焊接裂纹的形成机理与预防措施

合集下载

焊接裂纹产生机理及其防治

焊接裂纹产生机理及其防治

σcr ——插销试验临界应力(N/mm2);
[H]——扩散氢含量(JIS测氢法)(mL/100g);
t8/5——800~500℃冷却时间(s); t100——由峰值温度冷至100℃冷却时间。
cr (132 .3 27.5lg([H] 1) 0.216 HV 0.0102 t100) 9.8 式中 [H]——扩散氢含量(mL/100g); HV——热影响区的平均最大硬度(维氏).
第1讲 焊接裂纹产生机理及其防治
结晶裂纹产生条件: a.脆性温度区间TB大小; b.脆性温度区间金属塑性Pmin ; c.脆性温度区间应变增长率. 脆性温度区间TB/脆性温度区间金属塑性Pmin 取决于: a.焊缝化学成分; b.偏析程度; c.晶粒大小和方向. 脆性温度区间应变增长率取决于: a.金属热物理性能;a.接头刚度;c.焊接工艺参数
在焊缝结晶过程固相线附近,由于凝固金属收缩, 残余液体金属不足而不能及时填充,在应力作用下发 生沿晶开裂. 特征:a.裂纹断面有氧化彩色;b.焊缝中发生. 结晶裂纹产生原因: a.焊缝含杂质多(含硫、磷、碳、 硅偏高); b.凝固过程产生拉伸应力.
第1讲 焊接裂纹产生机理及其防治
图1 焊缝中的结晶裂纹
b. 减小焊接过程应力; c. 降低温度;
第1讲 焊接裂纹产生机理及其防治
第1讲 焊接裂纹产生机理及其防治
二 冷裂纹(Cold Cracking) 焊后冷至较低温度(马氏体转变温度Ms附近),由 拘束应力/淬硬组织和氢共同作用产生. 特征:a.主要在热影响区;b.焊缝少(横向裂纹). 1. 延迟裂纹 特点:a.具有延迟现象. b.决定于钢种淬硬倾向 /焊 接接头应力状态和熔敷金属中扩散氢含量. 2. 淬硬脆化裂纹 特征:a.钢种淬硬倾向大;b.没有氢诱发/仅拘束应 力作用;c.没有延迟现象;d.出现热影响区或焊缝. 3. 低塑性脆化裂纹 特点:a.低塑性材料;b.无延迟现象.

建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防治措施

建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防治措施

建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防治措施标签:焊接裂纹;建筑;防治现阶段,随着市场经济的不断发展,建筑行业市场的竞争压力逐渐增加,这对部分建筑企业来说是一个很大的挑战。

为在激烈的竞争当中得以生存,工程质量情况逐渐得到越来越多建筑企业的重视,工程质量的提升不仅可以实现企业价值的最大化,还能在一定程度上把握对成本的管控。

因此,本文以建筑钢结构为基础,对焊接中裂纹的产生机理和防治进行研究。

一、裂纹的产生机理及特征建筑钢在焊接的过程中很容易产生裂纹,主要分为三种形式:热裂纹、冷裂纹、层状撕裂。

(一)热裂纹热裂纹是复杂钢结构中较容易出现的一种裂纹形式,其产生的主要原因是在焊接后结晶的过程中受到高温。

热裂纹通常会出现在焊接缝当中,并在缝隙当中呈现纵向分布,是焊接过程中经常出现的一种裂纹。

根据所受温度的不同,热裂纹呈现的形式也有所差异,主要分为三种:凝固裂纹。

这种裂纹又称结晶裂纹,主要在焊接快结束前脆性温度间的焊缝金属凝固所形成。

焊缝金属结晶的过程中,由于液层之间存在韧性较低的杂质,金属在冷却不均的情况下拉伸超过临界值,即导致热裂缝的出现。

液化裂缝。

这种热裂缝的产生是由于一些低熔点的金属或金属化合物在焊接中产生的热量引起晶界焊接热,从而影响液化而产生的裂纹。

塑料裂纹。

又被称为多层焊接,其产生原因主要是受焊接热循环的影响,导致金属材料塑性降低,受到拉应力在晶界进行二次结晶而形成的裂纹。

(二)冷裂纹冷裂纹通常在焊接结束后冷却的过程中出现,有的是直接出现,也有一部分是在经过一段时间后出现,这种产生后不会立即出现而是随着时间的推移慢慢显露出来的裂纹,被称为延迟裂纹。

冷裂纹大多为延迟裂纹,通常产生在低、中合金钢焊接的热影响区域,很少部分在焊接缝上,裂纹横纵不一,由于大部分冷裂纹都不是直接出现,因此具有一定的隐蔽性。

经相关统计显示,冷裂纹产生的主要原因分为以下几种:钢的淬硬趋势焊接头氢含量焊接头拘束度。

(三)层状撕裂层状撕裂在钢结构焊接的过程中主要分为两种,一种裂点出现在焊缝的根部附近,由根部向四周蔓延,另一种是出现在含热区,主要是焊接过程中在收缩应力具有很强拉伸性的情况下,由一些非金属的杂质扩散而成。

焊接裂纹产生原因及防治措施

焊接裂纹产生原因及防治措施

以下为焊接裂纹产生原因及防治措施,一起来看看吧。

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。

2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害大的缺陷,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)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。

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。

控制母材及焊材有害元素、杂质含量限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素及有害杂质的含量。

焊接裂纹_精品文档

焊接裂纹_精品文档

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
2)、工艺方面(减少拉应力)
应变率 , E ↑、
↑应变率 ↓
例如:强度为600MPa焊条研究
焊缝成分分析
焊缝 C
S
P Mn Si Cr Ni
成分
Ao 0.10 0.037 0.017 0.94 0.54 0.20 0.87
A1 0.09 0.015 0.014 1.25 0.44 0.19 0.83
注:A1 焊缝中加入轻稀土1%
图2 焊缝冲击断口扫描形貌
b)、C
i)、C<0.1% C↑结晶温度区间↑,裂纹↑
ii)、C>0.16% Mn/S↑无效,加剧P有害作
用 裂↑
iii)、C>0.51% 初生相
初生相
S、P在小相中溶解度低,析
出S、P集富在晶界上,裂纹↑
c)、Mn
Mn具有脱S作用
其中Mn熔
点高,早期结晶星球状分布,抗裂↑
含碳量C<0.016% S↑裂↑但加入Mn↑裂↓
结 晶 裂 纹
2)、熔池各阶段产生结晶裂纹的 倾向
在焊缝金属凝固结晶的后期,低熔点共晶物 被排挤在晶界,形成一种所谓的“液态薄膜” ,在焊接拉应力作用下,就可能在这薄弱地带 开裂,产生结晶裂纹。
产生结晶裂纹原因:①液态薄膜
②拉伸应力
液态薄膜—根本原因
拉伸应力—必要条件
以低碳钢焊接为例可把熔池的结晶分 为以下三个阶段

冷热裂纹产生原因及预防

冷热裂纹产生原因及预防

一、冷裂纹焊接接头冷却到较低温度时(对于钢来说在MS温度,即奥氏体开始转变为马氏体的温度以下)产生的焊接裂纹。

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)。

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预防措施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,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,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,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小时左右,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面)。

二、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焊接裂纹。

焊接热裂纹(welding hot breaking)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4种。

造成液化裂纹的原因是:(l)金属材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质。

(2)由于快速加热使某些金属化合物分解而来不及扩散,局部晶界产生某些合金元素的富集而达到共晶成分,使局部组织的熔点下降,在焊接热影响下促使局部晶界液化。

防止液化裂纹产生的措施有:严格控制母材的杂质含量; 合理选用焊接材料;制定合理的焊接工艺规范,尽量减少焊接热作用。

多边化裂纹在焊缝金属凝固结晶不平衡的条件下,在低于固相线温度的高温区域,沿多边形化边界形成的热裂纹。

焊接裂纹缺陷产生的原因及预防措施

焊接裂纹缺陷产生的原因及预防措施

浅谈焊接裂纹缺陷产生的原因及预防措施摘要:焊接缺陷是在焊接过程中焊接接头产生的金属不连续、不致密或连续不良的现象,焊接缺陷的形成不仅会降低结构的性能,影响结构的安全使用,严重时还将导致脆性破坏,引起重大安全事故。

而焊接裂纹是一种危害性最大的一种常见焊接缺陷,为消除焊接裂纹,保证焊接接头质量,本文对焊接裂纹缺陷产生的原因及预防措施进行探讨分析。

关键字:焊接裂纹缺陷预防措施焊接裂纹是在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下,焊接过程中或焊接后,焊接接头中局部区域(焊缝或焊接热影响区)的金属原子结合力遭到破坏而出现的新界面所产生的缝隙。

它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征。

焊接裂纹是最危险的缺陷,除降低焊接接头的力学性能指标外,裂纹末端的缺口易引起应力集中,促使裂纹延伸和扩展,成为结构断裂失效的起源,焊接技术条件中是不允许焊接裂纹存在的。

1.焊接裂纹的产生的机理及形式焊缝金属从熔化状态到冷却凝固的过程经过热膨胀与冷收缩变化,有较大的冷收缩应力存在,而且显微组织也有从高温到低温的相变过程而产生组织应力,更加上母材非焊接部位处于冷固态状况,与焊接部位存在很大的温差,从而产生热应力等等,这些应力的共同作用一旦超过了材料的屈服极限,材料将发生塑性变形,超过材料的强度极限则导致开裂。

裂纹的存在大大降低了焊接接头的强度,并且焊缝裂纹的尖端也成为承载后的应力集中点,成为结构断裂的起源。

按照产生机理焊接裂纹可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹和层状撕裂裂纹几种。

在焊接过程中,裂纹出现的位置和时间各不相同,裂纹可能出现在焊缝表面、焊缝内部、焊缝位置和热影响区等位置,裂纹的形成可能是在焊接过程中产生,也可能在焊后一段时间出现,后一种情况危害更为严重。

2.焊接裂纹产生的原因及预防措施2.1 热裂纹热裂纹产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中,主要发生在晶界上,也称为沿晶裂纹,其位置多在焊缝金属的中心和电弧焊的起弧与熄弧的弧坑处,呈纵向或横向辐射状,严重时能贯穿到表面和热影响区。

焊条电弧焊中焊缝裂纹产生原因分析及预防措施

焊条电弧焊中焊缝裂纹产生原因分析及预防措施

焊条电弧焊中焊缝裂纹产生原因分析及预防措施摘要:在焊接结构施工过程中,焊缝裂纹是一种最危险的破坏形式,尤其在焊条电弧焊过程中更为突出,由于受工人操作水平、外界条件影响比较多,经常会在施工过程出现焊接裂纹,如不及时发现和返修,会对整个焊接结构产生很大的影响。

关键词:焊接焊缝裂纹产生原因防止措施在焊接结构中,焊接裂纹是危险的破坏形式,他常常的生产带来巨大的经济损失。

那么在焊接结构中常见的裂纹形式有哪些呢?产生的原因防止措施有哪些呢,焊接裂纹形成原因有哪些呢?现从以下几方面做一探讨。

在焊接结构中最常见焊接裂纹常见的有二大种类型:热裂纹、冷裂纹。

1、热裂纹所有焊接热裂纹的特征都是沿原奥氏体晶界开裂,热裂纹的形态、产生热裂纹的温度区间和主要原因是不同的。

所以,热裂纹又可进一步分类。

通常,人们把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹三类。

1.1 结晶裂纹焊缝金属结晶过程中,在固相线附近,晶界残存低熔点的液态薄膜,在应力作用下形成的裂纹。

结晶裂纹主要发生在含(硫、磷、碳、硅等)杂质比较多的碳钢、低合金钢焊缝中,以及单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金的焊缝中。

1.2 液化裂纹它的产生机理和结晶裂纹基本相同,只是产生部位不同。

液化裂纹发生在近缝区或多层焊的层间部位,是在焊接热循环峰值温度作用下,由于被焊金属含有比较多的低熔点共晶而被重新熔化,在拉伸应力作用下,沿奥氏体晶界发生的开裂。

液化裂纹主要发生在含有铬、镍的高强钢、奥氏体钢、以及某些镍基合金的近缝区或多层焊层间部位。

一般,母材和焊丝中硫、磷、碳、硅越高,液化裂纹倾向越高。

1.3 多边化裂纹多边化裂纹大多发生在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝中或近缝区。

焊接时,在固相线稍下的高温区间,由于刚凝固的金属中存在很多晶格缺陷(主要是位错和空穴)以及严重的物理化学不均匀性,在一定的温度和应力作用下,这些晶格缺陷迁移聚集,就形成了类似晶界的二次边界,也就是所谓的“多边化边界”。

硬质合金钎焊裂纹的预防措施

硬质合金钎焊裂纹的预防措施

硬质合金钎焊裂纹的产生机理与预防措施(一)对于硬质合金的发展和应用来讲,质量显得越来越重要,但是在一些厂家焊接使用过程中,经常会出现一些问题,例如:裂纹。

今天比亚特自动化和大家一起就来了解下——钎焊裂纹产生的根源是钎焊过程中产生的拉应力超过了硬质合金的抗拉强度,有时也产生于基体。

通过长期的实验和总结,我们可以发现拉应力的产生有五种途径有:工具结构、热应力、机械性能差异、后续加工等等。

一、工具结构引发的裂纹由于工具结构设计不合理而产生附加拉应力,是引起裂纹的重要因素。

其中,封闭式或半封闭式的钎缝都是增加钎焊应力促使产生裂纹的主要原因。

设计人员应掌握以下原则:即在满足使用所需的钎缝强度前提下,尽可能减少钎焊面和钎焊面积。

设计人员在设计工具时,首先校核的是钎缝强度。

为了提高连接强度常常简单的增加钎焊面或钎焊面积,忽视了增加钎焊面积时带来的钎焊应力,导致裂纹的根源不在钎焊过程,很难依靠钎焊工艺避免这类裂纹产生。

二、热应力引发的裂纹热应力引发的硬质合金裂纹的主要诱因是钎焊加热速度过快或钎焊后剧冷。

火焰钎焊、电阻钎焊和高频感应焊等钎焊工艺容易导致钎焊加热过快、升温过速。

氧气乙炔焰加热时,火焰的高温区可达3000℃,当火焰直接烧硬质合金时,使硬质合金表面或局部升温过快时,有时甚至将硬质合金的边角部分烧化,硬质合金尺寸大时将引发裂纹。

高频钎焊时,感应电流的尖角效应、集肤效应和环向效应导致硬质合金局部升温过快、过高而产生裂纹。

钎焊后因剧冷而引发裂纹有下列几种情况:钎焊后,将工具放在潮湿的地面上,或是放在潮湿的石灰槽中,钎焊后,工具被冷风吹;钎焊后,因工具需要淬火而发生剧冷。

一般情况下,对YT30、YT15及大面积钎焊的硬质合金工具,不适宜在钎焊后进行整体淬火,把握好适当的方法来使用比亚特自动化感应钎焊方法,以免发生裂纹。

三、力学性能差异引发的纹裂对于YT60、YT30、YW2、YG2、YG3X等牌号的硬质合金,由于冲击韧度差,在钎焊时容易产生裂纹。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

焊接裂纹的形成机理与预防措施1、产生焊接冷裂纹的原因焊接冷裂纹在焊后较低的温度下形成。

由于这种裂纹形成与氢有关,且有延迟开裂的特点,因此又称之为焊接氢致裂纹或延迟裂纹。

产生焊接冷裂纹的三个必要条件:〔1〕氢。

氢的主要来源是焊材中的水分和焊接区域中的油污、铁锈、水以及大气中的水汽等。

这些水、铁锈或有机物经焊接电弧的高温热作用分解成氢原子而进入焊接熔池中。

在焊接过程中氢除向大气中扩散外,余下的在焊缝中呈过饱和状态,即在焊缝中存在着扩散氢。

根据氢脆理论,这种扩散氢将向应变集中区〔如微裂纹或缺口尖端附近〕扩散,当该区的氢浓度到达*一临界值时,裂纹便继续扩展。

〔2〕应力。

依据目前国内及国际的施工水平,在球罐的组装过程中总会存在或多或少的强力组对,所以在组装完成后便存在着内应力,这种应力在焊后整体热处理完成后也不可能完全消除。

再加上球罐焊接是一个局部加热过程,在焊接过程中产生应力与应变的循环,因此球罐焊接后必然存在剩余应力。

〔3〕组织。

焊接热影响区组织中过硬的马氏体含量越多越容易产生冷裂纹。

3、防止产生焊接冷裂纹的措施〔1〕尽量选用对冷裂纹不敏感的材料选用内在质量好的母材。

即选用碳当量低的优质钢材,尤其是防止母材大型夹渣。

所以在球壳板制造前必须对板材进展严格的超声波检查,对有严重夹层等缺陷的钢材不得使用。

〔2〕尽量减少氢的来源。

第一,球罐的焊接选用低氢型焊条,必要时要采用超低氢型的焊条;第二,焊条使用前一定要按产品使用说明进展烘干,并贮存在100~150℃的恒温箱中,在使用时放入保温筒内并随用随取,在保温筒内存放时间不得超过4h,否则要按原烘干温度重新烘干,重复烘干不得超过两次;第三,要彻底去除焊接坡口外表及坡口两侧20mm范围内的油污、水分,、铁锈及其他杂物;第四,不在雨雪天及空气相对湿度大于90%时施焊;第五,采取有效的防风措施,以防止吹弧,使焊接熔池得到有效的隔离保护。

〔3〕选用适当的焊前预热温度和预热范围。

适当的预热温度降低了焊缝冷却速度,可使氢更易从焊缝熔池向大气中扩散,减少了焊缝中扩散氢含量,并且可以降低焊接区的温度梯度和焊缝的冷却速度,尽量减少马氏体的含量,减小温差应力。

预热温度应通过工艺评定来确定,预热范围一般为坡口两侧三倍球壳板厚度且不小于100mm。

当环境温度低时还应增大预热温度和预热范围。

对纵缝应整条焊缝同时预热,不能分段预热。

〔4〕选用适当的后热温度和后热时间。

随着焊接层数的增多,焊缝中扩散氢会逐渐积累。

因此焊后应立即进展后热,使扩散氢有充分的时间溢出,同时还可以降低焊缝中的剩余应力,减少冷裂纹产生的机率。

〔5〕焊接过程中保持适当的层间温度,适当的层间温度也能延缓焊缝的冷却时间,起到一定的去氢和降低剩余应力的作用,层间温度不得低于预热温度下限值。

〔6〕采用适宜的线能量。

假设焊接线能量过小,焊缝热影响区容易出现淬硬组织,再加上扩散氢的作用,焊缝容易产生冷裂纹;假设线能量过大又会使焊缝热影响区的软化区宽度增加,使焊缝缺口的韧性降低,球罐整体的机械性能下降。

焊接缺陷是影响焊接质量最直接的原因,而焊接裂纹作为最难解决的焊接缺陷之一,在焊管生产中时有出现。

焊接裂纹有横向裂纹和纵向裂纹两种,其中纵向裂纹为可见典型裂纹断口,带圆弧的光滑自由面,有时有氧化物,电子探针发现没其他夹杂物。

预防措施为:1冶金因素控制焊缝中S、P、C含量,是提高抗裂性、减少结晶裂纹的有效措施。

在焊管生产中,选择适宜的焊丝、焊剂,有效控制其S、P、C含量,使减少焊缝纵向裂纹的有效措施。

2接头坡口形式适宜的焊接坡口是减少焊接裂纹的有效措施,当卷板较厚,板位控制难时会增加裂纹成形几率,提高对头质量,尽量使钢管在成型过程中产生较小的剩余应力,能减少结晶裂纹。

3工艺因素减少热输入,能在焊缝中形成较小晶粒尺寸组织;降低焊接速度,可以使晶粒的端部并列长大挤压在一起,防止偏析集中;此外宽焊缝相对窄焊缝能防止晶粒长大直接鹏在一起,防止偏析集中。

焊接横向裂纹,其走向垂直于焊缝,具有沿晶和穿晶特点,预防措施为:1冶金方面1〕要保证板材优良的力学性能,保证强度和韧性要求,尽量减少钢中杂质;2〕尽量选用低氢和高强度、高韧性的焊接材料,选用适宜的焊丝、焊剂匹配,严格清理焊丝和焊接区域,烘干焊剂。

2工艺方面1〕焊接线能量过大,会使近缝区晶粒粗大;线能量过小,会使热影响区淬硬,这些都导致横向裂纹产生,应选择适宜的焊接线能量;2〕预热可降低冷却速度,有效防止横向裂纹产生;3〕焊后延缓冷却可使氢充分逸出,也能防止焊缝横向裂纹产生焊接是利用加热或加压等手段,使别离的两局部金属,借助于原子的扩散与结合而形成原子间永久性连接的工艺方法。

焊接方法的种类很多,根据实现金属原子间结合的方式不同,可分为熔化焊、压力焊和钎焊3大类。

焊接方法具有如下优点:〔1〕成形方便:焊接方法灵活多样,工艺简便;在制造大型、复杂构造和零件时,可采用铸焊、锻焊方法,化大为小,化复杂为简单,再逐次装配焊接而成。

〔2〕适应性强:采用相应的焊接方法,不仅可生产微型、大型和复杂的金属构件,也能生产气密性好的高温、高压设备和化工设备;此外,采用焊接方法,还能实现异种金属或非金属的连接。

〔3〕生产本钱低:与铆接相比,焊接构造可节省材料10%~20%,并可减少划线、钻孔、装配等工序。

另外,采用焊接构造能够按使用要求选用材料。

在构造的不同部位,按强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温等要求选用不同材料,具有更好的经济性。

焊接电弧是电极与工件之间的强烈而持久的气体放电现象。

电弧的构造:焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区3局部组成。

采用直流弧焊机焊接时有正接法与反接法之分,正接是将工件接电源正极,焊条接负极;反接是将工件接电源负极,焊条(或电极)接正极。

用钢焊条焊接工件时,阳极区温度约为2600K,阴极区温度约为2400K,电弧中心区温度最高,可达6000~8000K。

焊条电弧焊时,对焊接电源的根本要求有:〔1〕具有陡降的特性;〔2〕具有一定的空载电压以满足引弧的需要,一般为50~90V;〔3〕限制适当的短路电流,以保证焊接过程频繁短路时,电流不致无限增大而烧毁电源。

短路电流一般不超过工作电流的1.25~2倍。

常用焊接电源的类型有交流弧焊机、直流弧焊机和交、直流两用弧焊机。

四、焊接冶金过程有何特点?焊接过程中为什么要对焊接区进展有效保护?焊接冶金过程特点:电弧焊时,被熔化的金属、熔渣、气体三者之间进展着一系列物理化学反响,如金属的氧化与复原,气体的溶解与析出,杂质的去除等。

因此,焊接熔池可以看成是一座微型冶金炉。

但是,焊接冶金过程与一般的冶炼过程不同,主要有以下特点。

〔1〕冶金温度高:容易造成合金元素的烧损与蒸发;〔2〕冶金过程短:焊接时,由于焊接熔池体积小(一般2~3cm3),冷却速度快,液态停留时间短(熔池从形成到凝固约10s),各种化学反响无法到达平衡状态,在焊缝中会出现化学成分不均匀的偏析现象。

〔3〕冶金条件差:焊接熔池一般暴露在空气中,熔池周围的气体、铁锈、油污等在电弧的高温下,将分解成原子态的氧、氮等,极易同金属元素产生化学反响。

反响生成的氧化物、氮化物混入焊缝中,使焊缝的力学性能下降;空气中水分分解成氢原子,在焊缝中产生气孔、裂缝等缺陷,会出现"氢脆〞现象。

上述情况将严重影响焊接质量,因此,必须采取有效措施来保护焊接区,防止周围有害气体侵入金属熔池。

〔7〕防止强力组对。

在球罐组对过程中选用适宜的工艺和组装机具,尽量防止强力组对。

强力组对将使球罐在焊接前就存在强大的附加内应力,这种内应力在焊后也不可能完全消除。

〔8〕减小错边和角变形。

在错边和角变形存在的部位,曲率发生了突变,所以焊后将会存在强大的剩余内应力。

〔9〕采用合理的焊接顺序。

当采用合理的顺序焊接时,整台球罐将同时对称地收缩或膨胀,这样能控制焊接变形,减小焊接剩余应力。

球罐焊接应遵循先纵缝后环缝,先大坡口后小坡口,先赤道后温带最后极带的原则,而且焊工应对称、均匀施焊。

球罐焊缝的打底焊要采用分段退焊法,分段长度为600~700mm。

〔10〕防止工艺缺陷的产生。

咬边、未焊透、长条状夹渣等工艺缺陷部位是应力集中区,这些部位容易产生冷裂纹。

〔11〕确保封底焊缝的质量,封底焊缝要自上而下焊接,不能采用摆动、为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

3.1控制温度的措施如下:采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中水泥用量;拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时间,气温骤降时进展外表保温,以免混凝土外表发生急剧的温度梯度;施工中长期暴露的混凝土浇筑块外表或薄壁构造,在寒冷季节采取保温措施。

3.2改善约束条件的措施是:合理地分缝分块;防止根底过大起伏;合理地安排施工工序,防止过大的高差和侧面长期暴露。

此外,改善混凝土的性能提高抗裂能力,加强养护,防止外表干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意防止产生贯穿裂缝,出现后要恢复其构造的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土心早拆模。

当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土外表的早期裂缝新浇筑早期拆模,在外表引起很大的拉应力,出现"温度冲击〞现象。

在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,外表引起相当大的拉应力,此时外表温度亦较气温为高,此时撤除模板,外表温度骤降,必然引起温度梯度,从而在外表附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,外表的拉应力到达很大的数值,就在导致裂缝的危险,但如果在撤除模板后及时在外表覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土外表产生过大的拉应力,具有显著效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。

只是对一般钢筋混凝土有影响。

在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。

钢的线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。

由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7—15倍,当内混凝土应力过到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100—200kg/cm .因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。

但加筋后构造内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与尝试较小了。

而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。

混凝土和钢筋混凝土构造的外表常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数量属于干缩裂缝。

虽然这种裂缝一般都较浅但它对构造的强度和耐久性仍有一定的影响。

相关文档
最新文档