電焊接頭為什麼會斷裂

『叄』 不銹鋼316l焊接經驗分享

相信很多電焊技工師傅都遇到過這個頭痛的問題，在進行316不銹鋼管焊接加工過程中，往往會出現焊接接頭應力腐蝕開裂的現象，這一現象主要是因為不銹鋼管焊接加工時受到了焊接區的殘余拉伸應力、焊縫結晶組織以及在焊接區的碳化物析出等因素的影響。由於不銹鋼特點耐蝕性優點，工業上應用領域廣泛，掌握一門熟練不銹鋼焊接技術要領，就變成了現在電焊技工師傅的一門必修課。

合理設計焊接接頭是關鍵

防止316不銹鋼管應力腐蝕開裂的主要措施合理設計焊接接頭，避免腐蝕介質在接頭部位聚集，降低或消除接頭的應力集中。減少或消除焊接殘余應力，在工藝上合理布置焊道順序，如採用分段退步焊等。盡量減小焊接接頭的拘束度，焊後進行消除應力的退火處理。在難以實施熱處理時，改變焊件的表面狀態，對敏化側表面進行噴丸處理，使該區產生殘余壓應力，或對敏化表面進行拋光、電鍍或噴塗合理選擇母材和焊接材料，通常採用超合金化的焊接材料，即焊縫金屬中的耐蝕合金元素(Cr、Mo、Ni等)含量高於母材。

正確掌握焊接方法

採用合理的焊接工藝，選用熱源集中的焊接方法、小線能量以及快速冷卻等措施，減少碳化物析出和避免接頭組織過熱。保證焊接接頭部位光滑潔凈，焊接飛濺物、電弧擦傷等往往是應力腐蝕開始的部位。因此，焊接接頭的外在也至關重要。由於熱軋管坯存在裂紋等缺陷或高精度冷拔管被製成油缸後，在使用過程中發生的斷裂，幾乎沒有塑性變形發生，一般均為脆性斷裂。脆性斷裂是由多種原因引起的。

設計時還要根據構件的工作溫度來選取具有合適冷脆轉變溫度的材料。冷拔大無縫鋼管變形太小，不能達到表面光潔度與尺寸精度的要求，也無法達到構件的強度指標;

變形太大，316不銹鋼管的塑性、韌性降低過多，而且，晶粒被拉得過分細長，形成了纖維組織，金屬會具有明顯的各向異性。冷拔無縫鋼管的軸向，平行於晶粒的拉長方向，強度升高;316不銹鋼管的徑向，垂直於晶粒的拉長方向，強度反而降低，而液壓油缸最大的應力正存在於無縫鋼管的徑向上，所以，變形太大對充分發揮冷拔管的性能不利。對於鋼材中出現的纖維組織以及位錯、空位等晶體缺陷，一般均採取退火或正火等熱處理手段加以消除。退火的目的是細化晶粒，消除組織缺陷，降低硬度，提高塑性，也便於冷加工。表面處理應採取預防措施不銹鋼板儲存應有專用存放架，存放架應為木質或表面噴漆的碳鋼支架或墊以橡膠墊，以與碳鋼等其它金屬材質隔離。

推薦焊料廠家

上海溪商焊材有限公司

供應不銹鋼、低合金鋼、耐熱鋼、堆焊、鑄鐵系列焊條及特殊要求的焊接材料

不銹鋼的焊接方法有哪些

1，等離子弧焊

等離子弧焊是一種最合適焊接不銹鋼的辦法。因為等離子弧是一種緊縮電弧，弧斷面被緊縮較小，能量集中，溫度高，它能夠再必定厚度范圍內能充沛熔透。然而，因為其設備報價非常昂貴，噴嘴壽數很短，因此它的運用並不廣泛。

2，熔化極氣體維護焊的辦法及原理

熔化極惰性氣體維護焊是焊接不銹鋼最為遍及的一種辦法，熔化極氣體維護焊又分為熔化極惰性氣體維護焊、熔化極氧化性混合氣體維護焊、co2氣體維護焊和葯芯焊絲氣休維護焊。

通常選用惰性氣體的氬、氦或它們的混合氣體作為焊接區的維護氣體，因為焊絲表面沒有塗料層，電流可大大提高，因此母材熔深大，焊絲熔化速度快，熔敷率高，大大提高出產功率。

原理:熔化極氣體維護弧焊選用可熔化的焊絲與被焊工件之間的電弧作為熱源來熔化焊絲和母材金屬，並向焊接區運送維護氣體，使電弧、熔化的焊絲、熔池及附近的母材金屬免受周圍空氣的損害。接連送進的焊絲金屬不斷熔化並過渡到熔池，與熔化的母材金屬交融構成焊縫金屬，從而使工件彼此連接起來。

3，手藝電弧

手藝電弧焊是用手藝操作電弧焊條進行焊接的一種焊接辦法。手藝電弧焊時，利用焊條和工件之間發生電弧將焊條和工件局部加熱到熔化狀況，焊條端部熔化後的熔滴和熔化的母材交融在一起構成熔池，跟著電弧向前移動，熔池液態金屬逐步冷卻結晶構成焊縫。不銹鋼的手藝電弧焊，運用最廣泛，可用於各類不銹鋼的焊接。其特點是手藝電弧焊的熱影響區較小，易於確保質量，設備簡略，操作靈敏，習慣各種焊接方位與不一樣板厚的技術需求。如今，不銹鋼焊條也根本能夠滿意各類不銹鋼的焊接需求，在焊條選用上幾乎不受限制。缺陷是出產功率低;勞動條件差;對焊工的需求較高，在很多場合下，焊工必須具有適當的資歷;有些資料的焊接熔敷金屬還達不到運用需求，如超高純不銹鋼;工件厚度通常在1mm以下的薄板不適於手藝電弧焊。

4，埋弧主動焊是將焊接電弧用一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋在下面

電弧光不外露的一種焊接辦法。當前主要用於奧氏體不銹鋼中厚板的焊接，其特點是焊接電流大，熔深大，工件的坡口可較小;焊接速度快，出產功率高;焊縫金屬凝結較慢，液體金屬與熔化的焊劑間有較多的時刻進行冶金反響，減少了焊縫中發生氣孔的可能性;焊縫成型漂亮，工作環境好，操作簡略，對焊工的需求相對簡略。缺陷是焊接熱輸入量大，熱影響區廣大，焊縫安排粗大;選材時要格外考慮到焊絲與焊劑的合作;焊接方位只能是平焊方位;不能直接調查電弧與坡口的相對方位，必須有主動跟蹤設備。

5，鎢極惰性氣體維護電焊

鎢極惰性氣體維護焊(英文簡稱tig焊)可分為手藝焊、半主動焊和主動焊三種。tig焊中的鎢極氬弧焊在不銹鋼中運用適當遍及。它習慣於全方位焊接，通常不發生飛濺，焊縫成型漂亮。格外習慣薄件的焊接，在很多厚件的坡口焊接時，常用gig打底，避免了手藝電弧焊易發生裂紋和清渣艱難的缺陷。惰性氣體能有效地阻隔空氣，它本身又不溶於金屬，不好金屬反響，能確保不銹鋼的化學成分需求。缺陷是熔深淺，熔敷速度小，出產功率低，出產成本較高。

6、激光焊-不銹鋼激光焊接機

激光焊接可以對薄壁材料，精密零件實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等

.激光功率大，焊縫具有高的深寬比，熱影響區域小，變形小，焊接速度快。

.焊縫質量高平整美觀、無氣孔，焊後材料韌性至少相當於母體材料

.人體化設計，液晶屏顯示、集中按鍵化操作更簡單www.haileilaser.com

.四維滾珠絲杠工作台，採用進口伺服控制系統，可選旋轉工作台，可以實現點焊、直線焊、圓周焊等自動焊，

適用范圍廣，精度高，速度快。

.電流波形任意調整，可根據焊材的不同設置不同的波形，使焊接參數和焊接要求相匹配，以達到最佳的焊接效果。

用於碳鋼、普通合金鋼、不銹鋼、不同鋼材之間的激光焊接、不銹鋼-低碳鋼，416不銹鋼-310不銹鋼，347不銹鋼-HASTALLY鎳合金，鎳電極-冷鍛鋼，不同鎳含量的雙金屬帶、鈦、鎳、錫、銅、鋁、鉻、鈮、金、銀等多種金屬及其合金，及鋼、可伐合金等合金的同種材料間的焊接。銅-鎳、鎳-鈦、銅-鈦、鈦-鉬、黃銅-銅、低碳鋼-銅等多種異種金屬間的焊接。手機電池、首飾、電子元件、感測器、鍾表、精密機械、通信、工藝品等行業。

總的來說，除了以上所述之外，焊工高手們別忘了還有一個很重要的因素，那就是焊條的選擇，因為焊條的選擇直接影響到焊接的效果，目前市面上銷量比較多、口碑比較好的焊條牌子是大西洋、金橋，價格上前者要比後者略貴，用戶可以根據自己的特點來選擇適合自己的牌子采購。不過特別要注意的是，因為焊條材質含有大量的鐵粉，所以對存儲環境、存儲時間有要求。因此，在使用焊條錢應仔細檢查焊條是否有受潮銹蝕現象，如果有焊條出現，則很有可能說明焊條已經嚴重變質，葯性已經有嚴重脫落了，必須報廢此批焊條。

合金，及鋼、可伐合金等合金的同種材料間的焊接。銅-鎳、鎳-鈦、銅-鈦、鈦-鉬、黃銅-銅、低碳鋼-銅等多種異種金屬間的焊接。手機電池、首飾、電子元件、感測器、鍾表、精密機械、通信、工藝品等行業。

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『肆』 手工電弧焊中焊接裂紋產生的原因及分析及預防措施

1、焊接裂紋形成原因
焊接中的常見焊接裂紋一般分為三大種類型:
1.1 熱裂紋:熱裂紋是在高溫下產生的, 而且都是沿奧氏體晶界開裂,它的主要形態是結裂紋。即焊縫在結晶過程中,在固相線附近由於凝固金屬的收縮,晶粒間的液態薄膜承受不了拉力,以致沿晶界開裂。
1.2 冷裂紋:是在相當低的溫度(即在鋼的馬氏體轉變溫度附近,約200-300℃)由於約束應力,淬硬組織和氫的作用,焊接接頭產生裂絞,即屬於冷裂紋。
1.3 脆裂:在溫度急劇下降時由於金屬及焊縫變脆;而發的低應力破壞的現象,即稱為脆裂。根據金屬裂斷前的總變形量(宏觀變形),可把斷裂分為延性斷裂和脆性斷裂兩大類。延性斷裂,金屬在斷裂前和斷裂中發生顯著塑性變形,一般在應力超過金屬的強度極限{超載}後發生斷裂。而脆性斷裂,在斷裂前幾乎不產生明顯塑性變形,通常在不超過金屬屈服強度即斷裂,因此亦稱低應力破壞。
從以上討論可以知道,在各種具體情況下產生裂紋的原因是不同的,有時可能是幾種因素共同作用的結果。然而,不管是熱裂紋,冷裂紋,脆裂,它們都具有一個共同的規律,即、焊接時由於各種原因在熔池內部常發生變化,在一定條件下會發生作用而形成裂紋。在手工電弧焊中我們要通過裂紋的特徵來判斷裂紋的類型，找出裂紋形成的原因,從而採取相應措施。
2、影響生成裂紋的因素及防止措施
2.1 熱裂紋。主要講結晶裂紋,它是熱裂紋的一種普遍形態。影響結晶裂紋主要有下列因素:
2.1.1 結晶溫度區的范圍愈大,則增加脆性溫度區,即增加裂紋傾向。結晶溫度區大小與合金含量有很大關系;即隨著合金成份的增加,結晶溫度區間也增大。
2.1.2 碳當量愈大,則增加裂紋傾向,因為各種元素對結晶裂紋的影響不同,例如嚴重影響結晶裂紜紋的元素有C,S,P,Cn,Ni;少量影響不大,多量則促使裂紋的元素有Si,Mn,Cr等。為了相對判斷焊縫金屬裂紋傾向,建立了碳當量的計算方式,以便相應進行考察。
2.1.3 殘液m形態,如為薄膜狀則裂紋傾向大,如為球粒狀則裂紋傾向小。
2.1.4 一次結晶組織,如粗大則裂紋傾向大,如為球粒狀則裂紋傾向小。
2.1.5 力的因素對產生結晶裂紋也有影響,當焊的拉伸應力在某一溫度區間超過了金屬的晶間強度,即會產生晶向裂紋。 2.2 冷裂紋。冷裂紋可以在焊後立即出現,也可以是延遲裂紋,而後一種是冷裂紋中的比較普遍的形態。冷裂紋的產生與鋼的碎硬傾向;焊接接頭的氫含量及其分布;焊接接頭的拘束應力有直接關系。並且這三者是相互促進和相互影響,在不同情況下,其中任何一個便可能為主要因素,但不是唯一因素:
2.2.1 鋼的淬硬傾向,主要取決於鋼種的化學成分,其次是焊接工藝,結構鋼板厚度及冷卻條件。鋼種的淬硬傾向愈大,則愈容易產生冷裂紋。這是由於:容易產生冷裂紋。這是由於:容易形成脆性組織,如馬氏體組織便是一種脆硬性組織,在一定應力作用下會發生脆性斷裂。冷卻速度愈快愈容易加大鋼的淬硬性傾向:淬硬性傾向愈大的鋼材,會產生較多的晶格缺陷,如空位和位錯, 這些都會在焊接應力的作用下,發生移動和聚集,達到一定程度,便會產生裂紋源。
2.2.2 氫的作用,氫對冷裂紋的影響極為顯著,氫在焊道或影響區的存在;可以形成氫脆;試驗表明氫脆是冷裂紋的重要原因;在正常情況下鋼中氫含量是極低的,但當焊接時,如果焊件處理不當,焊條中所含的水傷,焊接坡口附近的油污,其中鐵銹(mFeO3nH2O)的影響特別大。加熱時鐵銹進行下列反應 由於增加氧化作用,在結晶時就會促使生成H2氣。鐵銹中的結晶水(H2O),在高溫時分解出氫氣,增加了生成氫氣孔的傾向。由此可見,鐵銹是一個極其有害的雜質,對於氫氣有敏感性,尤其在鹼性焊條施焊的情況下,焊件表面氧化皮和鐵銹、油污等雜質的清理要比酸性焊條要求更為嚴格,否則使焊縫產生氫,這些氫在電弧高殞溫作用下, 分解成氫原子,不斷進入焊接的熔池中。金屬在熔融狀態下熔氫量是比較高皈,但是在液相凝固時溶氫量則急劇降低,這時氫原子結合成氫分子而逸出。然而由亍焊接接頭處冷卻速度是極快的,大部分氫未來得及逸出而以過飽私狀態熔於凝固了的焊縫中。溶於鋼中的氫原子在應力梯度的推動下擴散至此, 聚集形成裂紋源。裂紋源漸漸就形成宏觀裂紋。
2.2.3 應力作用,裂紋是在應力超過材料強度極限時,在材料內部發生的一種破斷,因此任何裂紋都離不開應力。所以應力成為主要矛盾。因此必須設法保證焊接質量,要合理考慮設計接頭,以避免裂紋的出現。防止冷裂紋一般應採取如下措施:選擇合適的填充材料,即焊條,如選用鹼性低氫型焊條,以減少從填充材料中帶入氫。焊縫的強度要與母材相適應;採取減少氫的措施,如嚴格控制焊條的烘乾溫度,鹼性焊條對氫的敏感性大,故需要更高的烘乾溫度350～450℃,保溫1～2小時。而酸性焊條烘乾到150～200℃,保溫1～2小時即可, 改善接頭設計, 減少應力集中;調節熱循環,如採用淬硬程度,降低熱應力和組織應力,提供讓氫逸出焊接接頭的機會;焊後熱處理可以消除內應力,去氫以及使淬硬牲組織回火等以消除脆性,提高韌性。
2.2.4工藝因素,所謂工藝因素主要是指焊接規范、電流種類、電孤高低和操作技巧等方面對產生氫藝的影響。
因此: (1)適當降低焊接電流Ia,使熔滴變大,比表面積減小,吸收氫、氮、氧困難,減小產生裂紋傾向。反之若電流增大,使電阻熱增大,葯皮發紅過早分解,使焊縫既無氣體保護也無冶金反應,易產生大而多的穿透性氣孔。從焊縫形狀系數φ=B/H 考慮,當焊縫寬度B不變焊接電流增大時,熔深H增大,焊縫形狀系數φ控制
在1～1.5。因此焊接電流千萬不能無原則地增加,要視具體情況按規范選擇最佳值。
(2)焊接速度Ua不宜過快。 熔池存在時間:
式中:I—電流(A);U―電孤電壓(V);Ua―焊接速度(cm/s);K―常數,與被焊材料的熱物理性質有關。
由式可知,當電孤功率不變,焊接速度Ua減小時,熔池存在時間tp增長,結晶速度減小,有利於氣泡上浮,不易產生裂紋。從提高生產率考慮,應該在提高焊接速度的同時提高焊接電流和電孤電壓,總之要使三者匹配,才能獲得速度快、質量高的焊接接頭。
2.3 脆裂:脆性破壞是材料還沒有沿剪切面滑移之前,材料已達到破壞極限,因而材科是在沒有變形的情況下產生的破壞,故稱脆性破壞。材料產生脆裂與四個因素有關:第一, 溫度降低的程度。當溫度降低時,材料變形能力減少而抗拉強度和屈服強度增加,在某種稱為臨界溫度時材料完全喪失變形能力,在某種稱為臨界溫度時材料完全喪失變形能力,轉變為脆性狀態。第二,載荷速度增加的程度。增大載入速度,也會引起屈服限的增加,而使材料變脆,塑性降低。第三,應力及應力集中的程度。在有缺口的地方產生應力集中,能夠導致脆性破壞。因為缺口處的應力集中,導致材料的破壞應力將比剪應力增加速度快,這四個因素同時作用,是產生脆性破壞的最危險狀,為了不出現脆性破壞,就要盡力阻止這個危險狀態出現。