铸造裂纹的产生原因及种类

焊接横向裂纹产生的原因及控制

焊接横向裂纹产生原因主要有以下几个方面：

1、应力作用。即钢管成型后的残余应力和焊接应力。

2、焊接工艺不合理。如焊缝成形系数过小、预热温度不够或未进行焊前预热、焊接线

能量过大、焊接后热处理不当、保温时间太短等。

3、由于氢的存在。如焊剂烘干不够，预热温度不充分或未进行焊前预热、以及多层焊

的层间温度不够。

4、冶金因素。焊接过程中有低熔点杂质进入，如铜及铜合金。铜的来源主要有焊丝表

面所镀的用于防止焊丝锈蚀的铜，或者导电嘴、铜合金导电杆内壁被磨损产生的铜。这些铜

屑从导电嘴内孔进入焊剂，在焊接过程中接触焊接熔池导致横向裂纹。

控制措施：

1、焊管成型。为了合理控制残余应力，不仅需要采用针对性的设备和工艺，还需要在

钢管成型前进行必要的成型工艺评定，对成型的设备、材料、产品的规格、预弯的程度、成

型的速度、成型的压力、参数等进行试验和评定，合格后方进行焊管成型。

2、焊前预热。要根据具体的材质、具体的工作环境确定预热及层间温度。

3、焊接工艺。

1）埋弧焊时，为了减少焊接热输入，不建议采用多丝焊，建议尽量采用单丝多道焊，

焊道平行排列，且每条焊道的宽度控制在15min以内；层间温度控制在110-250℃。

2）严格控制焊道宽度

焊道越宽，产生横裂的可能性越大。焊接时，要尽量地采用窄焊道，多分道，减少焊

道宽度，减少热输入。

4、焊接材料

1）焊丝。选择低强度的焊丝，这样可以适当降低焊缝的碳当量，提高焊缝的塑性，有

助于减少焊接裂纹的产生。同时注意使用不镀铜的焊丝，防止铜或铜合金进入焊缝熔池。另

外需要注意防潮和防生锈。

2）焊剂。焊剂在使用前必须按照焊剂厂家推荐的烘干工艺烘干，烘干后在烘箱内进行

保温，不可烘干后就倒出来，防止受潮。及时对使用中的焊剂进行磁选，磁选后放进保温桶

中储存，防止在空气中受潮。及时更换焊剂，防止流落到焊剂内的铜及铜合金交换污染。

3）焊后保温、缓冷。春秋两季，焊接好后可以在室温下直接暴露在空气中缓冷。春冬

1 压铸件出现裂纹的原因可能有多种，以下是一些常见的原因：

1. 温度梯度引起的热裂纹：在冷却过程中，不均匀的温度分布会导致部分区域产生较大的收缩应力，从而引发裂纹。

2. 疲劳裂纹：长时间的循环加载和应力集中会导致材料疲劳，最终导致裂纹的形成。

3. 内部气孔：在铸造过程中，如果存在气体未能完全排除，会在压铸件内部形成气孔。这些气孔可能会成为裂纹的起点。

4. 不合适的材料选择：选择了强度或韧性不足的材料，无法承受所需的工作条件下的应力和载荷，从而导致裂纹的形成。

5. 设计缺陷：不合理的设计、结构薄弱或应力集中的区域，可能会导致压铸件在使用过程中产生裂纹。

6. 制造工艺问题：制造过程中操作不当、工艺参数设置不正确等因素，如铸造温度、冷却速度、注射压力等，都可能导致压铸件出现裂纹。

为了避免压铸件出现裂纹，可以采取以下措施：

- 优化设计，避免应力集中区域的存在。

- 选择合适的材料，以满足所需的工作条件和要求。

- 严格控制制造工艺，确保温度、压力和冷却速度等参数符合要求。

- 检查和修复内部气孔，以减少裂纹的起始点。

- 定期进行检测和维护，及时发现并处理潜在的问题。

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技术讲座二

磨削裂纹产生机理与防止措施

1 磨削裂纹的特征

磨削裂纹形状特别，仅发生在磨削面上,与淬火裂纹在宏观上观察明显不同，

且磨削裂纹深度较浅。较轻的磨削裂纹垂直于或接近垂直于磨削方向呈平行分

布，称之为第Ⅰ类裂纹。较严重的裂纹呈龟甲状,称之为第Ⅱ类裂纹，习惯上叫

做龟裂。其深度大致为0.03-0.20mm。用酸浸蚀后裂纹更加明显易见。

2 磨削裂纹的产生机理

磨削裂纹的产生皆由内部应力诱发所致，磨削裂纹产生的主要原因是磨削

热引起的。工件磨削时磨削接触区温度高达400℃，磨削接触点的温度更是高达

800℃以上。 磨削热导致工件表面产生热应力和组织相变而引起体积变化的相变

应力。

渗碳淬火钢的表面组织是高碳马氏体和一定数量的残余奥氏体，处于膨胀状

态(未经回火处理尤为严重)；磨削热尤其是砂轮和工件接触区的高热会迅速使接

触区表面温度升高，当表面温度升高到100℃～200℃左右离开接触区被冷却液

迅速冷却时，必然将产生收缩，这是第一次收缩。这种收缩仅发生在表面，由于

其基体马氏体仍处于膨胀状态，从而使表面层承受拉应力而产生微裂纹，这就是

第Ⅰ类裂纹。随着磨削加工的继续当表面温度升至300℃～400℃时，表面层发

生相引起变体积缩小，导致表面再次产生收缩，从而产生第Ⅱ类裂纹。

由于马氏体的膨胀收缩是随着钢中含碳量的增加而增大，故渗碳淬火钢（高

碳工具钢）表面产生磨削裂纹尤为严重和常见。

渗碳淬火工件表面的残余奥氏体，在磨削时受磨削热的影响即发生分解，

逐渐转变为马氏体，这种新生的马氏体集中于表面，引起零件局部体积膨胀，加

大了零件表面应力，导致磨削应力集中，继续磨削则容易加速磨削裂纹的产生；

此外，新生的马氏体脆性较大，继续磨削也容易加速磨削裂纹的产生。另一方面，

在磨床上磨削工件时，对工件既是压力，又是拉力，助长了磨削裂纹的形成。

如果在磨削时冷却不充分，则由于磨削而产生的热量，足以使磨削表面薄层

裂纹可能产生的原因：

1． 材质：3003的Al合金（盖板）适合激光焊接，但是壳体材料3005不适合激光焊接（3004以上都不适合），因此如果材质还出现杂质（主要是Fe/Cu）等过量，会造成开裂。Si的加入会有助于不产生开裂。

2． 激光焊接主要是热裂纹，即焊缝结晶时产生裂纹，还有就是焊缝热影响区液化产生裂纹，目前看到的裂纹很平直，应该就是凝固过程中冷却等太快，铝合金中树枝晶分布有低熔点的共晶相存在，焊缝处铝的强度低，不能抵抗焊缝金属凝固收缩产生的内应力，造成裂纹

3． 激光功率大，焊接速度慢，焊缝增宽，热影响区大，都会造成上述的热裂纹；

4． 焊接时的熔深很关键，焊接速度快，效率高，但熔深小，达不到焊接要求；焊接速度慢，熔深大，但材料过度熔化，焊缝宽，热影响区大，热裂的倾向大

5． 铝壳上的氧化膜有影响，铝壳氧化膜过厚和过多，直接造成焊接熔化后内应力集中，开裂

6． 焊接结构也很关键，对焊时，精确性要求高，要求焊缝的间隙小于熔深的15％，两片金属的受光面高度差小于熔深的25％，才能有好的焊接效果，否则就产生沿焊接方向的裂缝，所以电池盖和电池壳之间要用工装夹具提供夹紧力，防止产生间隙和变形。

综上，要保证焊接速度合适是关键，焊接速度决定了熔深，焊接速度慢，熔深大，容易产生热裂。焊接速度快，熔深小，热裂小，但要防止焊接结构不平造成机械的裂纹。

此外，我询问专门做铝合金焊接的一位博士，他认为铝的焊接开裂主要和最多的原因就是是焊接时的热裂造成，你们应该在现场看见，随着焊接过程的进行，刚焊完的一瞬间没有裂纹，在冷却过程中或者冷却后就出现裂纹，就是典型的热裂，但也可能实际有少少的出入，基本就是上述第2、3、4点，第6点的原因恰好与其相反，是实际工艺操作的原因，要是该问题可以排除的话，关键问题就是焊接功率大了，焊接速度慢了，造成熔化过度的热裂。