电焊接头为什么会断裂

『叁』 不锈钢316l焊接经验分享

相信很多电焊技工师傅都遇到过这个头痛的问题，在进行316不锈钢管焊接加工过程中，往往会出现焊接接头应力腐蚀开裂的现象，这一现象主要是因为不锈钢管焊接加工时受到了焊接区的残余拉伸应力、焊缝结晶组织以及在焊接区的碳化物析出等因素的影响。由于不锈钢特点耐蚀性优点，工业上应用领域广泛，掌握一门熟练不锈钢焊接技术要领，就变成了现在电焊技工师傅的一门必修课。

合理设计焊接接头是关键

防止316不锈钢管应力腐蚀开裂的主要措施合理设计焊接接头，避免腐蚀介质在接头部位聚集，降低或消除接头的应力集中。减少或消除焊接残余应力，在工艺上合理布置焊道顺序，如采用分段退步焊等。尽量减小焊接接头的拘束度，焊后进行消除应力的退火处理。在难以实施热处理时，改变焊件的表面状态，对敏化侧表面进行喷丸处理，使该区产生残余压应力，或对敏化表面进行抛光、电镀或喷涂合理选择母材和焊接材料，通常采用超合金化的焊接材料，即焊缝金属中的耐蚀合金元素(Cr、Mo、Ni等)含量高于母材。

正确掌握焊接方法

采用合理的焊接工艺，选用热源集中的焊接方法、小线能量以及快速冷却等措施，减少碳化物析出和避免接头组织过热。保证焊接接头部位光滑洁净，焊接飞溅物、电弧擦伤等往往是应力腐蚀开始的部位。因此，焊接接头的外在也至关重要。由于热轧管坯存在裂纹等缺陷或高精度冷拔管被制成油缸后，在使用过程中发生的断裂，几乎没有塑性变形发生，一般均为脆性断裂。脆性断裂是由多种原因引起的。

设计时还要根据构件的工作温度来选取具有合适冷脆转变温度的材料。冷拔大无缝钢管变形太小，不能达到表面光洁度与尺寸精度的要求，也无法达到构件的强度指标;

变形太大，316不锈钢管的塑性、韧性降低过多，而且，晶粒被拉得过分细长，形成了纤维组织，金属会具有明显的各向异性。冷拔无缝钢管的轴向，平行于晶粒的拉长方向，强度升高;316不锈钢管的径向，垂直于晶粒的拉长方向，强度反而降低，而液压油缸最大的应力正存在于无缝钢管的径向上，所以，变形太大对充分发挥冷拔管的性能不利。对于钢材中出现的纤维组织以及位错、空位等晶体缺陷，一般均采取退火或正火等热处理手段加以消除。退火的目的是细化晶粒，消除组织缺陷，降低硬度，提高塑性，也便于冷加工。表面处理应采取预防措施不锈钢板储存应有专用存放架，存放架应为木质或表面喷漆的碳钢支架或垫以橡胶垫，以与碳钢等其它金属材质隔离。

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上海溪商焊材有限公司

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不锈钢的焊接方法有哪些

1，等离子弧焊

等离子弧焊是一种最合适焊接不锈钢的办法。因为等离子弧是一种紧缩电弧，弧断面被紧缩较小，能量集中，温度高，它能够再必定厚度范围内能充沛熔透。然而，因为其设备报价非常昂贵，喷嘴寿数很短，因此它的运用并不广泛。

2，熔化极气体维护焊的办法及原理

熔化极惰性气体维护焊是焊接不锈钢最为遍及的一种办法，熔化极气体维护焊又分为熔化极惰性气体维护焊、熔化极氧化性混合气体维护焊、co2气体维护焊和药芯焊丝气休维护焊。

通常选用惰性气体的氩、氦或它们的混合气体作为焊接区的维护气体，因为焊丝表面没有涂料层，电流可大大提高，因此母材熔深大，焊丝熔化速度快，熔敷率高，大大提高出产功率。

原理:熔化极气体维护弧焊选用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝和母材金属，并向焊接区运送维护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的损害。接连送进的焊丝金属不断熔化并过渡到熔池，与熔化的母材金属交融构成焊缝金属，从而使工件彼此连接起来。

3，手艺电弧

手艺电弧焊是用手艺操作电弧焊条进行焊接的一种焊接办法。手艺电弧焊时，利用焊条和工件之间发生电弧将焊条和工件局部加热到熔化状况，焊条端部熔化后的熔滴和熔化的母材交融在一起构成熔池，跟着电弧向前移动，熔池液态金属逐步冷却结晶构成焊缝。不锈钢的手艺电弧焊，运用最广泛，可用于各类不锈钢的焊接。其特点是手艺电弧焊的热影响区较小，易于确保质量，设备简略，操作灵敏，习惯各种焊接方位与不一样板厚的技术需求。如今，不锈钢焊条也根本能够满意各类不锈钢的焊接需求，在焊条选用上几乎不受限制。缺陷是出产功率低;劳动条件差;对焊工的需求较高，在很多场合下，焊工必须具有适当的资历;有些资料的焊接熔敷金属还达不到运用需求，如超高纯不锈钢;工件厚度通常在1mm以下的薄板不适于手艺电弧焊。

4，埋弧主动焊是将焊接电弧用一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖在下面

电弧光不外露的一种焊接办法。当前主要用于奥氏体不锈钢中厚板的焊接，其特点是焊接电流大，熔深大，工件的坡口可较小;焊接速度快，出产功率高;焊缝金属凝结较慢，液体金属与熔化的焊剂间有较多的时刻进行冶金反响，减少了焊缝中发生气孔的可能性;焊缝成型漂亮，工作环境好，操作简略，对焊工的需求相对简略。缺陷是焊接热输入量大，热影响区广大，焊缝安排粗大;选材时要格外考虑到焊丝与焊剂的合作;焊接方位只能是平焊方位;不能直接调查电弧与坡口的相对方位，必须有主动跟踪设备。

5，钨极惰性气体维护电焊

钨极惰性气体维护焊(英文简称tig焊)可分为手艺焊、半主动焊和主动焊三种。tig焊中的钨极氩弧焊在不锈钢中运用适当遍及。它习惯于全方位焊接，通常不发生飞溅，焊缝成型漂亮。格外习惯薄件的焊接，在很多厚件的坡口焊接时，常用gig打底，避免了手艺电弧焊易发生裂纹和清渣艰难的缺陷。惰性气体能有效地阻隔空气，它本身又不溶于金属，不好金属反响，能确保不锈钢的化学成分需求。缺陷是熔深浅，熔敷速度小，出产功率低，出产成本较高。

6、激光焊-不锈钢激光焊接机

激光焊接可以对薄壁材料，精密零件实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等

.激光功率大，焊缝具有高的深宽比，热影响区域小，变形小，焊接速度快。

.焊缝质量高平整美观、无气孔，焊后材料韧性至少相当于母体材料

.人体化设计，液晶屏显示、集中按键化操作更简单www.haileilaser.com

.四维滚珠丝杠工作台，采用进口伺服控制系统，可选旋转工作台，可以实现点焊、直线焊、圆周焊等自动焊，

适用范围广，精度高，速度快。

.电流波形任意调整，可根据焊材的不同设置不同的波形，使焊接参数和焊接要求相匹配，以达到最佳的焊接效果。

用于碳钢、普通合金钢、不锈钢、不同钢材之间的激光焊接、不锈钢-低碳钢，416不锈钢-310不锈钢，347不锈钢-HASTALLY镍合金，镍电极-冷锻钢，不同镍含量的双金属带、钛、镍、锡、铜、铝、铬、铌、金、银等多种金属及其合金，及钢、可伐合金等合金的同种材料间的焊接。铜-镍、镍-钛、铜-钛、钛-钼、黄铜-铜、低碳钢-铜等多种异种金属间的焊接。手机电池、首饰、电子元件、传感器、钟表、精密机械、通信、工艺品等行业。

总的来说，除了以上所述之外，焊工高手们别忘了还有一个很重要的因素，那就是焊条的选择，因为焊条的选择直接影响到焊接的效果，目前市面上销量比较多、口碑比较好的焊条牌子是大西洋、金桥，价格上前者要比后者略贵，用户可以根据自己的特点来选择适合自己的牌子采购。不过特别要注意的是，因为焊条材质含有大量的铁粉，所以对存储环境、存储时间有要求。因此，在使用焊条钱应仔细检查焊条是否有受潮锈蚀现象，如果有焊条出现，则很有可能说明焊条已经严重变质，药性已经有严重脱落了，必须报废此批焊条。

合金，及钢、可伐合金等合金的同种材料间的焊接。铜-镍、镍-钛、铜-钛、钛-钼、黄铜-铜、低碳钢-铜等多种异种金属间的焊接。手机电池、首饰、电子元件、传感器、钟表、精密机械、通信、工艺品等行业。

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『肆』 手工电弧焊中焊接裂纹产生的原因及分析及预防措施

1、焊接裂纹形成原因
焊接中的常见焊接裂纹一般分为三大种类型:
1.1 热裂纹:热裂纹是在高温下产生的, 而且都是沿奥氏体晶界开裂,它的主要形态是结裂纹。即焊缝在结晶过程中,在固相线附近由于凝固金属的收缩,晶粒间的液态薄膜承受不了拉力,以致沿晶界开裂。
1.2 冷裂纹:是在相当低的温度(即在钢的马氏体转变温度附近,约200-300℃)由于约束应力,淬硬组织和氢的作用,焊接接头产生裂绞,即属于冷裂纹。
1.3 脆裂:在温度急剧下降时由于金属及焊缝变脆;而发的低应力破坏的现象,即称为脆裂。根据金属裂断前的总变形量(宏观变形),可把断裂分为延性断裂和脆性断裂两大类。延性断裂,金属在断裂前和断裂中发生显著塑性变形,一般在应力超过金属的强度极限{超载}后发生断裂。而脆性断裂,在断裂前几乎不产生明显塑性变形,通常在不超过金属屈服强度即断裂,因此亦称低应力破坏。
从以上讨论可以知道,在各种具体情况下产生裂纹的原因是不同的,有时可能是几种因素共同作用的结果。然而,不管是热裂纹,冷裂纹,脆裂,它们都具有一个共同的规律,即、焊接时由于各种原因在熔池内部常发生变化,在一定条件下会发生作用而形成裂纹。在手工电弧焊中我们要通过裂纹的特征来判断裂纹的类型，找出裂纹形成的原因,从而采取相应措施。
2、影响生成裂纹的因素及防止措施
2.1 热裂纹。主要讲结晶裂纹,它是热裂纹的一种普遍形态。影响结晶裂纹主要有下列因素:
2.1.1 结晶温度区的范围愈大,则增加脆性温度区,即增加裂纹倾向。结晶温度区大小与合金含量有很大关系;即随着合金成份的增加,结晶温度区间也增大。
2.1.2 碳当量愈大,则增加裂纹倾向,因为各种元素对结晶裂纹的影响不同,例如严重影响结晶裂纭纹的元素有C,S,P,Cn,Ni;少量影响不大,多量则促使裂纹的元素有Si,Mn,Cr等。为了相对判断焊缝金属裂纹倾向,建立了碳当量的计算方式,以便相应进行考察。
2.1.3 残液m形态,如为薄膜状则裂纹倾向大,如为球粒状则裂纹倾向小。
2.1.4 一次结晶组织,如粗大则裂纹倾向大,如为球粒状则裂纹倾向小。
2.1.5 力的因素对产生结晶裂纹也有影响,当焊的拉伸应力在某一温度区间超过了金属的晶间强度,即会产生晶向裂纹。 2.2 冷裂纹。冷裂纹可以在焊后立即出现,也可以是延迟裂纹,而后一种是冷裂纹中的比较普遍的形态。冷裂纹的产生与钢的碎硬倾向;焊接接头的氢含量及其分布;焊接接头的拘束应力有直接关系。并且这三者是相互促进和相互影响,在不同情况下,其中任何一个便可能为主要因素,但不是唯一因素:
2.2.1 钢的淬硬倾向,主要取决于钢种的化学成分,其次是焊接工艺,结构钢板厚度及冷却条件。钢种的淬硬倾向愈大,则愈容易产生冷裂纹。这是由于:容易产生冷裂纹。这是由于:容易形成脆性组织,如马氏体组织便是一种脆硬性组织,在一定应力作用下会发生脆性断裂。冷却速度愈快愈容易加大钢的淬硬性倾向:淬硬性倾向愈大的钢材,会产生较多的晶格缺陷,如空位和位错, 这些都会在焊接应力的作用下,发生移动和聚集,达到一定程度,便会产生裂纹源。
2.2.2 氢的作用,氢对冷裂纹的影响极为显著,氢在焊道或影响区的存在;可以形成氢脆;试验表明氢脆是冷裂纹的重要原因;在正常情况下钢中氢含量是极低的,但当焊接时,如果焊件处理不当,焊条中所含的水伤,焊接坡口附近的油污,其中铁锈(mFeO3nH2O)的影响特别大。加热时铁锈进行下列反应 由于增加氧化作用,在结晶时就会促使生成H2气。铁锈中的结晶水(H2O),在高温时分解出氢气,增加了生成氢气孔的倾向。由此可见,铁锈是一个极其有害的杂质,对于氢气有敏感性,尤其在碱性焊条施焊的情况下,焊件表面氧化皮和铁锈、油污等杂质的清理要比酸性焊条要求更为严格,否则使焊缝产生氢,这些氢在电弧高殒温作用下, 分解成氢原子,不断进入焊接的熔池中。金属在熔融状态下熔氢量是比较高皈,但是在液相凝固时溶氢量则急剧降低,这时氢原子结合成氢分子而逸出。然而由亍焊接接头处冷却速度是极快的,大部分氢未来得及逸出而以过饱私状态熔于凝固了的焊缝中。溶于钢中的氢原子在应力梯度的推动下扩散至此, 聚集形成裂纹源。裂纹源渐渐就形成宏观裂纹。
2.2.3 应力作用,裂纹是在应力超过材料强度极限时,在材料内部发生的一种破断,因此任何裂纹都离不开应力。所以应力成为主要矛盾。因此必须设法保证焊接质量,要合理考虑设计接头,以避免裂纹的出现。防止冷裂纹一般应采取如下措施:选择合适的填充材料,即焊条,如选用碱性低氢型焊条,以减少从填充材料中带入氢。焊缝的强度要与母材相适应;采取减少氢的措施,如严格控制焊条的烘干温度,碱性焊条对氢的敏感性大,故需要更高的烘干温度350～450℃,保温1～2小时。而酸性焊条烘干到150～200℃,保温1～2小时即可, 改善接头设计, 减少应力集中;调节热循环,如采用淬硬程度,降低热应力和组织应力,提供让氢逸出焊接接头的机会;焊后热处理可以消除内应力,去氢以及使淬硬牲组织回火等以消除脆性,提高韧性。
2.2.4工艺因素,所谓工艺因素主要是指焊接规范、电流种类、电孤高低和操作技巧等方面对产生氢艺的影响。
因此: (1)适当降低焊接电流Ia,使熔滴变大,比表面积减小,吸收氢、氮、氧困难,减小产生裂纹倾向。反之若电流增大,使电阻热增大,药皮发红过早分解,使焊缝既无气体保护也无冶金反应,易产生大而多的穿透性气孔。从焊缝形状系数φ=B/H 考虑,当焊缝宽度B不变焊接电流增大时,熔深H增大,焊缝形状系数φ控制
在1～1.5。因此焊接电流千万不能无原则地增加,要视具体情况按规范选择最佳值。
(2)焊接速度Ua不宜过快。 熔池存在时间:
式中:I—电流(A);U―电孤电压(V);Ua―焊接速度(cm/s);K―常数,与被焊材料的热物理性质有关。
由式可知,当电孤功率不变,焊接速度Ua减小时,熔池存在时间tp增长,结晶速度减小,有利于气泡上浮,不易产生裂纹。从提高生产率考虑,应该在提高焊接速度的同时提高焊接电流和电孤电压,总之要使三者匹配,才能获得速度快、质量高的焊接接头。
2.3 脆裂:脆性破坏是材料还没有沿剪切面滑移之前,材料已达到破坏极限,因而材科是在没有变形的情况下产生的破坏,故称脆性破坏。材料产生脆裂与四个因素有关:第一, 温度降低的程度。当温度降低时,材料变形能力减少而抗拉强度和屈服强度增加,在某种称为临界温度时材料完全丧失变形能力,在某种称为临界温度时材料完全丧失变形能力,转变为脆性状态。第二,载荷速度增加的程度。增大加载速度,也会引起屈服限的增加,而使材料变脆,塑性降低。第三,应力及应力集中的程度。在有缺口的地方产生应力集中,能够导致脆性破坏。因为缺口处的应力集中,导致材料的破坏应力将比剪应力增加速度快,这四个因素同时作用,是产生脆性破坏的最危险状,为了不出现脆性破坏,就要尽力阻止这个危险状态出现。