焊接热撕裂如何解决

1. 焊接接头再热裂纹产生原因、措施及方法！

近年来，特种设备上低合金高强材料的应用越来越普遍，这与锅炉压力容器高温高压的工况有关。但特种设备在制造过程中，往往发现焊缝在热处理后发现裂纹，特别如2.25Cr-1Mo、13MoNiMoR等材料，这引起了制造厂的注意。

01

焊接接头中裂纹的种类很多

结晶裂纹： 焊接熔池凝固结晶时，在液相与固相并存的温度区间，由于结晶偏析和收缩应力应变的作用，焊缝金属沿一次结晶晶界形成的裂纹。

此类裂纹只发生在焊缝中(包括弧坑)。

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与母材近缝区金属中，由于晶间金属/受热重新熔化，在一定的收缩应力作用下，沿奥氏体晶界开裂的现象，有的文献称为“热撕裂”。

高温低塑性裂纹： 在液相结晶完成以后，焊接接头金属从材料的塑性恢复温度开始冷却，对于某些特殊的材料，当冷却到一定的温度范围时，由于应变速率和某些冶金因素的相互作用，引起塑性下降，导致焊接接头金属沿晶界开裂。

一般发生在比液化裂纹的部位距熔合线更远一些的热影响区。

再热裂纹： 焊接后，在消除残余应力热处理或不经任何热处理的焊件，处于一定温度下服役的过程中，在一定条件下产生的沿奥氏体晶界发展的裂纹。

事实上，再热裂纹是低合金高强钢焊接性要解决的主要问题之一，特别是某些含有较多碳化物形成元素如 Cr、Mo、V，并可产生沉淀碳化物的低合金高强钢和热强钢厚板焊缝中，往往就会在焊后消除应力热处理过程中产生再热裂纹。

处理这些缺陷既费工又费时，对生产带来很大影响。下面就再热裂纹的形成机理和制造过程中的预防措施及检验方法进行简析。

02

再热裂纹的机理

再热裂纹的形成，简单来说就是晶内由于强化强度很大而晶界强度较弱，在焊后热处理时，应力松弛时的形变集中加在了晶界上，一旦晶界应变超出了晶界的强度极限时，会导致沿晶界开裂产生裂纹。

(1)再热裂纹形成的内因 焊接时，熔合线附近的热影响区被加热到1200℃左右，尤其是厚板多次被加热后，晶粒粗大，而在冷却时强碳化物析出较慢。

同样在埋弧焊时，由于线能量较大，焊缝中间的晶粒也较粗大，在随后的SR处理(480～680℃)过程中，碳化物(V4C3、NbC、MoC等)在晶内弥散沉淀，从而强化了晶内(晶内热强性好)，使热处理时，应力松弛时的应变集中加载在晶界上;

晶粒粗大，使承载应变的晶界数锐减，同样应变单位晶界应变量大大增加；

另外，在焊后SR处理时，低熔点杂质及B、Sb、Sn、As等微量元素偏析于晶界，减弱了晶界的塑性，应变超过晶界的塑性极限就形成开裂。

(2)再热裂纹形成的外因  上面简述了再热裂纹的内因，但要产生再热裂纹还需要外因的存在，外因的产生应该从焊接残余应力和膨胀应力两个部分来考虑。

焊后消应力热处理时，焊接残余应力通过松弛蠕变变形得以降低，当材料的变形难以满足这种变形要求时，就会产生裂纹。

在焊接区，低熔点化合物、偏析及粗晶脆化区的存在，由于晶界强度、韧性不足，不能抵抗蠕变膨胀变形而产生裂纹失效。

蠕变变形 ，实际上是一个受热膨胀的过程，在这个过程中是产生膨胀拉应力，来抵消一部分焊接过程中产生的压应力，当冷却收缩时产生收缩力来抵消部分焊接过程中产生的拉应力，从而使应力峰值降低。

因此，在焊接区内微缺陷气孔、夹渣等应力集中区，当膨胀力与该区应力叠加后产生高峰值的拉应力，峰值大于材料的强度值时，原来维持不失效的平衡将被打破而产生裂纹。

这些应力集中的区域应力分布的状态很复杂，受厚度位置的不同而存在差异，受周围是否有接管等拘束的不同而不同。

比如，该种缺陷处于V型坡口焊接时的下部，这些缺陷受的是拉应力，处于上方时，受的是压应力。这也是很多再热裂纹多存在于焊接区的根部的原因。

复合堆焊过渡层由于是异种钢的焊接，组织非常复杂，又处于拉应力的区域，故产生的再热裂纹的倾向也是很大的。

预防措施： 从再热裂纹的形成机理原因分析，预防的措施有以下几个方面:

严格控制原材料： 在原材料的采购上，钢中的Cr、Mo、V、Nb、Ti、B等强碳化物形成元素，对再热裂纹形成有很大影响，需严格控制，还有能形成硫磷共晶物的 S、P 含量，采购焊接材料时也要有同样的要求，这样的措施是解决产生再热裂纹内因的较为有效的措施之一。

选择热裂纹敏感性低的焊接材料(严格控制S、P、 V、Nb等元素含量)，焊缝金属强度取下限。

制定合理的焊接规范:

① 尽可能地降低焊接线能量，控制预热层间温度。这两者决定了焊缝金属的冷却条件，焊缝区显微组织有很大影响。

一般来讲，采用小线能量多道多层并适当提高焊缝区的冷却速度，有助于改善显微组织、提高冲击韧性、防止热裂纹产生是有利的。

但过低的层间温度，将不利于氢的逸出,有产生冷裂纹的危险，因此控制冷却速度,获取细化的晶粒应着重考虑从控制线能量的大小上着手。

② 采取适当的预热措施。采取适当的预热措施，可以软化淬硬层的硬度、提高韧性、提高抗裂性。

控制焊接过程，减少微小缺陷量：

认真执行焊接规范，减少微小缺陷，减少熔敷金属量,采用窄间隙焊也是控制再热裂纹的有效措施。

通过上面的论述，这些微小缺陷，不超标的缺陷，由于是应力集中点，因此，在热处理释放应力过程中，有应力叠加的原因，造成再热裂纹。因此，控制这些缺陷也是必要的。

控制焊接残余应力：

焊接残余应力在热处理蠕变膨胀力作用下，特别是在应力叠加为拉应力的情况下，焊缝中的应力集中点，碳化物产生的沉淀硬化区后晶界的薄弱环节，抵抗不了应变造成开裂。

因此在热处理前，减小残余应力的手段也能减少再热裂纹的产生。

①采用半道中间热处理。

②采用高频超声波冲击法。

这两种手段都能有效地减少焊接残余应力。

焊后热处理:

在焊后热处理过程中，控制升温以及降温的速度，以较缓慢均匀地膨胀、收缩,减小再热裂纹的产生。

03

检验检测鉴别缺陷的方法

一般使用的表面探伤只能指定有无缺陷，要能确定缺陷产生的真正原因还需要用下列方法进行检验：

复型金相法： 复型金相法常用于现场的非破坏检验。当工件处于振动或部位窄小时，可用复型金相法。

制取的复型易长期保存，且能在试验室用显微镜进行观察分析和拍照。用大工件金相检查仪与复型金相法配合使用效果更好。

04

被检部位表面试样制备

复型材料可用1～2mm厚的有机玻璃片，也可用醋酸纤维或硝酸纤维薄膜(AC纸)。有机溶剂可用氯仿、丙酮、醋酸乙脂等。

先将薄膜按所需大小截成小块。操作时，在已制备好的试样表面上滴加适量的有机溶剂，并迅速覆盖有机玻璃片或薄膜，用手指或胶皮轻轻压紧，使其间的气泡逸出。待其充分干燥后，即可取下，进行观察、拍照。 

为了增加组织衬度，被检表面浸蚀可略深一些，或在有机溶剂中加入适量着色剂。

05

用大工件金相检查仪微观检验

微观检验包括浸蚀前的检验及浸蚀后的检验：浸前主要检查试样有无裂纹、非金属夹杂物及制样过程中所引起的缺陷；浸蚀后，主要检验试样的显微组织。

观察时，一般先用显微镜的75～100倍观察低倍组织全貌。需观察细微的组织时,再选用适宜的高倍率。

06

管道和部件的微观检验

a 鉴别材料中非金属夹杂物、显微裂纹的类型，观察其形态和分布，测量其数量和大小。

b 鉴别被检件显微组织的组成，各种组织的形貌、分布和数量。对晶粒度、带状组织、非金属夹杂物、魏氏组织、球化组织、脱碳层等作出评定。

c 鉴别组织特征，判定热处理工艺状态，必要时为重新制定热处理工艺提供依据。

d 鉴别以上缺陷与所检裂纹之间有无关联等。

由于再热裂纹不是在焊接过程产生，而是在热处理或运行时产生的，因此再热裂纹有一定的隐蔽性，进而出现事故具有不可预见性，进而会造成更大的损失。所以必须在特种设备的前期设计、制造、检验等各环节预先考虑到再热裂纹的出现。

2. 焊缝热裂纹产生的原因

问题一：简述焊接热裂纹和焊接冷裂纹的形成机理 并比较它们各自的特点。 1）热裂纹。在焊接过程中，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就是热裂纹。
?形成：由于被焊接的材料大多数都是合金，而合金凝固自开始到最终结束，是在一定的温度区间内进行的，这是热裂纹产生的基本原因。焊缝中的许多杂质的凝固温度都低于焊缝金属的凝固温度，这样首先凝固的焊缝金属把低熔点的杂质推挤到凝固结晶的晶粒边界，形成了一层液体薄膜，又因为焊接时熔池的冷却速度很大，焊缝金属在冷却的过程中发生收缩，使焊缝金属内部产生拉应力，拉应力把凝固的焊缝金属沿晶粒边界拉开，又没有足够的液体金属补充时，就会形成微小的裂纹，随着温度的继续下降，拉应力增大，裂纹不断扩大。当焊缝金属中含有较多的低熔点杂质时，焊缝金属极易产生裂纹。母材和焊接材料中含有的有害杂质，特别是硫元素，它是引起钢材焊缝金属中发生凝固裂纹的最主要元素。另外，钢材中含碳量较高时，有利于硫在晶界处富集，因而也是促进形成凝固裂纹的原因，所以采用含碳量低的焊接材料有利于防止凝固裂纹的产生。
?热裂纹的特征：断口呈蓝黑色，即金属在高温被氧化的颜色，有时在热裂纹里流入熔渣的迹象。再者，弧坑裂纹多为热裂纹。
2）冷裂纹。冷裂纹指焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹。
?冷裂纹产生的原因：钢材的淬火倾向，残余应力，焊缝金属和热影响区的扩散氢含量。其中氢的作用是形成冷裂纹的重要因素。当焊缝和热影响区的含量较高时，焊缝中的氢在结晶过程中向热影响区扩散，当这些氢不能逸出时，就聚集在离熔合线不远的热影响区中；如果被焊材料的淬火倾向较大，焊后冷却下来，在热影响区可能形成马氏体组织，该种组织脆而硬；在加上焊后的焊接残余应力，在上述几种因素的作用下，导致了冷裂纹的产生。
?冷裂纹与热裂纹的主要区别就是：冷裂纹在较低的温度下形成，一般在200-300℃以下形成；冷裂纹不是在焊接过程中产生的，而是在焊后延续一定的时间后才产生，如果钢的焊接接头冷却到湿温后并在一定的时间（几小时、几天、甚至十几天以后）才出现的冷裂纹称为延迟裂纹；冷裂纹多在焊接热影响区内产生，如沿应力集中的焊缝根部形成的冷裂纹称为焊根裂纹。沿应力集中的焊趾处形成的冷裂纹称为焊趾裂纹。在靠近堆焊焊道的热影响区内所形成的裂纹称为焊道下裂纹。冷裂纹有时也在焊缝金属内发生。一般焊缝金属的横向裂纹多为冷裂纹。冷裂纹与热裂纹相比，冷裂纹的断口无氧化色。

问题二：焊接时冷裂纹和热裂纹的产生 1、冷裂纹
冷裂纹的特征
多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，多为穿晶裂纹。
冷裂纹无氧化色彩。
冷裂纹发生于碳钢或合金钢，高的含碳量和合金含量。
冷裂纹具有延迟性质，主要是延迟裂纹。
冷裂纹产生原因
焊接接头(焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化。
焊接接头含氢量较高，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，使接头脆化；磷含量过高同样产生冷裂纹。
存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫氢致裂纹。
防止冷裂纹的措施
选用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性。
焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要去油、水、除锈，减少氢的来源。
工件焊前预热，焊后缓冷（大部分材料的温度可查表），可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。
采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能量的多层多道焊等，焊后进行清除应力的退火处理。
焊后立即进行去氢（后热）处理，加热到250℃，保温2～6h，使焊缝金属中的散氢逸出金属表面。
2、热裂纹（又称结晶裂纹）
热裂纹的特征
热裂纹可发生在焊缝区或热影响区,沿焊缝长度方向分布。
热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所以又称晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成，
有氧化色彩。
焊后立即可见。
热裂纹产生原因。
焊缝金属的晶界上存在低熔点共晶体（含硫、磷、铜等杂质）。
接头中存在拉应力。
防止措施
选用适宜的焊接材料，严格控制有害杂质碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔点共晶，其熔点为988℃，很容易产生热裂纹。
严格控制焊缝截面形状，避免突高，扁平圆弧过渡。
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。
确定合理的焊接工艺参数，减缓焊缝的冷却速度，以减小焊接应力。如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置等。

问题三：焊缝裂纹出现的主要原因有哪些 这个原因太多了，可以做好几个课题。
一般有冷裂纹，热裂纹，和延迟裂纹
普通结构钢，碳钢，一般是冷裂纹，结构原因，坡口设计太窄等都可能；
热裂纹一般不锈钢比较多，原因是低熔点共晶的存在，就是坡口没清理干净；
延迟裂纹在耐热钢中很常见，也很难处理，关键要做好焊前预热，控制层间温度，焊后保温缓冷；
这个是 *** 焊接10年的总结，细节上具体情况就需要具体分析了。

问题四：什么叫热裂纹，它是怎样产生的 焊接件中最常见的一种严重缺陷。金属的焊接性中包括了两大类的问题：一类是焊接引起的材料性能变坏，使焊件失掉了材料原来特有的性能，如不锈钢焊后失掉其耐蚀性等；另一类是在焊接接头或其附近的母材内产生裂纹和气孔等缺陷。裂纹影响焊接件的安全使用，是一种非常危险的工艺缺陷。焊接裂纹不仅发生于焊接过程中，有的还有一定潜伏期，有的则产生于焊后的再次加热过程中。焊接裂纹根据其部位、尺寸、形成原因和机理的不同，可以有不同的分类方法。按裂纹形成的条件，可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。
热裂纹 多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界（见界面）分布的特征；但有时也能在低于固相线的温度下，沿“多边形化边界”形成。热裂纹通常多产生于焊缝金属内，但也可能形成在焊接熔合线附近的被焊金属（母材）内。按其形成过程的特点，又可分为下述三种情况。
结晶裂纹 产生于焊缝金属结晶过程末期的“脆性温度”区间，此时晶粒间存在着薄的液相层，因而金属塑性极低，由冷却的不均匀收缩而产生的拉伸变形超过了允许值时，即沿晶界液层开裂。消除结晶裂纹的主要冶金措施为通过调整成分，细化晶粒，严格控制形成低熔点共晶的杂质元素等，以达到提高材料在脆性温度区间的塑性；此外，从设计和工艺上尽量减少在该温度区间的内部拉伸变形。
液化裂纹 主要产生于焊缝熔合线附近的母材中，有时也产生于多层焊的先施焊的焊道内。形成原因是由于在焊接热的作用下，焊缝熔合线外侧金属内产生沿晶界的局部熔化，以及在随后冷却收缩时引起的沿晶界液化层开裂。造成这种裂纹的情况有二：一是材料晶粒边界有较多的低熔点物质；另一种是由于迅速加热，使某些金属化合物分解而又来不及扩散，致局部晶界出现一些合金元素的富集甚至达到共晶成分。防止这类裂纹的原则为严格控制杂质含量，合理选用焊接材料，尽量减少焊接热的作用。
多边化裂纹 是在低于固相线温度下形成的。其特点是沿“多边形化边界”分布，与一次结晶晶界无明显关系；易产生于单相奥氏体金属中。这种现象可解释为由于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件，使晶体内形成大量的空位和位错，在一定的温度、应力作用下排列成亚晶界（多边形化晶界），当此晶界与有害杂质富集区重合时，往往形成微裂纹。消除此种缺陷的方法是加入可以提高多边形化激活能的合金元素,如在Ni-Cr合金中加入W、Mo、Ta等;另一方面是减少焊接时过热和焊接应力。
冷裂纹 根据引起的主要原因可分为淬火裂纹、氢致延迟裂纹和变形裂纹。
淬火裂纹 产生在钢的马氏体转变点()附近(见过冷奥氏体转变图)或在200以下的裂纹，主要发生于中、高碳钢，低合金高强度钢以及钛合金等，主要产生部位在热影响区以及焊缝金属内。裂纹走向为沿晶或穿晶。形成冷裂纹的主要因素有:①金属的含氢量偏高;②脆性组织或对氢脆敏感的组织；③焊接拘束应力（或应变）。
氢致延迟裂纹 焊接过程中溶于焊缝金属内的氢向热影响区扩散、偏聚，特别是在容易启裂的三轴拉应力集中区富集，引起氢脆，即降低金属在启裂位置（或裂纹前端）的临界应力，当此处的局部应力超过此临界应力时，就造成开裂。这种裂纹的形成有明显的时间延迟的特征，其原因在于氢扩散富集需要时间(孕育期)。产生此种裂纹的条件是存在着氢和对氢敏感的组织，同时又有较大的拘束应力。因此，它常产生在严重应力集中的焊件根部和缝边，以及过热区。防止的措施包括：①降低焊缝中的含氢量，例如采用低氢焊条，严格烘干焊接材料等；②合理的预热及后热；③选用碳当量较低的原材料；④减小拘束应力，避免应力集中(见金属中氢)。
变形裂纹 这种裂纹的形成不一定是因为氢含量偏高......>>

问题五：热裂纹和冷裂纹产生的原因 1）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：
冶金因素
} 热裂纹
拉应力
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
4.3.2.2 冷裂纹
（1）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，如图6-2-17
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
图5-2-17 焊接冷裂纹
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）。

问题六：焊接缺陷（裂纹）概念 、形成缺陷原因、解决措施！！！（字越多越好、越详细越好！） 5分 1、产生裂纹的概念：
焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。
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。
裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或者在焊缝附近的母材热影响区内，或者位于母材与焊缝交界处等等。根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类：
a.热裂纹（又称结晶裂纹）：
产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中，主要发生在晶界上，金相学中称为沿晶裂纹，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。热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以及焊条（填充金属）或母材中的硫含量过高有关。
b.冷裂纹：
焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹，或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹（这种冷裂纹称为延迟裂纹，特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金钢种容易产生此类延迟裂纹，也称之为延迟裂纹敏感性钢）。冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，其取向多与熔合线平行，但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。冷裂纹多为穿晶裂纹（裂纹穿过晶界进入晶粒），其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化及组织转变产生的应力而开裂，或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂（称为氢脆裂纹），以及焊条（填充金属）或母材中的磷含量过高等因素有关。
c.再热裂纹：
焊接完成后，如果在一定温度范围耿对焊件再次加热（例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程，以及返修补焊等）时有可能产生的裂纹，多发生在焊结过热区，属于沿晶裂纹，其成因与显微组织变化产生的应变有关。
2、产生裂纹的原因：
（1）焊件含有过高的碳、锰等合金元素。
（2）焊条品质不良或潮湿。
（3）焊缝拘束应力过大。
（4）母条材质含硫过高不适于焊接。
（5）施工准备不足。
（6）母材厚度较大，冷却过速。
（7）电流太强。
（8）首道焊道不足抵抗收缩应力。
3、解决措施：
（1）使用低氢系焊条。
（2）使用适宜焊条，并注意干燥。
（3）改良结构设计，注意焊接顺序，焊接后进行热处理。
（4）避免使用不良钢材。
（5）焊接时需考虑预热或后热。
（6）预热母材，焊后缓冷。
（7）使用适当电流。
（8）首道焊接之焊着金属须充分抵抗收缩应力。

问题七：高温合金产生焊接热裂纹的原因是什么 高温使合金偏析，结晶变大，使晶体结合力大幅下降。

问题八：焊接热、冷裂纹各有哪些基本特点？ 热裂纹：沿晶开裂，一般发生在近焊缝或焊缝区。有氧化色彩，五金属光泽。主要分为结晶裂纹，高温液化裂纹和多变化裂纹三类。
冷裂纹：有时穿晶开裂有时沿晶开裂，一般发生在焊接热恭响区的熔合区或物理化学不均匀的氢聚集的局部地带。冷裂纹是具有金属光泽的脆性断口。主要分为延迟裂纹，淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹三类。

3. 焊接时裂纹产生的原因

问题一：焊接缺陷（裂纹）概念 、形成缺陷原因、解决措施！！！（字越多越好、越详细越好！） 5分 1、产生裂纹的概念：
焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。
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。
裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或者在焊缝附近的母材热影响区内，或者位于母材与焊缝交界处等等。根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类：
a.热裂纹（又称结晶裂纹）：
产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中，主要发生在晶界上，金相学中称为沿晶裂纹，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。热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以及焊条（填充金属）或母材中的硫含量过高有关。
b.冷裂纹：
焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹，或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹（这种冷裂纹称为延迟裂纹，特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金钢种容易产生此类延迟裂纹，也称之为延迟裂纹敏感性钢）。冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，其取向多与熔合线平行，但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。冷裂纹多为穿晶裂纹（裂纹穿过晶界进入晶粒），其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化及组织转变产生的应力而开裂，或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂（称为氢脆裂纹），以及焊条（填充金属）或母材中的磷含量过高等因素有关。
c.再热裂纹：
焊接完成后，如果在一定温度范围耿对焊件再次加热（例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程，以及返修补焊等）时有可能产生的裂纹，多发生在焊结过热区，属于沿晶裂纹，其成因与显微组织变化产生的应变有关。
2、产生裂纹的原因：
（1）焊件含有过高的碳、锰等合金元素。
（2）焊条品质不良或潮湿。
（3）焊缝拘束应力过大。
（4）母条材质含硫过高不适于焊接。
（5）施工准备不足。
（6）母材厚度较大，冷却过速。
（7）电流太强。
（8）首道焊道不足抵抗收缩应力。
3、解决措施：
（1）使用低氢系焊条。
（2）使用适宜焊条，并注意干燥。
（3）改良结构设计，注意焊接顺序，焊接后进行热处理。
（4）避免使用不良钢材。
（5）焊接时需考虑预热或后热。
（6）预热母材，焊后缓冷。
（7）使用适当电流。
（8）首道焊接之焊着金属须充分抵抗收缩应力。

问题二：钢材在焊接时产生裂纹是什么原因 裂纹是多种原因造成的.比如预热温度不够、层间温度过高、母材自身不合格、焊材和母材不匹配、焊接速度过快、焊接产生变形等等都可能引起焊接裂纹的产生.具体是什么原因要示你当时的情况来决定了

问题三：焊接时冷裂纹和热裂纹的产生 1、冷裂纹
冷裂纹的特征
多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，多为穿晶裂纹。
冷裂纹无氧化色彩。
冷裂纹发生于碳钢或合金钢，高的含碳量和合金含量。
冷裂纹具有延迟性质，主要是延迟裂纹。
冷裂纹产生原因
焊接接头(焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化。
焊接接头含氢量较高，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，使接头脆化；磷含量过高同样产生冷裂纹。
存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫氢致裂纹。
防止冷裂纹的措施
选用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性。
焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要去油、水、除锈，减少氢的来源。
工件焊前预热，焊后缓冷（大部分材料的温度可查表），可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。
采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能量的多层多道焊等，焊后进行清除应力的退火处理。
焊后立即进行去氢（后热）处理，加热到250℃，保温2～6h，使焊缝金属中的散氢逸出金属表面。
2、热裂纹（又称结晶裂纹）
热裂纹的特征
热裂纹可发生在焊缝区或热影响区,沿焊缝长度方向分布。
热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所以又称晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成，
有氧化色彩。
焊后立即可见。
热裂纹产生原因。
焊缝金属的晶界上存在低熔点共晶体（含硫、磷、铜等杂质）。
接头中存在拉应力。
防止措施
选用适宜的焊接材料，严格控制有害杂质碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔点共晶，其熔点为988℃，很容易产生热裂纹。
严格控制焊缝截面形状，避免突高，扁平圆弧过渡。
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。
确定合理的焊接工艺参数，减缓焊缝的冷却速度，以减小焊接应力。如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置等。

问题四：产生冷裂纹的因素有哪些 冷裂纹产生的原因是:
(1)焊缝中的氢在结晶过程中要向热影响区扩散、聚集。
(2)如果被焊材料的淬透性较大，则焊后冷却下来时，在热影响区形成马氏体组织，其性脆而硬。
(3)焊接时的残余应力。
这三个因素(氢、淬硬组织和应力)的综合作用，就会导致冷裂纹的产生。氢在金属里的扩散速度有快有慢，因此冷裂纹产生的时间也不同。有的在焊后冷却过程中产生，有的甚至放置一段时间后才产生，故又称为延迟裂纹。
防止冷裂纹的措施有:
(l)焊前预热和焊后缓冷。
(2)采用减少氢的工艺措施。
(3)合理选用焊接材料。
(4)采用适当的工艺参数。
(5)选用合理的装焊顺序。
(6)进行焊后热处理。

问题五：焊接口出现裂纹是什么原因造成的？ 你也说的不是很详细，焊接裂纹产生的具体原因是有很多的，比如说焊接参数，焊材等等。据我猜测你是不是两种异型钢材进行的焊接啊，具体选择什么类型的焊条是有讲究的，应该是按照材料强度要求高的那种类型进行焊接，你是不是焊条选择错了呢?

问题六：常见的焊接缺陷有哪几种？产生原因有哪些 ①气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。气孔可分为条虫状气孔、针孔、柱孔，按分布可分为密集气孔，链孔等。
气孔的生成有工艺因素，也有冶金因素。工艺因素主要是焊接规范、电流种类、电弧长短和操作技巧。冶金因素，是由于在凝固界面上排出的氮、氢、氧、一氧化碳和水蒸汽等所造成的。
②夹渣：焊后残留在焊缝中的溶渣，有点状和条状之分。产生原因是熔池中熔化金属的凝固速度大于熔渣的流动速度，当熔化金属凝固时，熔渣未能及时浮出熔池而形成。它主要存于焊道之间和焊道与母材之间。
③未熔合：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分；点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分，称之。
未熔合可分为坡口未熔合、焊道之间未熔合（包括层间未熔合）、焊缝根部未熔合。按其间成分不同，可分为白色未熔合（纯气隙、不含夹渣）、黑色未熔合（含夹渣的）。
产生机理：a.电流太小或焊速过快（线能量不够）；b.电流太大，使焊条大半根发红而熔化太快，母材还未到熔化温度便覆盖上去。C.坡口有油污、锈蚀；d.焊件散热速度太快，或起焊处温度低；e.操作不当或磁偏吹，焊条偏弧等。
④未焊透：焊接时接头根部未完全熔透的现象，也就是焊件的间隙或钝边未被熔化而留下的间隙，或是母材金属之间没有熔化，焊缝熔敷金属没有进入接头的根部造成的缺陷。
产生原因：焊接电流太小，速度过快。坡口角度太小，根部钝边尺寸太大，间隙太小。焊接时焊条摆动角度不当，电弧太长或偏吹（偏弧）
⑤裂纹（焊接裂纹）：在焊接应力及其它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面而产生缝隙，称为焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和大的长宽比特征。按其方向可分为纵向裂纹、横向裂纹，辐射状（星状）裂纹。按发生的部位可分为根部裂纹、弧坑裂纹，熔合区裂纹、焊趾裂纹及热响裂纹。按产生的温度可分为热裂纹（如结晶裂纹、液化裂纹等）、冷裂纹（如氢致裂纹、层状撕裂等）以及再热裂纹。
产生机理：一是冶金因素，另一是力学因素。冶金因素是由于焊缝产生不同程度的物理与化学状态的不均匀，如低熔共晶组成元素S、P、Si等发生偏析、富集导致的热裂纹。此外，在热影响区金属中，快速加热和冷却使金属中的空位浓度增加，同时由于材料的淬硬倾向，降低材料的抗裂性能，在一定的力学因素下，这些都是生成裂纹的冶金因素。力学因素是由于快热快冷产生了不均匀的组织区域，由于热应变不均匀而导至不同区域产生不同的应力联系，造成焊接接头金属处于复杂的应力――应变状态。内在的热应力、组织应力和外加的拘束应力，以及应力集中相叠加构成了导致接头金属开裂的力学条件。
⑥形状缺陷
焊缝的形状缺陷是指焊缝表面形状可以反映出来的不良状态。如咬边、焊瘤、烧穿、凹坑（内凹）、未焊满、塌漏等。
产生原因：主要是焊接参数选择不当，操作工艺不正确，焊接技能差造成。

问题七：焊接后焊件出现裂纹是什么原因 你说的材料应该是0cr13吧。复合钢管应该先焊接基层，再过渡层、再复层。你管子多大？要是打得话，开内坡口，先j507焊基层，然后用A302焊过渡层，不预热，控制层温小于60摄氏度，采用小规范操作。一直焊至盖面。

问题八：J421电焊条焊接时出现裂纹。 10分 你好，从你的图片看，裂纹很长，基本贯通，而且都基本在焊缝的中间，没有什么好疑问的，就是热裂纹。最好焊前预热，预热的时候范围稍微大一点，保证温度场的均匀。
望采纳，谢谢。

4. 对于焊缝裂纹,原则上要怎么做并作怎么处理

原则上方法：

①限制钢材及焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量。特别是减少硫、磷等杂质的含量及降低碳的含量。

②调节焊缝的化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，以提高其塑性，减少或分散偏析程度，控制低熔点共晶的影响。

③提高焊条的碱度，以降低焊缝中的杂质的含量。

④控制焊接规范，适当提高焊缝系数，用多层多道焊法，避免中心偏析，可防止中心线裂纹。

⑤采取降低焊接应力的措施，收弧时填满弧坑。

处理：收缩裂纹一般在收弧的时候产生，所以在收弧的时候有收弧动作（多点焊几次，填满弧坑）就可以避免。

(4)焊接热撕裂如何解决扩展阅读：

焊接裂纹不仅发生于焊接过程中，有的还有一定潜伏期，有的则产生于焊后的再次加热过程中。焊接裂纹根据其部位、尺寸、形成原因和机理的不同，可以有不同的分类方法。按裂纹形成的条件，可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。

按焊缝结合形式不同可分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝五种。

1）对接焊缝。在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝。

2）角焊缝。沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。

3）端接焊缝。构成端接接头所形成的焊缝。

4）塞焊缝。两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角恒缝者不为塞焊。

5）槽焊缝。两板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不为槽焊。

5. 薄板焊接件震动试验后，工件被撕裂，请问高手有什么办法改善焊接工艺，提高性能。

是焊接热输入太大，焊缝完整说明焊接熔合区问题不大，我才断裂的准确位置应该是在焊缝的边缘和母材连接处断裂的，如果是这样说明焊缝发生了区域偏析，而且比较严重，所以应力全集中在那部分，一：工艺参数；二：换焊丝；三：进行回火处理，即用火考下焊缝及其两旁30~50mm处，温度不易太高300~400度（钢）100~180度（铝）就可以了，因为你的工件比较薄，温度可以在适当低点；四，用小锤适当轻轻敲打焊缝处及其周围也可以减小焊接应力，试试吧！

6. 焊接裂纹成因分析及其防治措施

焊缝或近缝区由于焊接作用，材料的原子结合被破坏，形成新的界面及缝隙，称为焊接裂纹。这些裂纹具有尖锐缺口和长宽比大的特征。

根据产生时的温度和时间，裂纹可分为热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀裂纹和层状撕裂。焊接过程中裂纹的产生部位多样，有的出现在焊缝表面，有的隐藏在焊缝内部，有的产生在焊缝上，有的则产生在热影响区内。延迟裂纹，即在焊件焊后放置或运行一段时间之后出现的裂纹，危害性更为严重。

焊接裂纹是一种严重的缺陷，它不仅降低焊接接头的承载能力，还因裂缝末端的尖锐缺口引起严重应力集中，促使裂缝扩展，最终导致焊接结构破坏，甚至引发严重事故。通常，焊接接头中裂缝是不允许存在的缺陷，一旦发现即应彻底清除，进行返修焊接。

焊接裂纹的产生原因和形成机理不同，以下分别讨论热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。

热裂纹通常在高温下（从凝固温度范围附近至铁碳平衡图上的A3线以上温度）产生，又称高温裂纹或结晶裂纹。其产生原因包括焊接熔池在结晶过程中的偏析现象以及母材晶界上的低熔点共晶和杂质。防治措施包括控制母材及焊材有害元素、杂质含量，调整焊缝金属的化学成分，控制焊接规范等。

冷裂纹是指焊缝在冷却过程中至A3温度以下产生的裂缝，形成裂缝的温度通常为300~200℃以下。冷裂纹的产生与氢有关，也称为氢致裂缝。防治措施包括采用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中的扩散氢含量，选择合理的焊接规范和线能量等。

再热裂纹起源于焊接热影响区的粗晶区，具有晶界断裂的特征。其产生原因是在再加热时，过饱和固溶的碳化物再次析出，造成晶内强化，使滑移应变集中于原先的奥氏体晶界。防治措施包括减小残余应力和应力集中，选择适当的焊接材料等。

7. 焊接裂纹产生原因及防治措施

背景
焊接裂纹就其本质来分,可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。
1.热裂纹
在焊接时高温下产生的,故称热裂纹,它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。
根据所焊金属的材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等),产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。
目前,把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。
1)结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中(含S,P,C,Si缝偏高)和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊缝中。
这种裂纹是在焊缝结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,残余液体金属不足,不能及时添充,在应力作用下发生沿晶开裂。
防治措施:在冶金因素方面,适当调整焊缝金属成分,缩短脆性温度区的范围控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量;细化焊缝金属一次晶粒,即适当加入Mo、V、Ti、Nb等元素;在工艺方面,可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。
2)近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹,它的尺寸很小,发生于HAZ近缝区或层间。
它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属,在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成物被重新熔化,在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。
这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。
特别是在冶金方面,尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的;在工艺方面,可以减小线能量,减小熔池熔合线的凹度。
3)多边化裂纹是在形成多边化的过程中,由于高温时的塑性很低造成的。
这种裂纹并不常见,其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。
2、再热裂纹
通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金(包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金,以及某些奥氏体不锈钢),他们焊后并未发现裂纹,而是在热处理过程中产生了裂纹。
再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶部位,其走向是沿熔合线的奥氏体粗晶晶界扩展。
防治再热裂纹从选材方面,可以选用细晶粒钢。
在工艺方面,选用较小的线能量,选用较高的预热温度并配合以后热措施,选用低匹配的焊接材料,避免应力集中。
3、冷裂纹
主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢的焊接热影响区,但有些金属,如某些超高强钢、钛及钛合金等有时冷裂纹也发生在焊缝中。
一般情况下,钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及分布,以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。焊后形成的马氏体组织在氢元素的作用下,配合以拉应力,便形成了冷裂纹。
它的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂纹一般分为焊趾裂纹、焊道下裂纹、根部裂纹。
防治冷裂纹可以从工件的化学成分、焊接材料的选择和工艺措施三方面入手。
应尽量选用碳当量较低的材料;焊材应选用低氢焊条,焊缝应用低强度匹配,对于高冷裂倾向的材料也可选用奥氏体焊材;合理控制线能量、预热和后热处理是防治冷裂的工艺措施。
在焊接生产中由于采用的钢种、焊接材料不同,结构的类型、钢度,以及施工的具体条件不同,可能出现各种形态的冷裂纹。
然而在生产上经常遇到的主要是延迟裂纹。
延迟裂纹有以下三种形式:
1)焊趾裂纹——这种裂纹起源于母材与焊缝交界处,并有明显应力集中部位。裂纹的走向经常与焊道平行,一般由焊趾表面开始向母材的深处扩展。
2)焊道下裂纹——这种裂纹经常发生在淬硬倾向较大、含氢量较高的焊接热影响区。一般情况下裂纹走向与熔合线平行。
3)根部裂纹——这种裂纹是延迟裂纹中比较常见的一种形态,主要发生在含氢量较高、预热温度不足的情况下。这种裂纹与焊趾裂纹相似,起源于焊缝根部应力集中最大的部位。根部裂纹可能出现在热影响区的粗晶段,也可能出现在焊缝金属中。
钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布,以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。这三个因素在一定条件下是相互联系和相互促进的。
钢种的淬硬倾向主要决定于化学成分、板厚、焊接工艺和冷却条件等。焊接时,钢种的淬硬倾向越大,越易产生裂纹。为什么钢淬硬之后会引起开裂呢?可归纳为以下两方面。
a:形成脆硬的马氏体组织——马氏体是碳在ɑ铁中的过饱和固溶体,碳原子以间隙原子存在于晶格之中,使铁原子偏离平衡位置,晶格发生较大的畸变,致使组织处于硬化状态。
特别是在焊接条件下,近缝区的加热温度很高,使奥氏体晶粒发生严重长大,当快速冷却时,粗大的奥氏体将转变为粗大的马氏体。
从金属的强度理论可以知道,马氏体是一种脆硬的组织,发生断裂时将消耗较低的能量,因此,焊接接头有马氏体存在时,裂纹易于形成和扩展。
b:淬硬会形成更多的晶格缺陷——金属在热力不平衡的条件下会形成大量的晶格缺陷。这些晶格缺陷主要是空位和位错。
随焊接热影响区的热应变量增加,在应力和热力不平衡的条件下,空位和位错都会发生移动和聚集,当它们的浓度达到一定的临界值后,就会形成裂纹源。
在应力的继续作用下,就会不断地发生扩展而形成宏观的裂纹。
氢是引起高强钢焊接冷裂纹重要因素之一,并且有延迟的特征,因此,在许多文献上把氢引起的延迟裂纹称为“氢致裂纹”。
试验研究证明,高强钢焊接接头的含氢量越高,则裂纹的敏感性越大,当局部地区的含氢量达到某一临界值时,便开始出现裂纹,此值称为产生裂纹的临界含氢量
cr。
各种钢产生冷裂的
cr值是不同的,它与钢的化学成分、钢度、预热温度,以及冷却条件等有关。
1:焊接时,焊接材料中的水分、焊件坡口处的铁锈、油污,以及环境湿度等都是焊缝中富氢的原因。
一般情况下母材和焊丝中的氢量很少,而焊条药皮的水分和空气中的湿气却不能忽视,成为增氢的主要来源。
2:氢在不同金属组织中的溶解和扩散能力是不同的,氢在奥氏体中的溶解度远比铁素体中的溶解度大。
因此,在焊接时由奥氏体向铁素体转变时,氢的溶解度发生突然下降。
与此同时,氢的扩散速度恰好相反,由奥氏体向铁素体转变时突然增大。
焊接时在高温作用下,将有大量的氢溶解在熔池中,在随后的冷却和凝固过程中,由于溶解度的急剧降低,氢极力逸出,但因冷却很快,使氢来不及逸出而保留在焊缝金属中形成扩散氢。
4、层状撕裂
一种内部的低温开裂。仅限于厚板的母材金属或焊缝热影响区,多发生于“L”、“T”、“+”型接头中。
其定义为轧制的厚钢板沿厚度方向塑性不足以承受该方向上的焊接收缩应变而发生于母材的一种阶梯状冷裂纹。
一般是由于厚钢板在轧制过程中,把钢内的一些非金属夹杂物轧成平行于轧制方向的带状夹杂物,这些夹杂物引起了钢板在力学性能上的各向导性。
防治层状撕裂在选材上可以选用精练钢,即选用z向性能高的钢板,也可以改善接头设计形式,避免单侧焊缝、或在承受z向应力的一侧开出坡口。
层状撕裂与冷裂不同,它的产生与钢种强度级别无关,主要与钢中的夹杂量和分布形态有关。
一般轧制的厚钢板,如低碳钢、低合金高强钢,甚至铝合金的板材中也会出现层状撕裂。根据层状撕裂产生的位置大体可以分为三类:
第一类是在焊接热影响区焊趾或焊根冷裂纹诱发而形成的层状撕裂。
第二类是焊接热影响区沿夹杂开裂,是工程上最常见的层状撕裂。
第三类远离热影响区母材中沿夹杂开裂,一般多出现在有较多MnS的片状夹杂的厚板结构中。
层状撕裂的形态与夹杂的种类、形状、分布,以及所处的位置有密切关系。
当沿轧制方向上以片状的MnS夹杂为主时,层状撕裂具有清晰的阶梯状,当以硅酸盐夹杂为主时呈直线状,如以Al 夹杂为主时呈不规则的阶梯状。
厚板结构焊接时,特别是T型和角接接头,在刚性拘束的条件下,焊缝收缩时会在母材厚度方向产生很大的拉伸应力和应变,当应变超过母材金属的塑性变形能力时,夹杂物与金属基体之间就会发生分离而产生微裂,在应力的继续作用下裂纹尖端沿着夹杂所在平面进行扩展,就形成了所谓“平台”。
影响层状撕裂的因素很多,主要有以下几方面:
1:非金属夹杂物的种类、数量和分布形态是产生层状撕裂的本质原因,它是造成钢的各向异性、机械性能差异的根本所在。
2:Z向拘束应力 厚壁焊接结构在焊接过程中承受不同的Z向拘束应力、焊后的残余应力及载荷,它们是造成层状撕裂的力学条件。
3:氢的影响 一般认为,在热影响区附近,由冷裂诱发成为层状撕裂,氢是一个重要的影响因素。
由于层状撕裂的影响很大,危害也甚为严重,因此需要在施工之前,对钢材层状撕裂的敏感性作出判断。
常用的评定方法有Z向拉伸断面收缩率和插销Z向临界应力法。为防止层状撕裂,断面收缩率 应不小于15%,一般希望 =15~20%为宜,当25%时,认为抗层状撕裂优异。
防止层状撕裂应主要从以下方面采取措施:
第一,精练钢 广泛采用铁水先期脱硫的办法,并用真空脱气,可以冶炼出含硫只有0.003~0.005%的超低硫钢,它的断面收缩率(Z向)可达23~25%。
第二,控制硫化物夹杂的形态 是把MnS变成其他元素的硫化物,使在热轧时难以伸长,从而减轻各向异性。目前广泛使用的添加元素是钙和稀土元素。经过上述处理的钢,可制造出Z向断面收缩率达50~70%的抗层状撕裂钢板。
第三,从防止层状撕裂的角度出发,在设计和施工工艺上主要是避免Z向应力和应力集中,具体措施按下例参考:
1)应尽量避免单侧焊缝,改用双侧焊缝可缓和焊缝根部区的应力状态,为防止应力集中。
2)采用焊接量少的对称角焊缝代替焊接量大的全焊透焊缝,以免产生过大的应力。
3)应在承受Z向应力的一侧开坡口。
4)对于T型接头,可在横板上预先堆焊一层低强的焊接材料,以防止焊根裂纹,同时亦可缓和焊接应变。
5)为防止由冷裂引起的层状撕裂,应尽量采用一些防止冷裂的措施,如减少氢量、适当提高预热、控制层间温度等。