焊接裂纹的分析与处理
P91厚壁管焊制三通裂纹分析与控制

P91厚壁管焊制三通裂纹分析与控制P91钢是一种高强度、高温强度和耐热性能好的铬钼合金钢材料,常用于制造石油化工设备中的高温管道和压力容器。
厚壁管焊制三通是石油化工设备中常见的一种连接形式,然而在实际生产中,P91厚壁管焊制三通存在裂纹问题,严重影响设备的安全运行。
因此,对P91厚壁管焊制三通的裂纹进行分析与控制至关重要。
一、裂纹形成原因1.母材质量不良:P91钢在热处理过程中容易产生弥散碳化物析出,形成晶间脆性,导致焊接过程中易产生裂纹。
2.焊接工艺不当:焊接时温度、速度控制不当,导致焊接残余应力大,易引起裂纹。
3.焊接缺陷:焊接材料、焊接接头、焊接工艺不合格,易产生焊缝裂纹。
4.热处理不当:热处理过程中温度、时间不合适,导致残余应力大,容易产生裂纹。
二、裂纹分析裂纹产生后,需要及时进行裂纹分析,明确裂纹的类型、位置和原因,从而有针对性地采取控制措施。
1.裂纹类型:裂纹主要分为热裂纹、冷裂纹和应力裂纹。
热裂纹多发生在焊接过程中,是由于焊接残余应力大导致母材强度降低而引起的;冷裂纹多发生在焊接后冷却过程中,是由于残余应力和氢致裂引起的;应力裂纹则是由于局部应力集中导致的。
2.裂纹位置:裂纹通常发生在焊接接头、焊缝和母材连接处,因此在焊接前需要对焊接部位进行仔细检查,确保无缺陷。
3.裂纹原因:通过对裂纹形态和分布进行分析,可以确定裂纹的产生原因,例如是否是由于焊接温度过高、速度过快或焊接材料不合格等引起的。
三、裂纹控制1.选择优质母材:母材质量直接影响焊接质量,采购P91钢时要选择质量好、无瑕疵的母材。
2.优化焊接工艺:控制焊接时的温度、速度和焊接参数,减小焊接残余应力,避免产生裂纹。
3.严格焊接工艺控制:对焊接材料、焊接接头和焊接工艺进行严格控制,确保焊接质量达标。
4.合理热处理:进行合理的热处理,减小焊接残余应力,避免裂纹的产生。
5.检测监控:在焊接完成后进行裂纹检测,及时发现并处理裂纹,确保设备安全运行。
压力容器焊接缺陷分析与防治措施

压力容器焊接缺陷分析与防治措施1.焊接接头裂纹:焊接接头裂纹是最常见的焊接缺陷之一、裂纹通常会在焊接后出现,局部会有明显的变形。
裂纹的形成原因可能是焊接材料的质量不好,焊接接头的几何形状不合适,焊接过程中的应力集中或温度变化等。
2.焊缝气孔:焊缝气孔是由于焊接过程中产生的气体未能完全排出而形成的。
气孔的存在会导致焊缝的强度降低,容易造成渗漏,进而导致压力容器的失效。
3.焊接结构变形:在压力容器的焊接过程中,由于焊接过程中产生的热量,容易导致焊接结构的变形。
焊接结构的变形会导致内部应力集中,从而引发裂纹和其他缺陷。
针对压力容器焊接缺陷,可以采取以下防治措施:1.选择合适的焊接材料和焊接工艺:选择合适的焊接材料和焊接工艺非常重要。
应根据压力容器的使用环境和材料特性选择合适的焊接材料,确保其具有良好的焊接性能。
同时,采用适当的焊接工艺和参数,控制焊接过程中的温度和应力分布,降低焊接缺陷的产生风险。
2.严格控制焊接质量:在焊接过程中,要严格按照相关的焊接规范和标准进行操作。
采用合适的检测方法和设备,对焊接接头进行检测和评估,及时发现和修复缺陷,确保焊接质量。
3.合理设计焊接结构:在压力容器的设计中,应合理考虑焊接结构的几何形状和焊接方式。
避免焊接接头的集中应力和变形,尽量减少焊接缺陷的发生。
4.加强人员培训和质量管理:培训焊接操作人员的技能和意识,提高其对焊接质量的认识和重视程度。
加强质量管理,建立完善的质量控制体系,确保焊接质量的可靠性。
总之,压力容器焊接缺陷的分析和防治是确保压力容器安全性的重要环节。
通过合适的焊接材料和工艺选择、严格控制焊接质量、合理设计焊接结构以及加强人员培训和质量管理等措施,可以有效减少焊接缺陷的发生风险,提高压力容器的耐压能力和安全性。
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。
焊接裂纹的分析与处理

焊接裂纹的分析与处理焊接裂纹是焊接过程中常见的缺陷之一,它会降低焊接接头的强度和韧性,影响焊接工件的使用性能。
因此,对于焊接裂纹的分析和处理具有重要意义。
本文将从焊接裂纹的成因、检测方法、分析原因以及处理方法等方面进行综合讨论。
首先,焊接裂纹的成因可以归纳为以下几个方面:1.焊接材料的选择不当:焊接底材和填料材料的化学成分或力学性能不匹配,导致焊接接头受到内应力的影响而产生裂纹。
2.焊接过程中的温度变化:焊接过程中,由于热影响区的温度变化不均匀,会产生焊接接头内部的残余应力,从而造成裂纹。
3.焊接过程中的应力集中:焊接过程中,焊接接头处于高应力状态,如角焊接、搭接焊接等,容易造成应力集中,进而引发裂纹。
4.焊接过程中的焊接变形:焊接过程中,由于热变形和收缩的不均匀性,焊接接头可能会受到大的应力而产生裂纹。
其次,对焊接裂纹的检测方法有以下几种:1.可视检测法:用肉眼观察焊接接头表面是否有裂纹存在。
这种方法简单直观,但只能检测到较大的裂纹。
2.超声波检测法:通过超声波探测仪将超声波传递到焊接接头内部,根据超声波的传播和反射来判断是否存在裂纹。
这种方法可以检测到较小的裂纹,并且可以定量评估裂纹的大小和位置。
3.X射线检测法:通过X射线透射和X射线照相来检测焊接接头内部的裂纹。
这种方法可以检测到较小的裂纹,并且可以清晰地显示裂纹的形状和位置。
4.磁粉检测法:在焊接接头表面涂覆磁粉,通过观察磁粉的分布情况来判断是否存在裂纹。
这种方法适用于表面裂纹的检测。
然后,对焊接裂纹的分析原因可以采取以下步骤:1.裂纹形态分析:观察裂纹的形态,包括长度、宽度、走向等,可以初步判断裂纹的类型和可能的成因。
2.组织分析:通过金相显微镜观察焊接接头的组织结构,判断是否存在组织非均匀性或显微缺陷等。
3.应力分析:通过有限元分析或应力测试仪器测量焊接接头的应力分布,查找可能存在的应力集中区域。
4.化学成分分析:通过光谱分析或化学分析方法来检测焊接材料中的化学成分是否合格。
焊接裂纹之8D分析法

焊接裂纹之8D分析法笔者在很多制造厂审核的时候,一项重要的审核是关于不一致品的解决方案,或者说出现制造问题时,公司是怎么解决和记录的。
很多厂提供不了详细的记录,也有很多就干脆没有记录,他们认为问题解决了就行了。
其实这不是很好的质量管理办法,也是很不经济的行为,后面可能还会重复出现同样的问题,造成更大而持久的损失。
对于制造中出现的问题,分析解决的方法很多。
本文来介绍一种比较好的一种方法-8D分析法。
8D报告是福特公司以及福特供应商必须要用的解决质量问题的工具,现已成为全球化品质管理及其它领域改善的必备方法。
该方法适用于解决各类可能遇到的简单或复杂的问题;8D方法就是要建立一个体系,让整个团队共享信息,努力达成目标。
8D本身不提供成功解决问题的方法或途径,但它是解决问题的一个很有用的工具;亦适用于过程能力指数低于其应有值时有关问题的解决;面对顾客投诉及重大不良时,提供解决问题的方法。
8D是解决问题的8条基本准则或称8个工作步骤,D1—第一步骤: 建立解决问题小组若问题无法独立解决,通知你认为有关的人员组成团队。
团队的成员必须有能力执行,例如调整机器或懂得改变制程条件,或能指挥作筛选等。
D2—第二步骤:描述问题向团队说明何时、何地、发生了什么事、严重程度、目前状态、如何紧急处理、以及展示照片和收集到的证物,将证物、细节描述越清楚,团队解决问题将越快。
D3-第三步骤: 执行暂时对策若真正原因还未找到,暂时用什么方法可以最快地防止问题?如全检、筛选、将自动改为手动、库存清查等。
暂时对策决定后,即立刻交由团队成员带回执行。
D4—第四步骤:找出问题真正原因找问题真正原因时,最好不要盲目地动手改变目前的生产状态,先动动脑.您第一件事是要先观察、分析、比较,列出您所知道的所有生产条件, 可以利用头脑风暴,鱼骨图, Apollo, 5WHY等方法分析根本原因。
焊接裂纹分析范文

焊接裂纹分析范文焊接是一种常见的金属连接方法,广泛应用于各个行业。
然而,在焊接过程中,裂纹是一个常见的缺陷,会影响焊接接头的性能和使用寿命。
因此,对焊接裂纹进行分析和研究具有重要意义。
焊接裂纹是指焊缝或邻近区域的金属材料中出现的断裂现象。
裂纹通常分为热裂纹和冷裂纹两种类型。
热裂纹主要发生在焊接过程中由于金属的热收缩不均匀而产生的,冷裂纹则是焊接后由于加热和冷却过程中的残余应力而形成的。
焊接裂纹的形成机理复杂多样。
首先,焊接过程中产生的热应力和残余应力是裂纹形成的主要原因之一、焊接过程中,金属材料受到热输入和冷却的影响,因此会产生较大的热应力和残余应力。
如果材料的强度不足以承受这些应力,就会导致裂纹的形成。
其次,金属材料的化学成分和物理性质也会对焊接裂纹的形成起到一定的影响。
例如,焊接不同材料的金属时,由于两种金属的化学成分和热膨胀系数的不同,容易产生裂纹。
另外,材料的韧性和硬度也会影响焊接裂纹的形成。
韧性较好的材料相对较难产生裂纹,而硬度较高的材料容易产生裂纹。
此外,焊接过程中的工艺参数和焊接接头的设计也会影响焊接裂纹的形成。
焊接时,保持合适的焊接电流和热输入,可以减少热应力和残余应力,从而减少裂纹的产生。
同时,在焊接接头的设计过程中,要考虑到应力集中区域的减少,避免出现应力集中点,从而减少裂纹形成的可能性。
对焊接接头进行裂纹分析的方法有很多种。
常见的方法包括焊接裂纹观察、金相显微镜观察和断口分析。
焊接裂纹观察通常使用裂纹检测方法,如荧光检测和超声波检测等,通过观察和记录裂纹的形态和参数来进行分析。
金相显微镜观察是通过对焊接接头的显微组织进行观察,来判断是否存在裂纹。
断口分析则是通过对焊接接头的断口进行观察和分析,来判断其是否存在裂纹和裂纹的形成原因。
根据裂纹分析的结果,可以采取相应的措施来防止和修复焊接裂纹。
例如,可以通过改变焊接工艺参数来减少热应力和残余应力的作用,从而降低裂纹的风险。
另外,可以采用预热和后热处理等方法来改善焊接接头的性能,并减少裂纹的产生。
焊接热裂纹的产生原因及防止方法

一、热裂纹产生的原因分析1、焊缝中杂质和拉应力的存在因为焊缝中的杂质在焊缝结晶过程中会形成低熔点结晶。
原因是低熔点共晶物的存在.结晶时被推挤到晶界上,形成液态薄膜,凝固收缩时焊缝金属在拉应力作用下,液态薄膜承受不了拉应力而形成裂纹。
热裂纹就轻易在焊缝金属中产生.所以要控制焊缝金属杂质的含量,减少低熔点共晶物的天生。
同时由此可见结晶裂纹的产生是低熔点共晶体和焊接拉应力共同作用的结果,二者缺一不可。
低熔点共晶体是产生结晶裂纹的内因,焊接拉应力是产生结晶裂纹的外因。
2、焊缝终端部位温度的变化埋弧焊焊接时,当焊接热源靠近纵焊缝的终端部位时,焊缝端部正常的温度场将发生变化,越靠近终端其变化越大.由于引弧板的尺寸远比筒体小,其热容量也小得多,而熄弧板与筒体之间只靠定位焊连接,故可视为大部门不连续.所以终端焊缝部位的传热前提是很差的,致使该部位局部温度升高,熔池外形发生变化,熔深也将随之变大,同时熔池在高温下停留的时间也变长,熔池凝固的速度变慢,尤其当熄弧板尺寸过小、熄弧板与筒体之间的定位焊缝过短、过薄时更为明显. 焊缝外形对结晶裂纹的形成有显著的影响。
熔宽与熔深比小易形成裂纹,熔宽与熔深比大抗结晶裂纹性较高。
3、焊接线能量的影响因为埋弧焊所采用的焊接热输入量往往比其他焊接方法要大得多,焊接线能量的大小直接影响到焊缝的成形,而焊缝的成形外形又直接决定着焊缝凝固后的晶粒分布和低熔点共晶体的存在位置及受力情况,因而对结晶裂纹产生与否影响较大。
另外,焊缝的横向收缩量远比间隙的张开量要小,使终端部位的横向拉伸力比其他焊接方法要大.这对开坡口的中厚板和不开坡口的较薄板尤为明显.4、其他情况如存在强制装配,装配质量不符合要求.二、焊缝裂纹的性质及特点终端裂纹形成的部位有时为终端,有时为距终端四周地区150mm范围内,有时为表面裂纹,有时为内部裂纹,而大多数情况是发生在终端四周的内部裂纹.裂纹与焊缝的波纹线相垂直,露在焊缝表面的有显著的锯齿外形。
钢管氩弧焊焊缝裂纹

钢管氩弧焊焊缝出现裂纹是焊接过程中常见的问题,可能由多种因素引起。
以下是导致焊缝裂纹的一些原因及相应的解决办法:1. 材料匹配问题:如果焊接材料的选择与被焊接的钢管材质不匹配,可能会导致焊缝无法承受焊接后的应力拉伸或收缩,从而产生裂纹。
解决这个问题需要进行工艺评定,选择最合适的焊接材料。
2. 焊接工艺参数不当:电流过大或过小都可能导致焊缝裂纹。
电流过大时,热输出量大,应力大;电流过小时,熔深浅,受力小,容易产生裂纹。
解决办法是进行工艺评定,测试并确定最合理的焊接参数。
3. 操作技巧问题:操作收弧时如果没有掌握好,可能会导致收弧处产生气孔或裂纹。
为了避免这种情况,可以在收弧处多添加一些焊接材料,或者如果设备有电流缓降功能,可以设置电流缓慢降低。
4. 焊接应力和拘束力:焊接过程中由于热胀冷缩,自然会使焊接结构产生应力。
如果焊接结构本身存在拘束力和刚性,也可能导致焊缝开裂。
因此,需要正确分析出开裂的主要因素和次要因素,然后采取相应措施解决。
5. 焊缝清洁度:母材表面的清洁度不足也可能导致焊缝裂纹。
在焊接前,确保焊缝和母材表面清洁,无油污、锈蚀等杂质。
6. 预热和后热处理:适当的预热可以减少焊接应力,而后热处理可以消除焊接过程中产生的残余应力,两者都是防止焊缝裂纹的有效方法。
7. 焊接速度:过快或过慢的焊接速度都可能影响焊缝的成形质量,应根据实际情况调整焊接速度。
8. 多层焊接:在多层焊接中,如果层间温度控制不当,也可能导致焊缝裂纹。
应注意控制层间温度,避免过高或过低。
9. 焊接技术:焊工的技术水平也是一个重要因素,经验丰富的焊工能够更好地控制焊接过程,减少裂纹的产生。
10. 环境因素:环境温度、湿度等也可能影响焊接质量,应在适宜的环境中进行焊接作业。
总之,钢管氩弧焊焊缝裂纹是一个复杂的问题,需要综合考虑多种因素,并采取相应的预防和补救措施。
在实际操作中,应根据具体情况进行分析和处理,以确保焊接质量。
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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。
从被焊的材料上看,液化裂纹主要发生在含有铬、镍的高强度钢、奥氏体钢以及某些镍基合金等材料中。
(3)多边化裂纹--焊接时,焊缝或近缝区在固相线以下的高温区间,由于刚凝固的金属存在很多晶格缺陷(主要是位错和空位)和严重的物理及化学不均匀性,在一定的温度和应力作用下,由于晶格缺陷的移动和聚集,便形成了二次边界,即所谓的“多边化边界”这个边界上堆积了大量的晶格缺陷,所以他的组织疏松,高温时的强度、塑性都很低,只要此时受少量的拉伸变形,就会沿着多边化的边界开裂,即所谓多边化裂纹。
又称高温低塑性裂纹。
多边化裂纹的特征:裂纹多发生在受热的金属中,其部位并不都紧靠熔合线(或焊缝层间的重熔线)。
1.2、冷裂纹冷裂纹在相当低的温度(大约在钢的马氏体转变温度),由于拘束应力、淬硬组织和氧的作用下,在焊接接头产生的裂纹即属冷裂纹。
冷裂纹分三类(1)延迟裂—冷裂纹中较普遍的形态不是在焊后出现,有一端孕育期,产生延迟现象。
延迟裂产生的不同部位可分成三种形态①焊趾裂—这种裂纹起源于焊缝和母材的交界处,并有明显的应力集中的地方,裂纹取向经常与焊缝纵向平行,一般由焊趾的表面开始,向母材深处延伸。
(见照片1、照片2)趾根裂照片1焊趾裂照片2②焊道下裂纹--这种裂经常发生在淬硬倾向较大,含氢量较高钢种的焊接的影响区,一般情况下裂纹取向与熔合线平行,但也有时垂直与熔合线。
③根部裂纹—这种裂纹是延迟裂纹中比较常见的一种形态,主要发生在使用含氢量较高的焊条和预热温度不足(或根本不预热)的情况下。
这种裂纹与焊趾裂相似,起源于焊缝根部的最大应力集中处,根部裂可能发生在焊接热影响区(粗晶区)也可能发生在焊缝的金属内,这决定于母材和焊缝的强度、塑性以及根部的形状。
(2)淬硬脆化裂纹(淬火裂)--有些钢种由于淬硬倾向比较大,即便在没有氢的条件下,仅由拘束应力的作用,也能导致开裂。
这种裂纹除了出现在热影响区之外,还有时出现在焊缝上,这种裂纹主要是由淬硬组织引起的,故又称淬火裂纹,是冷裂纹的一种形态,它基本是没有延迟时间,焊后就裂。
(3)低塑性脆化裂纹--某些材料焊接时,在比较低的温度下,由于收缩应力超过了材料本身的塑性储备而产生的裂纹称为低塑性脆化裂纹,如铸铁和某些脆性材料焊接,在热影响区常常出现边焊边裂几乎没有延迟现象。
堆焊硬质合金和某些淬硬性较高的高强度钢时,也常出现这种低塑性脆化裂纹。
低塑性裂是冷裂纹的又一种形态,它与一般延迟裂纹不同的是,这种裂纹前圆钝,裂纹本身具有一定宽度,走向直通,似乎有些脆断的特征。
综上所述总结,冷裂纹一般特征如下:从冷裂纹形成时期看,它是在焊后较低的温度下发生的,对于易淬硬的高强钢来讲,冷裂一般是在焊后冷却过程中,马氏体附近或200—300℃以下温区间发生。
从断口看,宏观断口具有发亮的金属光泽的脆性断裂特征,是一种无分叉的纯断裂并呈人字形发展。
从裂纹出现的时间看,冷裂纹可以在焊后立即出现,也有时经过一段时间(12小时、几天、甚至更长的时间才出现),(即所谓的延迟裂纹)冷裂纹主要发生在高碳钢、中碳钢、低合金或中合金钢的热影响区,但有些金属,如某些金属成分较高的超高强钢,钛及钛合金等有时也产生在焊缝金属上。
冷裂纹是目前生产中影响较大的一种缺陷,甚至造成灾难事故。
1.3、再热裂纹焊接后,焊接接头金属处于残余应力作用的状态中,焊后需要进行消除残余应力热处理时,(或不经热处理的焊件,处在一定温度下服役的过程),在一定条件下产生的沿奥氏体晶界发展的裂纹,称为再热裂纹。
由于这种裂纹是在重新加热(热处理或高温服役)过程中产生的,故称“再热裂纹”,又称“消除应力处理裂纹”。
再热裂纹的特征:在通常的情况下,再裂纹都起裂于焊趾,焊根等由几何形状发生变化引起的应力集中处。
再热裂纹的产生与加热温度和加热时间有密切关系,存在与最易于产生再裂纹的敏感温度范围。
如低合金高强度钢一般在500—700℃之间,钢种不同,易产生再热裂纹的敏感温度并不相同。
再热裂纹的产生必须有大的残余应力和应变为先决条件。
因此,再热裂纹最易于产生在大拘束度的厚件或应力集中部位。
再热裂纹多发生在低合金高强度钢珠光体耐热钢,奥氏体不锈钢以及镍基合金含有沉淀化元素的钢种的焊接接头中。
1.4、层状撕裂在大型焊接结构件中特别是厚板(30—100名木甚至更厚的轧制钢板)的焊接结构,如果焊接时在钢材厚度方向承受较大的拉伸拘束应力,就可能在热影响区或靠近热影响区的部位,平行于钢材的轧制方向产生具有阶梯状宏观形貌裂纹。
这类裂纹称为层状撕裂。
层状撕裂大多发生在大厚度高强度钢材的焊接结构。
在无损探伤的条件下,层状撕裂往往不容易发现。
由于层状撕裂常常发生在装焊结构完成之后,因而是一种难以修复的结构破损甚至造成灾难性的事故。
层状撕裂的特征:发生的位置出现在母材和热影响区中,焊缝金属中不可能出现层状撕裂,在裂缝形态上看,裂缝平行于母材轧制方向。
就接头形式而言,容易产生的接头一般是T型,角接或十字型接头,一般对接头很少发现,但是在焊趾和焊根处由于冷裂的诱发也会出现。
层状撕裂与冷裂不同,它的产生与钢种强度无关。
1.5应力腐蚀裂金属材料在某些特定介质和控应力联合作用下所产生的延迟裂现象,称为应力腐蚀裂。
应力腐蚀裂的特征--应力腐蚀裂纹所造成的危害很大。
应力腐蚀裂纹形态从表面看,无明显均匀腐蚀的痕迹,裂纹的分布如同疏松的网状或龟裂形式,断断断续续,而且以近似横向的裂纹占多数,金腐内部的腐蚀裂纹,它的形态如同树根一样,并且总是由表面向纵深方向往里发展,其裂位的深与宽比值很大,细长而带有分支。
焊缝裂是由多种因素造成的,有的是设计结构不合理、有的是组焊工艺不合理、有的是施焊过程中,由于规范不合适或操做不当造成各种缺陷,在机车运用中引发疲劳裂纹或应力腐蚀裂。
如果这些裂纹没能及时发现将引发母材裂,会造成很大的结构破坏和损失。
因此我们在厂修车发现裂纹时要做具体分析,然后制定可行的施修方案。
2.设计结构不合理设计结构不合理会使钢性不够造成焊缝或母材裂。
这种裂的特征通长是同位置形成批量。
照片3 照片4 例如北京型构架试生产初期,75号车以前的转向架构架,车轴齿轮箱拉臂座裂。
就是由于设计不合理造成的同位置形成批量。
原设计采用钢板组焊件,立板、盖板与筒体连接位形成高应力集中区,同横梁盖板时钢性和强度严重下降,造成疲劳焊缝、母材裂。
后耒更改了设计,将钢板组焊件改为铸钢件。
得到彻底解决。
(见照片4)3.组焊工艺不合理组焊工艺不合理造成的焊缝裂及母材裂也是重要原因之一。
它的特征也同样是会形成批量的。
例如北京型构架横粱,(见照片3)最初工艺规定,箱形结构梁先组装下盖板和立板,然后对下盖板和立板、立板和隔板内部进行勾焊。
最后组装上盖板施焊外侧角焊缝。
上盖板,中间弯曲直径420mm压型不合适。
在组装时需用卡具强制压卡,在焊接后产生较大的应力集中区,尽管采用了整体退火,由于内部没有勾焊,在运用中造成焊缝母材撕裂。
最严重时下盖板、两侧立板母材完全贯穿裂。
当时北京型是客运主型机车,是相当危险的。
后来对工艺进行了更改,先组装上盖板和立板,然后对上盖板和立板、立板和隔板内部进行勾焊。
使这一严重的质量问题得到彻底解决。
图1再如东风7D型构架,99年底金成江、麻尾段构架批量裂。
就是因为即有设计、工艺和施工的等问题综合原因所造成的。
通过(图一)的分析,我认为主要是补板组装顺序不对,立板与隔板、立板与盖板在没有进行施焊的状态下组装的加强补板。
由于机车在山区小半径运行,构架两侧箱形结构侧梁,内部的隔板与外立板没有焊接,使机车运行过弯道时横向拉力严重下降,产生了较大的颤动,造成构架焊缝、母材的疲劳撕裂。
导致全部更新为加强型转向架。
损失剧大,教训极为深刻。
4.焊接缺陷造成的焊缝裂我们在钢结构件施焊中的焊接缺焰,咬边、气孔、收缩裂纹、夹渣、未熔合、未焊透等都会埋下裂的陷患。
照片5 照片 6照片7无间隙焊缝无间隙焊缝裂例如(照片5、照片7)就是我厂生产的电力机车司机室面板在组对时没有预留间隙,即行焊接。
焊后进行打磨失去了有效焊肉造成的焊缝裂,第一台焊缝裂38处,第二台裂100余处。
造成了很大返工。
例如5130厂修车(照片8)就是由于T 形焊缝交点接头处弧坑所引发的立板对接焊缝边缘裂,下底板引发的母材裂。
照片8 照片9 例如5130厂修车(照片9)就是因为两条角焊缝的连接点间断没有封死引发的母材裂。
再例如5236厂修机体(照片11)可以看到原焊缝裂,用角型砂轮采用冷消除法打开后,发现焊缝内部较大的气孔缺陷造成的焊缝裂。