焊接热裂纹与冷裂纹
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。
焊接裂纹的相关基础知识
焊接裂纹的相关基础知识一、焊接裂纹概述焊接裂纹是焊接过程中一种常见的缺陷，它是指在焊接接头中出现的裂隙。
这种裂纹的产生通常是由于焊接过程中的热循环和应力作用导致的。
焊接裂纹对焊接接头的强度和可靠性产生严重影响，因此防止焊接裂纹的产生是焊接工作中一项重要的任务。
二、焊接裂纹类型1.热裂纹：热裂纹是指在焊接过程中，由于熔池中的杂质和凝固过程中的收缩应力作用，导致在焊缝中心出现的裂纹。
热裂纹通常发生在焊缝冷却过程中，由于凝固收缩而受到拉应力的作用，从而产生裂纹。
2.冷裂纹：冷裂纹是指在焊接完成后，由于材料淬火、应力集中等因素导致的裂纹。
冷裂纹通常发生在高强度钢、铝合金等材料中，由于这些材料具有较大的淬硬倾向，因此在焊接过程中容易产生冷裂纹。
3.再热裂纹：再热裂纹是指焊接完成后，在一定温度范围内再次加热时出现的裂纹。
再热裂纹通常发生在某些合金材料中，如不锈钢、镍基合金等，与材料的成分、微观结构和残余应力等因素有关。
三、焊接裂纹产生原因1.材料因素：材料的选择对于防止焊接裂纹的产生至关重要。
一些材料具有较大的淬硬倾向，容易产生冷裂纹；而一些材料在高温下容易产生脆化现象，导致热裂纹的产生。
因此，在选择焊接材料时，应根据材料的特性选择合适的焊接材料和工艺参数。
2.焊接工艺因素：焊接工艺的选择不当也是导致焊接裂纹的重要原因之一。
例如，焊接电流过大或过小、电弧电压过高或过低、焊接速度过快或过慢等都会影响焊缝的质量；此外，预热、层间温度控制不当也会导致冷裂纹的产生。
3.结构因素：结构的设计和控制对于防止焊接裂纹的产生也非常重要。
例如，接头形式设计不合理、焊缝过度集中、结构设计不合理等都会导致应力集中和变形，从而产生裂纹。
四、焊接裂纹的防止措施1.选择合适的焊接材料和工艺：根据材料的特性和要求选择合适的焊接材料和工艺参数，以减少焊接裂纹的产生。
例如，对于高强度钢、铝合金等材料，应选择低氢型焊条、预热和后热等措施来减少冷裂纹的产生；对于不锈钢、镍基合金等材料，应选择合适的填充材料和工艺参数来减少再热裂纹的产生。
在焊接中什么是冷裂纹和热裂纹
在焊接中什么是冷裂纹和热裂纹低碳钢焊接性分析：（一）冷裂纹碳当量：钢材和熔敷金属的碳含量增加大桥焊条，焊接性变差；硅锰含量增加，焊接性变差;CE值增加，产生冷裂纹倾向增大，焊接性变差淬硬倾向：淬硬组织或马氏体组织越多，其硬度越高，焊缝和热影响区硬度越高，焊接性差。
冷却速度影响因素：（1）钢材厚度和接头几何形状，（2）焊接时母材的实际起始温度（3）焊接线能量大小。
拘束度和氢。
板厚增加，拘束度增加;焊接区被刚性固定，拘束度增加，提高氢致裂纹敏感性钢材成分一定，淬硬组织比例越高，冷裂所需临界氢含量越低，所需拘束应力也就越低，冷裂倾向越大。
组织氢含量一定时，拘束度越大，冷裂纹敏感性越大。
（二）热裂纹在焊接SP过高的碳钢时，一方面：在焊接热影响区的晶界上聚集的低熔点SP化物，引起热影响区熔合线附近的液化裂纹;若板厚较大，沿不同偏析带分布的碳化物等，在T形等接头中引起层状撕裂。
另一方面：当母材稀释率较高时，进入焊缝的SP也偏多，容易引起焊缝中热裂纹。
中碳钢焊接大多需要预热和控制层间温度，以降低焊缝金属和热影响区冷却速度，抑制马氏体形成，提高接头塑性，减小残余应力。
合金结构钢种类：低合金钢，中合金钢，高合金钢。
1强度用钢：热轧及正火钢，低碳调质钢，中碳调质钢。
2专用钢：珠光体耐热钢，低温钢，低合金耐蚀钢热轧钢：把钢锭加热到1300度左右，经热轧成板材，然后空冷。
正火钢：钢板轧制和冷却后，再加热到900度附近，然后在空气中冷却。
调质钢：900度附近加热后放入淬火设备中水淬，后在600度左右回火处理。
控轧：采用控制钢板温度和轧制工艺得到高强度，高韧性钢的方法。
热轧钢通常是铝镇静的细晶粒铁素体+珠光体组织。
正火钢是在固溶强化基础上，加入合金元素在正火条件下通过沉淀强化和细化晶粒来提高强度和保证韧性的。
热轧及正火钢焊接性分析：Q345（16Mn)裂纹脆化1冷裂纹淬硬组织是引起冷裂纹的决定性因素。
冷裂敏感性一般随强度提高而增加2热裂纹降低焊缝中碳含量和提高锰含量，解决了热裂纹问题。
常见焊接裂纹的解析
常见焊接裂纹的解析焊接裂纹，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而所产生的缝隙。
它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征，按照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帧一、冷裂纹冷裂纹是在焊接过程中或焊后，在较低的温度下，大约在钢的马氏体转变温度（即Ms 点）附近，或300〜200C以下（或TV0.5Tm, Tm为以绝对温度表示的熔点温度）的温度区间产生的，故称冷裂纹。
冷裂又可分为延迟裂纹、淬火裂纹和低塑性脆化裂纹。
（一）产生条件1.焊接接头形成淬硬组织。
由于钢的淬硬倾向较大，冷却过程中产生大量的脆、硬，而且体积很大的马氏体，形成很大的内应力。
接头的硬化倾向：碳的影响是关键，含碳和貉虽:越多、板越厚、截积越大、热输入量越小，硬化越严重。
2.钢材及焊缝中含扩散氢较多，氢原子在缺陷处（空穴、错位）聚积（浓集）形成氢分子，氢分子体积较氢原子大，不能继续扩散，不断聚积，产生巨大的氢分子压力，甚至会达到几万个大气压，使焊接接头开裂。
许多情况下，氢是诱发冷裂最活跃的因素。
3.焊接拉应力及拘朿应力较大（或应力集中）超过接头的强度极限时产生开裂。
（二）产生原因：可分为选材和焊接工艺两个方面。
1.选材方而（1）母材与焊材选择匹配不当，造成悬殊的强度差异；（2）材料中含碳、、铝、锐、硼等元素过髙，钢的淬硬敏感性增加。
2.焊接工艺方面（1）焊条没有充分烘干，药皮中存在着水分（游离水和结晶水）：焊材及母材坡口上有油、锈、水、漆等：环境湿度过大（＞90%）；有雨、雪污染坡口。
以上的水分及有机物，在焊接电弧的作用下分解产生H,使焊缝中溶入过饱和的氢。
（2）环境温度太低：焊接速度太快；焊接线能量太少。
会使接头区域冷却过快，造成很大的内应力。
（3）焊接结构不当，产生很大的拘束应力。
（4）点焊处已产生裂纹，焊接时没有铲除掉；咬边等应力集中处引起焊趾裂纹：未焊透等应力集中处引起焊根裂纹；夹渣等应力集中处引起焊缝中裂纹。
焊接冷热裂纹知识
焊接热裂纹和冷裂纹知识
（1）产生的温度和时间不同
热裂纹：产生在焊缝结晶过程中，即由结晶开始一直到723度以前。
冷裂纹：产生在焊件冷却到200-300度以下，焊后数小时。
（2）产生的部位和方向不同
热裂纹：多数产生在焊缝金属中，少数延伸到基本金属中去，有纵向也有横向。
冷裂纹：多数产生在熔合线基本金属侧，大多数为纵向，少数为横向。
（3）外观特征不同
热裂纹：断面有明显的氧化色彩（发蓝黑）。
冷裂纹：断口发亮，为脆性断口，无氧化色彩。
（4）金相结构不同
热裂纹：沿晶界开裂。
冷裂纹：贯穿晶粒内部，即穿晶开裂。
（5）产生的原因不同
热裂纹：①焊缝金属中的低熔点共晶成分和杂质造成晶间偏析，形成液态间层。
②金属冷却过程中引起的拉应力使液态间层拉开而形成裂纹。
冷裂纹：①淬硬组织，热影响区产生马氏体组织，塑性下降，脆性增加。
②氢的作用，氢在结晶过程中向热影响区扩散，在空穴处氢原子结合成氢分子，造成很大压力。
③焊接应力作用。
焊接裂纹的种类及特征
焊接裂纹的种类及特征焊接裂纹是指在焊接过程中产生的裂纹，会对焊接接头的强度和密封性能产生严重影响。
根据裂纹的形态和特征，可以将焊接裂纹分为多种类型。
本文将介绍常见的焊接裂纹种类及其特征。
1. 纵向裂纹：纵向裂纹是指与焊缝平行的裂纹，常见于焊接接头的中心位置。
其特征是裂纹呈直线状，与焊缝平行，并且延伸到母材中。
纵向裂纹的产生原因主要是焊接过程中焊接应力和热应力的作用，导致母材塑性降低，从而产生裂纹。
2. 横向裂纹：横向裂纹是指与焊缝垂直的裂纹，常见于焊接接头的边缘位置。
其特征是裂纹呈横向走向，并且延伸到母材中。
横向裂纹的产生原因主要是焊接过程中的残余应力和热应力，以及焊接区域的变形不均匀，从而导致母材的塑性变形和裂纹的产生。
3. 热裂纹：热裂纹是指由于焊接过程中的热应力引起的裂纹。
其特征是裂纹呈细长的线状，常发生在高温区域。
热裂纹的产生原因主要是焊接过程中的温度梯度和残余应力的作用，导致焊接区域的塑性降低，从而产生裂纹。
4. 冷裂纹：冷裂纹是指焊接接头在冷却过程中由于残余应力引起的裂纹。
其特征是裂纹呈细小的细沟状，常发生在焊接接头的边缘位置。
冷裂纹的产生原因主要是焊接过程中的冷却速度不均匀，导致焊接区域的应力集中，从而产生裂纹。
5. 疲劳裂纹：疲劳裂纹是指焊接接头在长期受到循环荷载作用下逐渐扩展形成的裂纹。
其特征是裂纹呈细小的细沟状，常发生在焊接接头的高应力区域。
疲劳裂纹的产生原因主要是焊接接头的设计不合理，焊接质量差，以及循环荷载的作用，导致焊接区域的应力集中和疲劳破坏。
6. 熔合裂纹：熔合裂纹是指焊接接头在焊接过程中由于熔合不完全或熔融金属的不均匀冷却而引起的裂纹。
其特征是裂纹呈细小的细沟状，常发生在焊缝内部。
熔合裂纹的产生原因主要是焊接过程中的焊接参数不合理，焊接材料质量差，以及焊接区域的变形不均匀，导致焊接区域的应力集中和熔合不完全。
焊接裂纹的种类及其特征各不相同。
了解不同类型的焊接裂纹及其产生原因，有助于我们在焊接过程中采取相应的措施，预防和修复焊接裂纹，提高焊接接头的质量和可靠性。
焊接裂纹形成的原因及防止措施
焊接裂纹形成的原因及防止措施焊接裂纹是在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙。
它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，易引起较高的应力集中，而且有延伸和扩展的趋势，所以，也是最危险的焊接缺陷。
裂纹常有热裂纹、冷裂纹以及再热裂纹（消除应力处理裂纹）。
一、热裂纹形成及防止常见的热裂纹有两种：结晶裂纹、液化裂纹。
结晶裂纹是焊接熔池初次结晶过程中形成的裂纹，是焊缝金属沿初次结晶晶界的开裂。
而液化裂纹是紧靠熔合线的母材晶界被局部重熔，在收缩力的作用下而产生的裂纹。
结晶裂纹产生的原因：焊接时，熔池在电弧热的作用下，被加热到相当高的温度，而受热膨胀，而母材却不能自由收缩，于是高温的熔池受到一定的压力。
当熔池开始冷却时，就以半融化的母材为晶核开始处结晶。
最先结晶的是纯度较高的的合金。
最后凝固的是低熔点共晶体。
低熔点共晶物的多少取决于焊缝金属中C、S、L等元素的含量。
当含量较少时，不足以在初生晶粒间形成连续的液态膜。
焊接熔池的冷却速度极快，低熔点共晶物几乎与初析相同时完成结晶。
因此连续冷却的金属熔池虽然受到收缩应力的作用也不至于产生晶间裂纹。
当低熔点共晶体量较多时，情况就不同了，初次结晶的偏析程度较大，并在初次结晶的晶体之间形成晶间液膜，当熔池冷却收缩时，被液膜分割的晶体边界就会被拉开就形成了裂纹。
这是主要原因，另有两个其它原因：一是焊缝金属所经受的应变增加速度大于低熔点共晶物凝固的速度；另外，初生晶体的张大方向和残留低熔共晶体的相对位置的影响。
可见，关键的措施就是：1、应严格控制焊缝金属中C、S、P和其它易形成低熔点共晶体的合金成分的含量，这些元素和杂质的含量越低，焊缝金属的抗裂纹能力越大。
当焊缝中C>0.15%,S>0.04%就可能有裂纹出现，如果母材中含碳量很高，就要控制焊接材料的成分，以使混合后的碳含量降下来。
2、改变焊缝横截面的形状也就改变了焊接熔池的结晶方向，使之有利于将低熔点共晶体推向不易产生裂纹的位置。
焊接裂纹的分类
焊接裂纹的分类焊接裂纹是指在焊接过程中或焊接后，由于内部应力、冷却速度等因素的影响，导致焊接接头内部或表面产生的裂纹。
根据裂纹的产生原因和裂纹形态不同，可以将焊接裂纹分为不同的类型。
下面就几种常见的焊接裂纹进行分类和介绍。
1. 热裂纹热裂纹是由于焊缝热影响区的结构组织和化学成分发生变化而引起的。
热裂纹通常在焊接过程中或焊接后的短时间内出现。
根据裂纹出现的位置和形态，热裂纹可以分为几种不同的类型：(1) 固相转变裂纹：当金属处于固相转变的温度范围内，由于组织的变化和内部应力的影响，容易产生热裂纹。
这种裂纹通常直接出现在焊缝和热影响区的边缘。
(2) 晶粒边界裂纹：在焊接过程中，由于焊接区和热影响区的组织结构发生变化，晶粒边界处的脆性增大，容易形成裂纹。
这种裂纹通常呈线状，沿着晶粒边界方向延伸。
(3) 退火裂纹：由于焊接过程中产生的应力或变形，在焊接后的退火过程中，容易引起焊接接头的内部产生裂纹。
这种裂纹通常在焊缝和热影响区内部产生，对焊接接头的强度和韧性产生负面影响。
2. 冷裂纹冷裂纹是由于焊接后在室温条件下产生的裂纹。
冷裂纹通常是由于焊接接头内部的残余应力和变形引起的。
根据裂纹形态和位置的不同，冷裂纹可以分为以下几种类型：(1) 焊接残余应力裂纹：由于焊接接头的热变形以及冷却过程中产生的残余应力，容易导致焊接接头内部产生裂纹。
这种裂纹通常沿着焊缝或热影响区的方向延伸，严重影响焊接接头的力学性能。
(2) 氢致裂纹：在焊接过程中，如果焊接材料和焊接环境中存在水、油、脂肪等含氢物质，容易引起焊接接头内部产生氢致裂纹。
这种裂纹通常呈细小的网状分布，对焊接接头的韧性和可靠性产生严重影响。
3.应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹是由于金属在受到应力和腐蚀介质的共同作用下产生的裂纹。
这种裂纹通常在金属制品长期使用过程中出现，对金属制品的可靠性和使用寿命产生严重影响。
根据裂纹产生的条件和形态不同，应力腐蚀裂纹可以分为以下几种类型：(1) 晶间腐蚀裂纹：当金属在受到腐蚀介质和应力的作用下，容易发生晶间腐蚀和产生裂纹。
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1.3.7 焊接过程的智能控制焊接过程控制基本知识闭环控制系统的基本概念
焊接过程控制参数焊接过程传感
超声波检测
X射线检测
电弧电压传感
声学传感
红外传感
视觉传感
焊接过程传感信息的处理数据预处理
数字图像处理
TIG焊接熔透智能控制
模糊控制
BP神经网络控制
模糊神经网络控制
实例
1.3.8焊接质量检测及控制
焊接质量及检验
焊接质量的概念
焊接检验的目的
焊接检验过程
焊接检验的特点及要求
焊接缺陷
焊接缺陷的概念及分类
焊接缺陷的特征及分布
产生焊接缺陷的主要原因
射线探伤
射线探伤的基本原理
射线探伤设备
射线照相法探伤
射线实时图像法探伤
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射线探伤中的安全保护
超声波探伤
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直接接触法超声波探伤法
液浸法超声波探伤
计算机及数字技术在超声波探伤中的应用磁力探伤与涡流探伤。