在焊接中什么是冷裂纹和热裂纹
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。
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。
何谓焊接性
1、何谓焊接性？包含哪两方面？答：（1）焊接性：是指同质或异质材料再制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。
（2）焊接性能包括两方面的内容：①接合性能：金属材料在一定焊接工艺条件下，形成焊接缺陷的敏感性。
②使用性能：某金属材料在一定的焊接工艺条件下其焊接接头对使用要求的适应性。
2、简述热裂纹、冷裂纹，按照自己的理解分析两者区别。
答：(1）热裂纹：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产生的裂纹。
多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界分布的特征，有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。
焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内，也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。
按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同，焊接热裂纹可分为：凝固裂纹，液化裂纹，多边化裂纹和失塑裂纹四种。
冷裂纹冷裂纹是指焊接接头冷却到较低温度(对钢来说在Ms温度以下)时，产生的焊接裂纹。
冷裂纹发生在焊接之后，形成的温度约在200一300℃以下，即马氏体转变温度范围；冷裂纹大多产生在基本金属上或基本金属与焊缝交界的熔合线上；露在接头金属表面的冷裂纹裂口发亮，裂纹断面上无明显的氧化痕迹；冷裂纹可能发生在晶界上，也可能贯穿晶粒内部。
碳当量等于或大于0.40%的低合金钢、中高碳钢、合金钢、工具钢和超高强度钢等钢种在焊接时易产生冷裂倾向，而形成冷裂纹。
3、焊接中的再热裂纹是什么？何谓“再热”。
答：（1）焊后焊件在一定温度范围内再次加热过程中产生的裂纹。
（2）“再热”是指消除应力热处理、其它加热过程或在一定温度下服役过程中。
一、低碳调质钢为什么要进行调质处理？答：经过调制后的低碳钢具有较高的强度和良好的塑性、韧性和耐磨性特别是裂纹敏感性低，具有良好的焊接性。
二、从整体上分析低碳调质钢焊接性？答：低碳调质钢含碳量低，合金成分的确定也都考虑了材料的可焊性，其工艺要求基本与正火钢相似．差别是这类钢通过调质强化，故在焊接接头热影响区除了脆化外还有软化问题。
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。
热裂纹和冷裂纹产生的原因
热裂纹和冷裂纹产生的原因一、热裂纹的特征热裂纹常发生在焊缝区，在焊缝结晶过程中产生的叫结晶裂纹，也有发生在热影响区中，在加热到过热温度时，晶间低熔点杂质发生熔化，产生裂纹，叫液化裂纹。
特征：沿晶界开裂（故又称晶间裂纹），断口表面有氧化色。
（2）热裂纹产生原因：①晶间存在液态间层焊缝：存在低熔点杂质偏析 } 形成液态间层热影响区：过热区晶界存在低熔点杂质②存在焊接拉应力（3）热裂纹的防止措施：①限制钢材和焊材的低熔点杂质，如S、P含量。
②控制焊接规范，适当提高焊缝成形系数（即焊道的宽度与计算厚度之比）枣焊缝成形系数太小，易形成中心线偏析，易产生热裂纹。
③调整焊缝化学成分，避免低熔点共晶物；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。
④减少焊接拉应力⑤操作上填满弧坑1 / 2二、冷裂纹的形态和特征焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹，常见冷裂纹形态有三种冷裂纹形态 { 焊道下裂纹：在焊道下的热影响区内形成的焊接冷裂纹，常平行于熔合线发展焊指裂纹：沿应力集中的焊址处形成的冷裂纹，在热影响内扩展焊根裂纹：沿应力集中的焊缝根部所形成的冷裂纹，向焊缝或热影响发展a-焊道下裂纹； b-焊趾裂纹；c-焊根裂纹特征：无分支、穿晶开裂、断口表面无氧化色。
最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹（即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹-------因为氢是最活跃的诱发因素，而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间）。
（2）延迟裂纹的产生原因①焊接接头存在淬硬组织，性能脆化。
②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。
（氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素，故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹）③存在较大的焊接拉应力（3）防止延迟裂纹的措施①选用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性②减少氢来源枣焊材要烘干，接头要清洁（无油、无锈、无水）③避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷（可以降低焊后冷却速度）④降低焊接应力枣采用合理的工艺规范，焊后热处理等⑤焊后立即进行消氢处理（即加热到250℃，保温2～6左右，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面）。
管道焊接的常见缺陷与质量控制
管道焊接的常见缺陷与质量控制管道焊接的常见缺陷与质量控制1.引言管道焊接是工业领域中常见的连接方法之一，它在建筑、石油、化工、能源等行业广泛应用。
然而，管道焊接过程中常常会出现一些缺陷，影响管道的质量和使用寿命。
因此，对于管道焊接的质量控制非常重要。
2.管道焊接的常见缺陷2.1 焊缺陷●焊缝裂纹：焊接时产生的裂纹，主要包括热裂纹和冷裂纹。
●焊渣夹杂：焊接过程中未清理干净的焊渣残留在焊缝内部。
●松散和不牢固：焊接不牢固，易产生松动和漏气现象。
2.2 金属缺陷●气孔：焊接过程中由于气体进入焊缝中而形成的空洞。
●夹杂物：金属焊缝中夹杂的其他物质，如杂质、灰尘等。
●母材缺陷：母材本身存在缺陷，例如裂纹、夹杂物等。
3.管道焊接的质量控制3.1 人员素质●拥有合格的焊接证书和经验。
●熟悉焊接工艺、方法和相关规范要求。
●具备良好的焊接技术和操作能力。
3.2 焊接材料的质量控制●选用优质的焊接材料。
●对焊接材料进行验收和检测，确保符合相关标准要求。
3.3 焊接设备的质量控制●检查和维护焊接设备，确保其安全可靠。
●定期进行设备的校准和检测。
3.4 焊接过程的控制●控制焊接参数，如电流、电压、焊接速度等。
●严格执行焊接工艺规程，确保焊接过程的稳定性。
●进行焊缝的自动或手工探伤，及时发现并修复缺陷。
3.5 检验与测试●对焊接管道进行非破坏性检测，如超声波检测、射线检测等。
●进行材料的化学成分分析和性能测试。
●检查焊接管道的外观质量、尺寸精度等。
4.附件本文档涉及的附件详见附件一。
5.法律名词及注释5.1 焊缺陷：指焊接过程中产生的缺陷，如焊缝裂纹、焊渣夹杂等。
5.2 焊缝裂纹：焊接时产生的裂纹，分为热裂纹和冷裂纹。
5.3 焊渣夹杂：焊接过程中未清理干净的焊渣残留在焊缝内部。
5.4 松散和不牢固：焊接不牢固，易产生松动和漏气现象。
5.5 气孔：焊接过程中由于气体进入焊缝中而形成的空洞。
5.6 夹杂物：金属焊缝中夹杂的其他物质，如杂质、灰尘等。
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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。
Si的有害作用也与促使S的偏析有关。
再热裂纹采取提高
预热温度或憨厚立即后热来防止。
4层状撕裂合理选择层状撕裂敏感性晓得刚才；改善接头形式；满足使用要求前提下选用强度级别较低的焊接材料以及采用预热及降氢等辅助措施。
5焊接热影响区性能变化。
A过热区脆化原因1过大线能量，粗景区将因晶粒长大或出现魏氏组织而降低韧性；原因2焊接能量小，粗晶区中马氏体组织所占比例增大而降低韧性。
B合金元素对HAZ 韧性的影响含Nb钢断裂韧度低。
Ti提高铁素体显微硬度，降低冲击韧度。
C焊接线能量影响采用较小线能量避免过热区脆化。
D热应变催化1发生于焊接过程中大桥焊丝，产生在熔合区及亚临界热影响区由固溶氮引起2在钢中加入足量的氮化物形成元素（AlVTi）降低热应变脆化倾向。
3焊后退火处理大幅度恢复韧性
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