７２・焊工之友・ 焊接技术 第４０卷第８期２０１１年８月
重新制定了焊接方法（ＳＡＷ＋ＭＡＧ）及焊接工艺，并 重新加工了＋９５０ ｍｍ及ｔｈ２ １８７ ｍｍ处的坡口。
２ 问题分析
由图１中可看出，此工件的刚性较大，焊接时应 力无处释放，将产生较大拘束应力，易产生裂纹。 ２．１ 氢的影响
氢对钢的主要危害有氢脆、白点、冷裂纹。氢主
要来源于焊接区的水分和焊接材料，氢会降低接头塑
性和韧性。焊缝中氢在焊接过程中和焊接结束后，会 不断向热影响区扩散和聚集。工件的厚度增大时，则 拘束度增大。焊接时由于刚性固定的作用，焊缝不能 自由地膨胀和收缩，更易产生氢致冷裂纹。焊丝、焊
剂选择不当、未严格烘干、坡口表面有水、锈、油污
等，焊前没有预热，焊后没有缓冷措施，也易产生裂 纹：焊丝表面生锈或重复使用带有杂质的焊剂，在焊 缝中产生低熔点共晶．在收缩应力的作用下易产生热 裂纹。 ２．２应力的影响 在打底焊时因填充金属少，焊缝强度低，容易产
生裂纹。在填充焊和盖面焊时，常常会在焊缝的焊趾
处，或在焊缝成形不良的沟槽部位产生应力集中，从 而产生裂纹。 ２．３层状撕裂
（１）转子支架外圆的钢板较厚，在生产轧制过程 中容易在钢板的中间部位沿轧制方向形成层状非金属
夹杂物。 （２）在制弧卷筒（用卷板机把钢板制成圆筒）过 程中，筒体内壁受压，外壁受拉，内部产生应力。
（３）焊缝距离圆筒的端面较近，所以在焊接过程
中．钢板受热及焊缝收缩时所产生的拉应力易产生层
状撕裂。
２．４焊接变形 由于工件的焊接量大，热输人大，当焊接顺序不
合理时易产生焊接变形。
２．５气孔
焊条、焊丝、焊剂受潮未烘干，坡Ｅｌ表面有水、
锈、油污等，都容易产生气孔。另外，埋弧焊时焊接
速度过快、焊剂过厚也易产生气孔。 ３焊接工艺的确定
３．１焊接方法的选择
焊接此设备部件的方法有：焊条电弧焊、ＭＡＧ、 氩弧焊、埋弧焊等。由于此设备部件厚度大．焊接量 大，且又是环焊缝，故适用于大工艺参数连续焊接。 综合考虑后，最终选定的焊接方法为环焊缝采用埋弧
４４· ·技术笔记· 航空兵器２００４年第４期
铝合金板焊接裂纹分析
吴伟
（中国空空导弹研究院 河南洛阳，４７１００９）
摘要：某铝合金板在与周围组件焊接连结后发现裂纹，通过观察分析了产生裂纹
的原因。讨论了铝合金的基本性能以及焊接特性，提出了避免产生裂纹的措施。
关键词：焊接裂纹化学成分金相组织金相显微分析
１概 述
某铝合金板在与周围组件焊接连结后发现裂纹。
该零件所用材料为ＬＹ１２，经机械加工—热处理—焊接
过程后，在两个批次的焊接件中发现了焊接裂纹。两
批焊接件中均有４０％的零件发现了明显裂纹。
２检验与结果
２．１化学成分分析
对焊裂件取样进行化学成分分析，结果如表１。
表１焊裂件化学成分分析结果 （％）
主要元素 Ｃｕ Ｍｇ ‰
实测值 ４．１ １．４ Ｏ、５８
标准值 ３．８～４．９ １．２～１．８ Ｏ、３０～ｏ．９０
由表中数据可见，材料的化学成分符合ＧＢ ３１９０
标准要求。
２．２金相组织检验分析
取零件上有裂纹的部位制成金相试样。在光学
显微镜下观察发现，裂纹沿晶界扩展，如图１；晶界
有熔化特征，如图２。焊接热影响区（如图３）的晶界
图１沿晶裂纹４００ｘ
收稿日期：２００３—０９—０４ 较基体组织（如图４）的粗大。
从金相组织观察结果来看，在热影响区，焊接
零件已经发生过烧现象。
图２裂纹附近晶界上熔化相４００×
图３焊接热影响区１００×
图４基体组织１
００ｘ 维普资讯 吴伟：铝合金板焊接裂纹分析 ·４５·
３分析与结论
３．１分析讨论
铝合金与一般钢的强化方式不同。通常钢是通
过淬火得到具有较高硬度的马氏体组织，而铝合金
主要是依靠固溶强化和沉淀强化来提高机械性能。
铝合金淬火后形成过饱和固溶体，合金的强度、
硬度会提高。这是因为，合金元素溶入基体金属后，
使基体金属的位错密度增大，同时晶格发生畸变。
畸变所产生的应力场与位错周围的弹性应力场交互
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精彩文档 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展处理。如果我们在处理之前对裂纹没有一个准确的分析，就不可能制定出最优的处理方案。因此必须要对裂纹进展认真的分折。
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，有时产生在金属外表，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，有的如此必须借助显微镜才能发现，有的裂纹焊后立即出现，有的如此是放置或运行一段时间之后才出现。
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、层状撕裂与应力腐蚀裂纹。
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word
精彩文档 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，外表无光泽，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与母材近缝区金属中，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〔局部溶化区〕，或多层焊缝的层间金属中。
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。
