化色，表面无光泽，也是结晶裂纹在高温下形成的一个特征。
（2）液化裂纹—焊接过程中，在焊接热循环峰值温度作用下，在多层焊缝的层间金属以及母材近缝区金属中，由于晶间层金属被重新熔化，在一定的收缩应力的作用下，沿奥氏体晶界产生的开裂，称为“液化裂纹”也称“热撕裂”。
液化裂的特征：①易产生在母材近缝区中紧靠熔合线的地方（部分溶化区），或多层焊缝的层间金属中。
②裂纹的走向，在母材近缝区中，裂纹沿过热奥氏体晶间发展；在多层焊缝金属中，裂纹沿原始柱状晶界发展，裂纹的扩展方向，视应力的最大方向而定，可以是横向或纵向；并在多层焊焊缝金属中，液化裂纹可以贯穿层间；在近缝区中的液化裂纹可以穿越熔合线进入焊缝金属中。
焊缝开裂的解决方法
焊缝开裂的解决方法
焊缝开裂是焊接过程中常见的质量问题，可能会导致焊接件破裂或失去强度。
以下是几种解决焊缝开裂的常见方法：
1. 选择合适的焊接材料：选择适合焊接材料的合金，以确保焊接后的强度和耐腐蚀性。
2. 控制焊接参数：控制焊接过程中的电流、电压、焊接速度等参数，以确保焊接温度和热输入适当，避免产生过高的热应力。
3. 消除焊接缺陷：在焊接之前，清洁焊接表面，去除油污、氧化物和其他杂质，以确保焊接质量。
4. 采用适当的预热和后热处理：对于较厚或高强度材料，可以采用预热以减小温度梯度和热应力，焊后进行适当的退火或淬火处理，以提高焊接接头的性能和稳定性。
5. 使用适当的焊接技术：根据具体情况选择合适的焊接方法，如TIG、MIG、电弧、激光等，以确保焊接质量。
6. 增加焊缝的准备和设计：对于关键部位的焊接，可以增加焊缝的设计和准备工作，如加宽焊缝、倒边、坡口等，以增加焊缝的强度和韧性。
7. 加强监管和检验：对焊接过程进行严格监控，使用无损检测技术，如X射线、超声波、涡流等，检测焊缝质量，及时发
现并修复可能存在的裂纹和缺陷。
以上是一些常见的解决焊缝开裂问题的方法，但具体解决方法需要根据具体情况进行调整和应用。
碳钢焊接裂纹产生的原因及预防措施
碳钢焊接裂纹产生的原因及预防措施碳钢是一种常用的金属材料，广泛用于机械制造、建筑、船舶制造和其他领域。
在碳钢焊接过程中，裂纹是一个常见的质量问题，可能产生于焊缝或热影响区。
裂纹的产生不仅会影响焊接件的性能，还可能导致设备事故和生产事故，因此必须引起高度重视。
本文将从碳钢焊接裂纹产生的原因和预防措施两个方面进行介绍。
一、碳钢焊接裂纹产生的原因1.焊接热应力碳钢在焊接过程中会受到局部加热和冷却的影响，从而产生热应力。
当这种热应力达到一定程度时，就会导致焊接件产生裂纹。
热应力是焊接裂纹产生的主要原因之一。
2.组织不均匀碳钢在焊接后易产生组织不均匀的现象，特别是焊接缝区域。
这是由于焊接时局部温度变化和冷却速度不均匀导致的。
组织不均匀会导致焊接件内部应力不均匀，从而易产生裂纹。
3.焊接材料不合格碳钢焊接材料质量不合格，如含有过多的杂质和夹杂，或者变质，都会导致焊接后产生裂纹。
4.焊接工艺不当焊接工艺参数的选择不当，包括焊接电流、焊接速度、焊接温度等，都会影响焊接质量，导致裂纹的产生。
5.焊接接头设计不合理焊接接头设计不合理，如焊缝形状、焊接角度和长度不符合要求，也会导致焊接时产生裂纹。
6.焊缝中含有气孔或夹渣焊缝中含有气孔或夹渣是产生焊接裂纹的常见原因之一。
气孔和夹渣会导致焊缝中的应力集中，从而促进裂纹的产生。
以上就是碳钢焊接裂纹产生的主要原因，只有深入了解这些原因，才能更好地进行预防和控制。
1.合理控制焊接热输入合理控制焊接热输入是减少焊接裂纹的关键。
在焊接时应根据具体情况，选择合适的焊接电流、电压、焊接速度和预热温度，以减少焊接热应力的产生。
3.采用预热和后热处理在焊接过程中采用预热和后热处理是减少焊接裂纹的有效方法。
预热可以降低焊接件的温度梯度，减少热应力的产生，后热处理可以缓解焊接后的残余应力，从而减少焊接裂纹的产生。
6.严格检查和清除焊缝中的气孔和夹渣在焊接过程中要严格检查和清除焊缝中的气孔和夹渣，以确保焊接质量，避免裂纹的产生。
焊接常见问题及处理方法
焊接常见问题及处理方法
焊接是一种常见的金属加工方法，它可以将两个或多个金属材料连接在一起。
但是，焊接过程中常常会出现一些问题，例如焊缝不均匀、气孔、裂纹等等。
本文将介绍焊接常见问题及处理方法。
1. 焊缝不均匀
焊缝不均匀是焊接过程中经常出现的问题，它可能是由于焊接温度不均匀或焊接速度过快导致的。
要解决这个问题，焊工需要调整焊接温度和焊接速度，确保焊接质量均匀。
2. 气孔
气孔是焊接中最常见的问题之一，它会影响焊接强度。
气孔产生的原因可能是由于焊接材料表面有油脂或湿气，或者焊接过程中没有完全消除气体。
要解决这个问题，需要在焊接前对焊接材料进行清洁，并在焊接过程中注入保护气体以防止氧化。
3. 裂纹
焊接时出现裂纹可能是由于焊接过程中温度不均匀或焊接材料强度不够导致的。
要解决这个问题，焊工需要调整焊接温度和速度，并确
保焊接材料强度足够。
4. 焊接变形
焊接变形是由于焊接材料的热膨胀引起的，它会导致焊接件失真。
要解决这个问题，焊工需要在焊接过程中使用夹具或其他支撑方式以防止变形。
总的来说，焊接过程中会出现各种各样的问题，但是这些问题大多都可以通过调整焊接参数和采取相应措施来解决。
在焊接前，焊工应该仔细检查焊接材料，确保其表面干净并且没有油脂或其他污染物。
此外，焊工还应该在焊接过程中注重安全措施，保护自己和周围人员的安全。
焊接裂纹成因分析及其防治措施
焊接裂纹成因分析及其防治措施1、焊接裂纹的现象在焊缝或近缝区，由于焊接的影响，材料的原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为焊接裂缝，它具有缺口尖锐和长宽比大的特征。
按产生时的温度和时间的不同，裂纹可分为：热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀裂纹和层状撕裂。
在焊接生产中，裂纹产生的部位有很多。
有的裂纹出现在焊缝表面，肉眼就能观察到；有的隐藏在焊缝内部，通过探伤检查才能发现；有的产生在焊缝上；有的则产生在热影响区内。
值得注意的是，裂纹有时在焊接过程中产生，有时在焊件焊后放置或运行一段时间之后才出现，后一种称为延迟裂纹，这种裂纹的危害性更为严重。
常见裂纹的发生部位与型态如下图所示。
常见裂纹的发生部位与型态2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害最大的缺陷，除了降低焊接接头的承载能力，还因裂缝末端的尖锐缺口将引起严重的应力集中，促使裂缝扩展，最终会导致焊接结构的破坏，使产品报废，甚至会引起严重的事故。
通常，在焊接接头中，裂缝是一种不允许存在的缺陷。
一旦发现即应彻底清除，进行返修焊接。
3、焊接裂纹的产生原因及防治措施由于不同裂缝的产生原因和形成机理不同，下面就热裂缝、冷裂缝和再热裂缝三类分别予以讨论3.1、热裂纹热裂缝一般是指高温下（从凝固温度范围附近至铁碳平衡图上的A3线以上温度）如下图所示所产生的裂纹，又称高温裂缝或结晶裂缝。
热裂缝通常在焊缝内产生，有时也可能出现在热影响区，如图所示。
原因：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存在形成偏析，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缝。
此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，则在加热温度超过其熔点的热影响区，这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开而形成热影响区液化裂缝。
总之，热裂缝的产生是冶金因素和力学因素综合作用的结果。
防治措施：防止产生热裂缝的措施，可以从冶金因素和力学因素两个方面入手。
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C S P ( Si / 25 Ni / 100 ) 3 HCS 10 3Mn Cr Mo V 当HCS<4时，可以防止裂纹
含碳量C<0.016% S↑裂↑但加入Mn↑裂↓
含碳量C>0.016% P对形成结晶裂纹的作用超 过了S，Mn↑无意义 第五章 焊接裂纹
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注意：
d)、Si 硅是 相形成元素，利于消除结晶裂 纹 , 相中S、P溶解度大缘故， Si>0.4% 易形成低熔点的硅酸盐夹杂使 裂↑ e)、Ti 、锆（Zｒ）和稀土元素 对硫的亲合力大，形成高熔点的硫 化物，消除结晶裂纹有良好的作用。
第五章 焊接裂纹
4
二、种类
各种不同类型的裂纹 ①焊缝中纵向裂纹பைடு நூலகம்②焊缝上横向裂纹 ③热影响区纵向裂纹 ④热影响区横向裂纹 ⑤火口（弧坑）裂纹 ⑥焊道下裂纹 ⑦焊缝内部晶间裂纹 ⑧焊趾裂纹 ⑨热影响区焊缝贯穿裂纹⑩焊缝根部裂纹
第五章 焊接裂纹
5
第五章 焊接裂纹
6
分类:
1、 按裂纹分布的走向分 ①横向裂纹 ②纵向裂纹
第五章 焊接裂纹
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2)、力的因素
在焊接时脆性温度区内金属的强度要小在脆性 温度区内金属所承受的拉伸应力。 产生结晶裂纹的充分条件。 m
m —在脆性温度区内金属的强度 —在脆性温度内金属所承受的拉伸应力 金属的强度 m 决定于 —晶内强度 1
0—晶间强度
第五章 焊接裂纹
③星形（弧形裂纹） 2、 按裂纹发生部位分 ①焊缝金属中裂纹
②热影响区中裂纹
纵向裂纹
③焊缝热影响区贯穿裂纹
第五章 焊接裂纹
7
3 、按产生本质分类
1）、热裂纹 （高温裂纹） 产生：热裂纹(高温裂纹)高温下产生 存在部位：焊缝为主,热影响区
特征：宏观看, 沿焊缝的轴向成纵向分
布（连续或继续）也可看到缝横向裂纹 ，裂口均有较明显的氧化色彩，表面无 光泽，微观看，沿晶粒边界（包括亚晶 界）分布，属于沿晶断裂性质
焊缝冲击断口SEM形貌 (a)、(b)、(c) 未加入稀土 (d)、(e)、(f) 加入2%稀土 第五章 焊接裂纹
图2 焊缝冲击断口扫描形貌
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焊缝金属金相组织 a、未加入稀土 b、加入2%稀土
第五章 焊接裂纹
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f)、O O↑降低S的有害作用，氧、硫、铁能形 成Fe-FeS-FeO三元共晶，使FeS由薄膜变成 球状，裂↓
s
高温阶段晶间塑性变形能力不足以承 受当时所发生塑性应变量。
第五章 焊接裂纹
31
结论：
①脆性温度区间大小 , TB大，拉应力作用时 间长，产生裂纹可能性大，决定于焊缝化学 成分，杂质性质与分布，晶粒大小。 ②脆性温度区（TB）内金属的塑性，TB内金属 的塑性越小，越易产生结晶裂纹。 ③TB内随温度降低变形的增长率（拉伸应力 的增长率）,临应变率CST越大,则表示材料的 热裂纹敏感性越小,越不易产生裂纹。
第五章 焊接裂纹
9
晶 间 裂 纹 HAZ液化裂纹
多边化裂纹
第五章 焊接裂纹
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第五章 焊接裂纹
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2）、再热裂纹（消除应力处理裂纹）
由于重新加热（热处理）过程中产生称再热 裂纹—消除应力处理裂纹。
第五章 焊接裂纹
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第五章 焊接裂纹
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3）、冷裂纹
产生温度：温度区间在+100℃～-75℃之间 存在部位:多在热影响区,但也有发生在焊缝。 特征（断口）：宏观断口具有发亮的金属光泽 的脆性断裂特征。 微观看：晶间断裂，但也可穿晶（晶内）断裂， 也可晶间和穿晶混合断裂。
第五章 焊接裂纹
3
§5-1 概述
一、危害性
焊接结构产生裂纹轻者需要返修，浪 费人力、物力、时间，重者造成焊接结构 报废，无法修补。更严重者造成事故、人 身伤亡。如1969年有一艘5万吨的矿石运输 船在太平洋上航行时，断裂成两段而沉没 ，在压力容器破坏事故中，有很多都是由 于焊接裂纹造成。因此，解决研究焊接裂 纹已成为当前主要课题。
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0 ↓ T↑ ↓ 1
T→ T0 1 = 0
T0 —称金属的等强温度 T> T0 时， 1 > 0 发生断裂晶间断裂
若焊缝所受拉伸应力为 2 随温度变化始终 不超过 0 ，则不会产生结晶裂纹 2 < 0
1 > 0产生结晶裂纹 若焊缝的拉伸应力为 1，
产生结晶裂纹的条件是冶金因素和力共同作 用，二者缺一不可
第五章 焊接裂纹
第五章 焊接裂纹
1
第五章 焊接裂纹
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 概述 焊接热裂纹 焊接冷裂纹 再热裂纹 层状撕裂 应力腐蚀裂纹 焊接裂纹综合分析和判断
第五章 焊接裂纹
2
重点内容
1、裂纹的分类用一般特征 2、结晶裂纹的形成机理、影响因素，及其防 冶措施 3、焊接冷裂纹的形成机理， 4、应力腐蚀裂纹形成机理 ５、层状撕裂产生原因及防止、 ６焊接裂纹综合分析及判断，各种裂纹断口形 貌特征。
2、 产生原因
1）、近缝区晶界处存在低熔点杂质 2）、近缝区存在晶间液膜(低熔点共晶体)
第五章 焊接裂纹
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液化裂纹
第五章 焊接裂纹
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3、影响因素
1）、化学成分 2）、工艺因素
4、防止措施
1）、控制S、P等杂质含量 如采用电渣精炼的方法，去除合金中的杂质。
2 ）、焊接工艺上，采用小线能量，避免近缝 区晶粒粗化
28
第五章 焊接裂纹
29
3）产生结晶裂纹的条件
在ＴＢ焊缝的塑性用P表示, 当在某一瞬时温度 时有一个最小的塑
P (T )
性值（Pmin)
（出现液态薄膜时）
受拉伸应力所产生的变形
用e表示，也是温度的函数 .
第五章 焊接裂纹
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产生裂纹的条件
在脆性温度区焊缝所承受的拉伸 应力所产生的变形大于焊缝金属所具 有的塑性时产生裂纹即 e 0
SL—固体晶粒与残液之间的表面张力
2
—固相与液相的接触角 当
SL 越小
越小
SL SS=0.5
=0 残液在固体晶粒以薄膜存在裂↑ =180°残液以球状形态分布裂↓
/
第五章 焊接裂纹
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④一次结晶组织形态及组织对结晶裂 纹的影响 晶粒大小：晶粒粗大裂纹的倾向↑ 初生相： 相裂↑ 裂 ↓ ， 线膨胀系数小于 相变应力↓裂↓
第五章 焊接裂纹
8
1)、热裂纹分类
a. 结晶裂纹：在凝固的过程--结晶过程中产生 b. 高温液化裂纹：在高温下产生,钢材或多层焊
的层间金属含有低熔点化合物经重新溶化， 在收缩应力作用下,沿奥氏体晶间发生开裂
c. 多边化裂纹：产生温度低于固相线温度,存在
晶格缺陷(位错和空位),物理化学的不均匀性, 在应力作用下,缺陷聚集形成多边化边界,使强 度塑性下降,沿多边化边界开裂,多发生纯金属 或单相奥氏体合金焊缝。
第五章 焊接裂纹
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2、焊接结晶裂纹的影响因素
1）、冶金因素
①结晶温度区间： 合金状态图脆性温度 区的大小随着该合金 的整个结晶温度区间 的增加而增加
第五章 焊接裂纹
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②合金元素
a)、S、P
i)S、P增加结晶温度区间,脆性温度区间TB↑裂纹↑
ii)S、P产生低温共晶,使结晶过程中极易形成 液态薄膜,因而显著增大裂纹倾向 iii)P、S引起成分偏析.P、S偏析系数K越 大,偏析的程度越严重.偏析可能在钢的局 部地方形成低熔点共晶产生裂纹。
第五章 焊接裂纹
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热裂敏感系数HCS公式
③凝固时界面张力
杂质的低熔点共晶所造成的液态 薄膜是产生结晶裂纹的重要因素 ，若将晶界的液态薄膜改变为球 状的形态，抗裂性↑
第五章 焊接裂纹
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固相晶粒之间和固液之间表面张力的 平衡关系为
SS 2 SL cos
SS—固体晶粒之间的表面张力
第五章 焊接裂纹
14
冷裂纹分类：
a. 延迟裂纹：特点不在焊后立即出现，有 一段孕育期产生迟滞现象称延迟裂纹。 b. 淬硬脆化裂纹（淬火裂纹）：淬硬倾向 大的组织易产生这种裂纹（与氢含量关 系不大）。 c. 低塑性脆化裂纹：在比较低的温度下， 由于收缩应变超过了材料本身的塑性储 备产生的裂纹称低塑性脆化裂纹。
第五章 焊接裂纹
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三、热裂纹与冷裂纹的基本特点
裂纹 产生温度 产生部位 宏观特征 热裂纹 高温下产生 焊缝、热影响区 冷裂纹 低温下产生 热影响区、焊缝
沿焊缝的轴向成纵向 分布,也有横向分布， 断口具有发亮的金属光 裂口均有氧化色彩表 泽 面无光泽
沿晶粒边界分布，属 于沿晶断裂性质 晶间断裂，也有穿晶内 断裂，也有晶间和穿晶 混合断裂
第五章 焊接裂纹
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3、防止结晶裂纹的措施
1）、冶金方面
①控制焊缝中有害杂质的含量， 限制S、P、C含量S、P<0.03-0.04 焊丝C<0.12% (低碳钢) 焊接高合金钢，焊丝超低碳焊丝 ②改善焊缝的一次结晶 细化晶粒，加入Mo、V、Ti、Nb、Zr、Al
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第五章 焊接裂纹
2)、工艺方面（减少拉应力）
第五章 焊接裂纹
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五、多边化裂纹
1、形成条件（形成机理）
多边化现象，焊缝金属中存在很多高密 度的位错在高温和应力的共同作用下， 位错极易运动，在不同平面上运动的刃 型位错遇到障碍时可能发生攀移，由原 来的水平组合变成后来的垂直组合，即 形成“位错壁”就是多边化现象。