第六节 冷裂纹
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冷裂纹的特征
冷裂纹是一种常见的金属材料缺陷,其特征主要表现在以下几个方面:
1. 外观特征:冷裂纹通常呈现为细小的裂纹,呈线性或弧形分布。
其形态和尺寸取决于裂纹的形成方式和材料的特性。
2. 分布位置:冷裂纹一般分布在材料表面或近表面区域,很少出现在材料的深层位置。
这是因为材料表面和近表面区域存在较大的应力集中,容易引起裂纹形成。
3. 形成原因:冷裂纹的形成原因主要有材料的疲劳、腐蚀、焊接和加工等因素。
其中,疲劳和腐蚀是常见的冷裂纹形成机制,焊接和加工也容易引起裂纹形成。
4. 影响因素:影响冷裂纹形成的因素很多,其中包括材料的力学性能、化学成分、热处理状态等因素。
此外,使用环境和工艺条件等也会对冷裂纹的形成和扩展产生影响。
总之,冷裂纹是一种常见的金属材料缺陷,其特征主要表现在外观、分布位置、形成原因和影响因素等方面。
了解冷裂纹的特征对于保证材料的质量和安全具有重要意义。
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焊接中冷裂纹的成因及防止措施焊接中冷裂纹的成因及防止措施近来,内业平曲中心在做角焊缝气密试验时,发现焊缝有裂纹。
为此焊接试验室对此问题进行了跟踪,分析裂纹产生原因,并提出以下解决方案。
一、现场问题角焊缝在做气密试验时,发现焊缝有漏气,经仔细检查(可用渗透探伤),发现焊缝上有微裂纹,有横向和纵向;有的地方第一次没有裂纹,过了一夜再做,又有了裂纹。
二、裂纹产生的机理1、角焊缝xx裂纹的特征焊接接头冷却到较低温度下产生的焊接裂纹统称为冷裂纹。
角焊缝上的冷裂纹一般为垂直于焊缝方向上的横向裂纹,大多具有2-3天的潜伏期,在板厚大于10mm的高强钢板角焊缝上较为多见。
2、冷裂纹的影响因素生产实践与理论研究证明:钢材的淬硬倾向、焊接接头中的氢含量及其分布、焊接接头的拘束应力状态是角焊缝出现冷裂纹的三大影响因素。
●焊缝金属的淬硬倾向焊缝金属的淬硬倾向主要取决于化学成分、焊接工艺和冷却条件等。
金属中的C、Mn元素含量高低与材料的淬硬倾向相关;在同一成分母材条件下,角接头焊缝成分受母材成分影响明显高于对接接头,角接头冷却速度相对较大也是具有较明显冷裂倾向原因。
2、焊缝金属中扩散氢含量焊缝中的扩散氢含量越高,冷裂倾向越大。
影响药芯焊丝焊缝扩散氢含量的因素主要有:焊丝种类、焊接电流、干伸长度、保护气体纯度、表面状态等加大焊接电流或减小干伸长度,都能使材料中的扩散氢含量增加;而保护气体中水分含量也会影响焊缝中扩散氢的含量;除此之外,试样的表面状态也能对氢元素的含量造成影响,如带底漆板所测得的氢值明显高出不带底漆板。
三、现场操作1、电流有的达300以上,电流太大。
2、9mm焊缝现场一般焊两道,且焊接情况如图1、图2。
3、焊前清理工作不好:●焊缝有水,现场说是用空压气吹,而不是用火烘;●焊缝氧化渣清理不好4、焊缝边缘熔合不好。
根据以上裂纹产生的机理,以上操作存在问题。
四、角焊缝冷裂纹防止措施采用药芯焊丝焊接碳当量较高的高强船板时,角焊缝具有明显的冷裂纹倾向,冬季施工时应采取严格的工艺措施,防止焊缝冷裂纹。
焊接冷裂纹产生机理影响因素及防治措施一、冷裂纹的一般特征1、产生温度Ms点附近或200~300℃以下温度区间2、产生的钢种和部位发生在高碳钢、中碳钢、低合金、中合金高强钢,热影响区合金元素多的超高强钢、Ti合金发生在焊缝3、裂纹的走向:沿晶、穿晶4、产生时间可焊后立即出现,也有的几小时,几天、更长时间延迟裂纹:不是在焊后马上出现的要经过一定时间才出现的裂纹—延迟裂纹延迟裂纹是冷裂纹中一种最普遍的形态,它不是焊后出现,因此危害性更大延迟裂纹三种形态1)、焊趾裂纹—缝边裂纹起源于焊缝和母材的交界处,并有明显应力集中的地方,裂纹的取向经常与焊缝纵向平行,由焊趾的表面开始,向母材的深处延伸2)、焊道下裂纹发生在淬硬倾向较大,含氢较多钢种的焊接热影响区,裂纹取向与熔合线平行,但也有时垂直于熔合线3)、根部裂纹起源于应力集中的焊缝根部,可能发生在焊接热影响区,也可能发生在焊缝(含氢量高,预热不足)二、延迟裂纹的机理高强钢焊接时产生延迟裂纹的原因主要是:钢种的淬硬倾向;焊接接头的含氢量及其分布,焊接接头的拘束应力。
延迟裂纹的开裂过程存在这两个不同的过程,即裂纹的起源和裂纹的扩展,扩展到一定情况下,发生断裂,我们只从宏观的角度阐述一下产生延迟裂纹的三要素。
1、钢种的淬硬倾向焊接接头的淬硬倾向主要决定于钢种的化学成分,其次是焊接工艺,结构板厚及冷却条件。
钢种淬硬倾向越大,越容易产生裂纹,其原因为1)、形成脆硬的马氏体i)、马氏体的形状条状马氏体:低碳马氏体,含碳量小于0.3%C,呈条状Ms点较高,在转变后起到自行回火作用,因此有一定韧性如低碳钢、低碳合金钢片状马氏体:含碳量高时,形成片状马氏体,片内存着平行状的孪晶,亦称孪晶马氏体,硬度高,组织脆对裂纹敏感ii)、组织对冷裂纹的敏感倾向F 、P →→F B 条状M 上贝氏体→粒状B →M+A →孪晶马氏体,可知孪晶马氏体对裂纹最敏感iii)、利用SH —CCT 图评定钢种对冷裂纹的敏感性,有试验结果看出,如果熔合区焊后800~500℃冷却时小于'f C 就会出现裂纹,也就是说可以利用出现铁素体的临界冷却时间'f C 来作为焊接接头裂纹倾向的判据 t 800~500℃<'f C 开裂 t 800~500℃>'f C 不裂 2)、淬硬产生晶格的缺陷材料在淬硬后,会产生较多的晶格缺陷,淬火后出现的晶格缺陷主要是空位位错,相变应力的作用下产生较多的位错,在焊接应力作用下,空位与位错发生移动聚集,当达到一定浓度时,产生裂纹源,硬度扩展成为裂纹。
冷裂纹产生的原因问题一:冷裂纹的产生原因金属材料焊接产生裂纹的原因,谈谈我自己的看法1、就是焊缝组织冷却过程中收缩产生的应力超过了熔池金属的抗拉强度2、焊缝表面结晶过程中,由于析出低熔点共晶物,脆性较大,焊缝收缩过程产生裂纹预防措施: 1、坡口制备,必须严格按照WPS要求,有时候为了弥补工人的失误,把坡口间隙调整到很大,显然,这样的坡口待焊接完一层后,由于面积过大,热量散失很快,凝固速度很快,容易产生裂纹2、预热,严格按照WPS要求,温度比较低及厚板环境下,热量散失也很快,必要的预热是需要的3、焊材匹配,尽量选用同母材强度匹配的焊接材料;4、焊材烘烤,严格按照公司焊接材料管理制度要求进行烘烤,避免潮湿状态下的H致裂纹5、打磨去除表面的裂纹,不得试图用熔合的方式去除裂纹6、焊接到一定厚度时应使用锤击的方式部分消除应力,防止最终应力过大导致裂纹产生个人总结,不全面。
个人以为够用了。
问题二: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。
问题三:冷裂纹产生的原因是什么产生原因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问题四: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。