各种焊接裂纹成因特点及防止措施
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以下为焊接裂纹产生原因及防治措施,一起来看看吧。
1、焊接裂纹的现象在焊缝或近缝区,由于焊接的影响,材料的原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为焊接裂缝,它具有缺口尖锐和长宽比大的特征。
按产生时的温度和时间的不同,裂纹可分为:热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀裂纹和层状撕裂。
在焊接生产中,裂纹产生的部位有很多。
有的裂纹出现在焊缝表面,肉眼就能观察到;有的隐藏在焊缝内部,通过探伤检查才能发现;有的产生在焊缝上;有的则产生在热影响区内。
值得注意的是,裂纹有时在焊接过程中产生,有时在焊件焊后放置或运行一段时间之后才出现,后一种称为延迟裂纹,这种裂纹的危害性更为严重。
2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害大的缺陷,除了降低焊接接头的承载能力,还因裂缝末端的尖锐缺口将引起严重的应力集中,促使裂缝扩展,最终会导致焊接结构的破坏,使产品报废,甚至会引起严重的事故。
通常,在焊接接头中,裂缝是一种不允许存在的缺陷。
一旦发现即应彻底清除,进行返修焊接。
3、焊接裂纹的产生原因及防治措施由于不同裂缝的产生原因和形成机理不同,下面就热裂缝、冷裂缝和再热裂缝三类分别予以讨论。
3.1、热裂纹热裂缝一般是指高温下(从凝固温度范围附近至铁碳平衡图上的A3线以上温度)所产生的裂纹,又称高温裂缝或结晶裂缝。
热裂缝通常在焊缝内产生,有时也可能出现在热影响区。
原因:由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象,低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层存在形成偏析,凝固以后强度也较低,当焊接应力足够大时,就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂缝。
此外,如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质,则在加热温度超过其熔点的热影响区,这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层,当焊接拉应力足够大时,也会被拉开而形成热影响区液化裂缝。
总之,热裂缝的产生是冶金因素和力学因素综合作用的结果。
防治措施:防止产生热裂缝的措施,可以从冶金因素和力学因素两个方面入手。
控制母材及焊材有害元素、杂质含量限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素及有害杂质的含量。
焊接冷裂纹产生原因及防止措施1.原因:1.1材料的选择不当:焊接材料的化学成分不合适,或者材料含有较高的残留应力,容易导致冷裂纹的生成。
1.2焊接过程中的热输入不合适:焊接过程中产生的热量和焊接速度不合理,容易造成焊缝和母材之间的温度差异,从而导致冷裂纹的生成。
1.3焊接残余应力:焊接后,热量的收缩导致焊缝和母材之间的残余应力,这些应力容易导致冷裂纹的生成。
1.4接缝设计不合理:接缝的形状和尺寸设计不合理,例如锯齿形的接头,容易导致应力集中,增加冷裂纹的风险。
1.5焊接过程中的不合理操作:焊接过程中出现的不合理操作,例如焊接速度太快或太慢,焊接温度不稳定,都会增加冷裂纹的发生风险。
2.防止措施:2.1合理选择焊接材料:选择合适的焊接材料,确保化学成分符合要求,并且没有过高的残余应力。
2.2控制热输入:控制焊接过程中的热输入,一方面要保证足够的热能输入,使焊缝和母材温度均匀,另一方面要避免过高的热输入,以免造成过大的残余应力。
2.3使用预热和后热处理:对于容易产生冷裂纹的材料和结构,可以采用预热和后热处理的方法来减少焊接过程中的残余应力。
2.4设计合理的焊缝:在设计焊缝时,应尽量避免锯齿形的接头,可以采用圆弧形或其他形状,以减少应力集中。
2.5严格控制焊接过程参数:焊接过程中应严格控制焊接速度、焊接压力和焊接温度等参数,确保稳定和合理的焊接条件。
2.6检测和治理裂纹:焊接后应对焊缝进行严格的裂纹检测,如超声波检测、磁粉检测等,一旦发现裂纹,应及时采取治理措施,包括打磨、退火或重新焊接等。
2.7人员培训和操作规范:通过人员培训,提高焊接人员的技术水平和操作规范,减少不合理操作的发生,从而减少冷裂纹的产生。
总结起来,焊接冷裂纹的产生主要是由材料的选择不当、焊接过程中的热输入不合适、焊接残余应力、接缝设计不合理和焊接过程中的不合理操作等原因造成的。
为了防止焊接冷裂纹的产生,应选择合适的焊接材料、控制热输入、使用预热和后热处理、设计合理的焊缝、严格控制焊接过程参数、检测和治理裂纹,并加强人员培训和操作规范。
各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了焊接是一种常见的连接工艺,但焊接过程中容易产生焊接裂纹。
为了提高焊接质量,减少焊接裂纹的产生,需要了解不同焊接裂纹的成因特点,并采取相应的防止措施。
焊接裂纹可分为热裂纹、冷裂纹和固化裂纹等不同类型。
下面将就各种焊接裂纹的成因特点及防止措施进行介绍:1.热裂纹:热裂纹是由于焊接过程中材料受热引起的裂纹。
其特点是呈现出明显的沿晶裂纹特征,并且易于在焊接接头中形成交叉网络裂纹。
常见的热裂纹包括低温热裂纹和高温热裂纹。
低温热裂纹通常发生在焊接高碳钢、不锈钢、铝合金等材料时,主要原因是在焊接过程中产生的低熔点物质(如非金属夹杂物、硫化物)会导致裂纹的形成。
因此,防止低温热裂纹的关键在于降低焊接接头中的夹杂物含量,控制焊接温度和速度,使用合适的焊接电流和电压等。
高温热裂纹主要发生在焊接高强度钢、铝合金等材料时,其主要原因是焊接接头中的合金元素偏析或金属在焊接中的高温下形成致密的化合物,导致焊接接头发生脆性断裂。
预热和后热处理是防止高温热裂纹的常用方法,通过控制焊接温度梯度和应力,避免裂纹的生成。
2.冷裂纹:冷裂纹是焊接接头在冷却过程中产生的裂纹,主要由于焊接接头的收缩应力超过了材料的塑性变形能力而引起。
冷裂纹通常呈现出沿晶和剥离两种形态。
冷裂纹的形成与焊接材料的化学成分、焊接参数(如预热温度、焊接电流和速度等)、接头几何形状和约束条件等因素密切相关。
为防止冷裂纹的产生,可以采取增加预热温度和焊接层间温度、降低残余应力、使用低氢焊条或填充剂等措施。
3.固化裂纹:固化裂纹是焊接过程中焊缝和熔敷金属中的液态组织在冷却过程中发生凝固收缩而产生的裂纹。
固化裂纹主要由于焊接接头中的组织偏析、组织转变和凝固缩短等因素导致。
防止固化裂纹的关键是通过合理的焊接参数、选择合适的填充材料和焊接序列等措施控制焊接缩短率,减少焊接接头中的温度梯度和残余应力。
总之,了解不同焊接裂纹的成因特点并采取相应的防止措施对于提高焊接质量具有重要意义。
各种焊接裂纹成因特点及防止措施,这条必须收藏了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。
下面仅就各种裂纹得成因、特点与防治办法进行具体得阐述。
1、热裂纹就是在焊接时高温下产生得,故称热裂纹,它得特征就是沿原奥氏体晶界开裂。
根据所焊金属得材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金与某些特种金属等),产生热裂纹得形态、温度区间与主要原因也各不相同。
目前,把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹与多边裂纹等三大类。
(1)结晶裂纹主要产生在含杂质较多得碳钢、低合金钢焊缝中(含S,P,C,Si骗高)与单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊逢中。
这种裂纹就是在焊逢结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属得收缩,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。
防治措施为:在冶金因素方面,适当调整焊逢金属成分,缩短脆性温度区得范围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质得含量;细化焊逢金属一次晶粒,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)近缝区液化裂纹就是一种沿奥氏体晶界开裂得微裂纹,它得尺寸很小,发生于HAZ近缝区或层间。
它得成因一般就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得奥氏体晶界上得低熔共晶组成物被重新熔化,在拉应力得作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。
这一种裂纹得防治措施与结晶裂纹基本上就是一致得。
特别就是在冶金方面,尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素得含量就是十分有效得;在工艺方面,可以减小线能量,减小熔池熔合线得凹度。
(3)多边化裂纹就是在形成多边化得过程中,由于高温时得塑性很低造成得。
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得元素如Mo、W、Ti等。
2、再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素得钢种与高温合金(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),她们焊后并未发现裂纹,而就是在热处理过程中产生了裂纹。
焊接裂纹的形成机理与预防措施1、产生焊接冷裂纹的原因焊接冷裂纹在焊后较低的温度下形成。
由于这种裂纹形成与氢有关,且有延迟开裂的特点,因此又称之为焊接氢致裂纹或延迟裂纹。
产生焊接冷裂纹的三个必要条件:〔1〕氢。
氢的主要来源是焊材中的水分和焊接区域中的油污、铁锈、水以及大气中的水汽等。
这些水、铁锈或有机物经焊接电弧的高温热作用分解成氢原子而进入焊接熔池中。
在焊接过程中氢除向大气中扩散外,余下的在焊缝中呈过饱和状态,即在焊缝中存在着扩散氢。
根据氢脆理论,这种扩散氢将向应变集中区〔如微裂纹或缺口尖端附近〕扩散,当该区的氢浓度到达*一临界值时,裂纹便继续扩展。
〔2〕应力。
依据目前国内及国际的施工水平,在球罐的组装过程中总会存在或多或少的强力组对,所以在组装完成后便存在着内应力,这种应力在焊后整体热处理完成后也不可能完全消除。
再加上球罐焊接是一个局部加热过程,在焊接过程中产生应力与应变的循环,因此球罐焊接后必然存在剩余应力。
〔3〕组织。
焊接热影响区组织中过硬的马氏体含量越多越容易产生冷裂纹。
3、防止产生焊接冷裂纹的措施〔1〕尽量选用对冷裂纹不敏感的材料选用内在质量好的母材。
即选用碳当量低的优质钢材,尤其是防止母材大型夹渣。
所以在球壳板制造前必须对板材进展严格的超声波检查,对有严重夹层等缺陷的钢材不得使用。
〔2〕尽量减少氢的来源。
第一,球罐的焊接选用低氢型焊条,必要时要采用超低氢型的焊条;第二,焊条使用前一定要按产品使用说明进展烘干,并贮存在100~150℃的恒温箱中,在使用时放入保温筒内并随用随取,在保温筒内存放时间不得超过4h,否则要按原烘干温度重新烘干,重复烘干不得超过两次;第三,要彻底去除焊接坡口外表及坡口两侧20mm范围内的油污、水分,、铁锈及其他杂物;第四,不在雨雪天及空气相对湿度大于90%时施焊;第五,采取有效的防风措施,以防止吹弧,使焊接熔池得到有效的隔离保护。
〔3〕选用适当的焊前预热温度和预热范围。
建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施建筑钢结构是目前常见的建筑结构之一,它具有高强、轻量、简洁美观等优点。
然而,在实际使用中,钢结构存在一些问题,其中之一就是焊接裂纹的产生。
本文将探讨建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施。
一、焊接裂纹的产生机理焊接裂纹主要可分为热裂纹、冷裂纹、应力裂纹。
1.热裂纹焊接时,由于局部加热,使钢材产生热变形。
当其塑性变低且残余应力积累时,钢材易于出现裂纹。
热裂纹主要是由于热应力造成的。
2.冷裂纹一般在焊后自然冷却时出现,这种裂纹的发生对于焊接工艺、材料和钢结构的使用情况等很敏感。
冷裂纹主要是由于低温下的脆性造成的。
3.应力裂纹应力裂纹主要是由于因材料、尺寸和结构等造成永久性变形产生的应力,使焊缝发生断裂。
这种裂纹的主要表现是在进行负载、温度等变化时,在原有断口处产生裂纹。
二、焊接裂纹的防止措施1.材料选择焊接材料的选择并不是随便选用,应根据实际情况选择专业的材料并在正确的离子层选择。
2.焊接工艺合理的焊接工艺非常重要。
在焊接的过程中,应该注意控制焊接的速度和节奏,以避免局部高温、局部残余应力的发生。
此外,焊接的工艺应掌握得当,包括电极的选择、焊接电流、焊接时间、频率等,以确保焊接缝有足够的强度。
3.质量控制如果缺乏质量控制,很容易忽略焊接过程中的每个细节,如使用的电极、焊接速度和温度控制等,这将极大地影响焊接接头的质量。
因此,应及时检查焊缝的质量,减少焊接裂纹等质量问题的发生。
4.故障修复当发现要素问题后,应及时进行修复。
例如,当发现焊接过程中电极受到污染时,应停止焊接并更换电极。
当发现焊接过程中有缺陷时,应及时纠正,以确保焊接的质量。
5.不断改进工艺不断改进工艺也是防止焊接裂纹的重要措施。
随着科技的不断进步,随着工艺的提高,新的焊接方法和材料的出现,改进工艺是防止焊接裂纹的重要手段。
总之,建筑钢结构焊接裂纹对建筑钢结构的使用具有一定的影响,为防止焊接裂纹的发生,应注意材料的选择、焊接工艺的合理性、质量控制等多个方面,并不断改进工艺。
焊接裂纹成因分析及其防治措施1、焊接裂纹的现象在焊缝或近缝区,由于焊接的影响,材料的原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为焊接裂缝,它具有缺口尖锐和长宽比大的特征。
按产生时的温度和时间的不同,裂纹可分为:热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀裂纹和层状撕裂。
在焊接生产中,裂纹产生的部位有很多。
有的裂纹出现在焊缝表面,肉眼就能观察到;有的隐藏在焊缝内部,通过探伤检查才能发现;有的产生在焊缝上;有的则产生在热影响区内。
值得注意的是,裂纹有时在焊接过程中产生,有时在焊件焊后放置或运行一段时间之后才出现,后一种称为延迟裂纹,这种裂纹的危害性更为严重。
常见裂纹的发生部位与型态如下图所示。
常见裂纹的发生部位与型态2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害最大的缺陷,除了降低焊接接头的承载能力,还因裂缝末端的尖锐缺口将引起严重的应力集中,促使裂缝扩展,最终会导致焊接结构的破坏,使产品报废,甚至会引起严重的事故。
通常,在焊接接头中,裂缝是一种不允许存在的缺陷。
一旦发现即应彻底清除,进行返修焊接。
3、焊接裂纹的产生原因及防治措施由于不同裂缝的产生原因和形成机理不同,下面就热裂缝、冷裂缝和再热裂缝三类分别予以讨论3.1、热裂纹热裂缝一般是指高温下(从凝固温度范围附近至铁碳平衡图上的A3线以上温度)如下图所示所产生的裂纹,又称高温裂缝或结晶裂缝。
热裂缝通常在焊缝内产生,有时也可能出现在热影响区,如图所示。
原因:由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象,低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层存在形成偏析,凝固以后强度也较低,当焊接应力足够大时,就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂缝。
此外,如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质,则在加热温度超过其熔点的热影响区,这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层,当焊接拉应力足够大时,也会被拉开而形成热影响区液化裂缝。
总之,热裂缝的产生是冶金因素和力学因素综合作用的结果。
防治措施:防止产生热裂缝的措施,可以从冶金因素和力学因素两个方面入手。
焊接裂纹产生原因及防治措施焊接裂纹是指在焊接过程中,焊缝或焊接接头出现的裂纹现象。
焊接裂纹的产生原因有很多,主要包括材料选择不当、焊接工艺参数不合理、应力集中、焊接变形等因素。
为了防止焊接裂纹的产生,需采取相应的防治措施。
一、材料选择不当是造成焊接裂纹的主要原因之一。
不同材料的热膨胀系数、熔点和强度等性质差异较大,若选择不当,会导致焊接时产生较大的残余应力,从而引发焊接裂纹。
因此,在焊接前应对材料进行仔细选择,确保焊接材料的相容性和相似性。
二、焊接工艺参数不合理也是引起焊接裂纹的重要原因。
焊接过程中,焊接电流、电压、速度等参数的选择不当,容易造成焊接热输入过大或过小,从而导致焊接裂纹的产生。
因此,需要根据焊接材料的厚度、形状和焊接位置等因素,合理调整焊接工艺参数,以减少焊接残余应力的产生。
三、应力集中也是焊接裂纹的重要原因之一。
焊接过程中,由于材料的热膨胀和收缩不均匀,会导致焊接接头处应力集中,从而造成焊接裂纹的产生。
为了减少应力集中,可以采取适当的预热和后热处理措施,使焊接接头的温度均匀分布,减少残余应力的产生。
四、焊接变形也是引起焊接裂纹的常见原因。
焊接过程中,由于热膨胀和收缩的影响,焊接接头会发生一定的变形,如果变形过大,就会产生焊接裂纹。
为了控制焊接变形,可以采用适当的夹具和焊接顺序,使焊接接头得到良好的约束,减少变形的发生。
为了预防焊接裂纹的产生,可以采取以下防治措施:1.合理选择焊接材料,确保材料具有相似的熔点和热膨胀系数,减少焊接时的残余应力。
2.合理调整焊接工艺参数,根据焊接材料的特性和焊接位置,确定合适的焊接电流、电压和速度等参数,以减少焊接热输入和残余应力。
3.采取适当的预热和后热处理措施,使焊接接头的温度均匀分布,减少应力集中和残余应力的产生。
4.采用适当的夹具和焊接顺序,控制焊接变形,减少焊接裂纹的发生。
5.进行焊接前的材料表面处理,确保焊接接头的清洁度和表面质量,减少焊接缺陷的产生。
1 焊接裂纹及防治措施焊接裂纹是焊接构件施工过程中最为严重的缺陷,轻则返修,重则构件报废。
焊接裂纹有焊缝或熔合线或热影响区裂纹,有表面或内部贯穿裂纹,有弧坑或焊址或焊缝根部裂纹,有层状撕裂等。
以焊缝冷却结晶时出现的时间阶段分,有热裂纹和冷裂纹或延迟裂纹。
(1)热裂纹的成因影响热裂纹形成的因素有:焊缝在冷却结晶过程中,由于快速冷却凝固收缩,晶粒截面间的液态金属补充不足,致使液态薄层开裂;母材热影响区和多层焊的根部焊缝易产生低熔点共晶物的熔解(即硫偏析),产生裂纹。
(2)冷裂纹的成因影响冷裂纹形成的因素有:焊接接头中金相组织的硬度、脆性较高;焊接接头中焊缝扩散氢的含量较高;焊接接头的拘束应力较大。
(3)焊接裂纹的防止措施1)控制焊材的化学成分由于钢材化学成分已经选定,因此焊材选配时应选硫、磷含量低、锰含量高的焊材。
使焊缝金属中的硫磷偏析减少,改善部分晶体形状,提高抗热裂性能。
2)控制焊接工艺参数、条件控制焊接电流与速度,使每一焊道的焊缝成形系数达到1、1~1、2,减少在焊缝中心形成硫磷偏析,提高抗裂性能。
避免采用小角度、窄间隙的焊缝坡口,致使焊缝成形系数过小。
加强焊前预热,降低焊缝在冷却结晶过程中的冷却速度。
采用合理的焊接顺序,使大多数焊缝在较小的拘束度下焊接,减少焊缝收缩拉力。
3)提高根部焊缝质量焊缝根部焊接是厚板焊接的起始点;是保证焊缝质量的根基;亦是产生裂纹的敏感区,因此焊缝根部的焊接措施必须慎之由慎。
加强焊缝坡口的清洁工作,清除一切有害物质;加强焊前预热温度的控制;焊前对坡口根部进行烘烤,去除一切水分、潮气,降低焊缝中氢含量。
使用小直径手工焊条打底,确保根部焊透;控制焊层厚度,适当提高焊道成形系数;控制焊接速度,适当增加焊接热输入量。
控制熔合比:在确保焊透的前提下,控制母材熔化金属在焊缝金属中的比例,减少母材中有害物质对焊缝性能的影响。
根部焊材可选用低配:根据根部焊缝的施焊条件与要求,在保证焊缝力学性能的条件下,根部焊缝的焊材可选用韧性好,强度稍低的焊材施焊,以增加其抗裂性。
钢结构焊接裂纹的原因及预防措施(一)热裂纹热裂纹是指高温下所产生的裂纹,又称高温裂纹或结晶裂纹,通常产生在焊缝内部,有时也可能出现在热影响区,表现形式有:纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹。
其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象,低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析,凝固以后强度也较低,当焊接应力足够大时,就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。
此外,如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质,当焊接拉应力足够大时,也会被拉开。
总之,热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。
针对其产生原因,其预防措施如下:(1)限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素和有害杂质的含量,特别应控制硫、磷的含量和降低含碳,一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.04 5% ,磷的含量不应大于0.055% ;另外钢材含碳量越离,焊接性能越差,一般焊缝中碳的含量控制在0.10% 以下时,热裂纹敏感性可大大降低。
(2)调整焊缝金属的化学成分,改善焊缝组织,细化焊缝品粒,以提高其塑性,减少或分散偏析程度,控制低熔点共品的有害影响。
(3)采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝中的杂质含摄,改善结晶时的偏析程度。
(4)适当提高焊缝的形状系数,采用多层多道焊接方法,避免中心线偏析,可防止中心线裂纹。
(5)采用合理的焊接顺序和方向,采用较小的焊接线能超,整体预热和锤击法,收弧时填满弧坑等工艺措施。
(二) 冷裂纹冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内(300—200℃以下)产生的,可以在焊接后立即出现,也可以在焊接以后的较长时间才发生,故也称为延迟裂纹。
其形成的基本条件有3个:焊接接头形成淬硬组织;扩散氢的存在和浓集;存在着较大的焊接拉伸应力。
其预防措施主要有:(1)选择合理的焊接规范和线能,改善焊缝及热影响区组织状态,如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出。
钢结构焊接裂纹的原因及防治措施钢结构是现代建筑中常见的结构形式之一,它具有重量轻、强度高、施工速度快等优点,因此被广泛应用于各类建筑工程中。
然而,在钢结构的制造和施工过程中,焊接裂纹往往成为一个常见的质量问题。
本文将探讨钢结构焊接裂纹的形成原因,并提出相应的防治措施。
一、焊接裂纹的形成原因1.1 材料问题钢材的组织结构和化学成分不合理是导致焊接裂纹的主要原因之一。
当钢材中含有含碳、硫、磷等含量超过规定标准的元素时,焊接时易产生高硬度和脆性物质,从而引发裂纹的形成。
1.2 焊接参数不当焊接过程中,焊接电流、焊接速度、焊接温度等焊接参数的选择不当,都可能导致焊接裂纹的生成。
例如,焊接电流过大会导致材料过热,从而在焊接接头中产生裂纹。
1.3 体积收缩差异钢材在焊接过程中会受到热量的影响而发生热胀冷缩,而焊接接头中的同时发生焊接金属的热收缩和焊接基体的冷缩,而两者之间的体积收缩差异可能引起焊接裂纹的形成。
1.4 焊接应力焊接过程中,焊接热量引入工件,产生应力集中,而大的应力集中可能导致焊接裂纹的生成。
特别是当焊接接头应力集中点的应力超过材料的承载极限时,裂纹便会发生。
二、焊接裂纹的防治措施2.1 材料严格控制在钢结构的制造和施工过程中,应严格控制材料的质量。
选用质量合格、符合要求的钢材,特别是控制其中的碳含量、硫含量、磷含量等关键成分的含量。
2.2 合理选择焊接参数在焊接过程中,应根据具体的钢材和焊接需求,合理选择焊接参数。
通过调整焊接电流、焊接速度、焊接温度等参数,确保焊接接头的均匀加热,避免产生过度应力。
2.3 预热和后续热处理对于较大尺寸、厚度较大的焊接接头,应进行预热处理。
通过预热可以减少焊接接头的冷缩和应力积聚,从而减少焊接裂纹的产生。
同时,在焊接完成后,可采取适当的后续热处理,通过热处理来消除残余应力。
2.4 控制焊接应力在焊接过程中,应合理控制焊接应力。
可以通过选用合适的焊接顺序、采用适当的焊接顺序交替焊接等方法,来减少焊接接头中的应力集中,降低焊接裂纹的风险。
焊接裂纹产生原因及防治措施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密封性,严重影响焊接质量。
本文将从焊接裂纹产生的原因和防治措施两个方面进行探讨。
一、焊接裂纹产生的原因1. 焊接应力过大:焊接过程中,由于材料的热膨胀和收缩,会产生焊接应力。
如果应力过大,就容易引起焊接裂纹的产生。
2. 材料的选择不当:焊接材料的选择不当,例如选择了冷脆性较大的材料,容易在焊接过程中产生裂纹。
3. 焊接参数设置不合理:焊接参数的设置是影响焊接质量的关键因素之一。
如果焊接电流过大或过小,焊接速度过快或过慢,都会导致焊接裂纹的产生。
4. 焊接时的工艺操作不当:焊接操作不规范也是焊接裂纹产生的原因之一。
例如焊接时没有进行预热、焊接过程中没有使用适当的焊接顺序等。
5. 焊接材料的质量问题:如果焊接材料本身存在缺陷,例如含有太多的杂质或气孔,也容易导致焊接裂纹的产生。
二、焊接裂纹的防治措施1. 合理控制焊接应力:通过合理的焊接参数设置和焊接顺序安排,可以减小焊接应力的产生。
此外,还可以采用局部预热、焊后热处理等方法来降低焊接应力。
2. 选择合适的焊接材料:在进行焊接工艺设计时,应根据具体情况选择合适的焊接材料,避免选择冷脆性较大的材料。
此外,还要确保焊接材料的质量,避免使用存在缺陷的材料。
3. 合理设置焊接参数:在进行焊接操作时,要根据具体情况合理设置焊接参数,如焊接电流、焊接速度等。
可以通过试验和经验总结来确定最佳的焊接参数。
4. 规范焊接操作:进行焊接操作时,要严格按照焊接工艺要求进行操作,如预热、焊接顺序等。
同时,要保证焊接设备的正常运行和维护,避免因设备故障导致焊接裂纹的产生。
5. 加强焊后检测和质量控制:焊接完成后,要进行全面的焊后检测,发现裂纹及时进行修复。
同时,要加强质量控制,确保焊接质量符合要求。
焊接裂纹的产生原因较为复杂,涉及材料、焊接参数、工艺操作等多个方面。
为了防止焊接裂纹的产生,需要从多个方面进行控制和改进,提高焊接质量。
焊接裂纹产生原因及防治焊接裂纹是在焊接过程中或焊接完成后在焊缝或母材中产生的开裂缺陷。
焊接裂纹的产生原因多种多样,主要包括以下几个方面:1.焊接过程中的温度应力:焊接时,因为焊接区域发生了局部加热和冷却,导致焊接接头中的温度差异,从而造成了焊接区域的应力。
如果这种应力超过了焊接材料的强度极限,就会产生裂纹。
2.冶金因素:焊接过程中,由于温度升高,焊接材料和母材之间发生相互作用,形成了互溶区。
如果溶液比较富含低熔点的物质,就会导致物质从高温区流向低温区,从而增大了焊接接头的收缩量,引起裂纹。
3.废气、含氧量过高:当焊接环境中的氧气含量过高时,焊接时会发生氧化反应,在焊接接头中产生大量的氧化物,增大了焊接接头的收缩量,从而导致了裂纹的产生。
4.焊接过程中的振动:焊接过程中的振动会使焊接接头中的晶粒发生变化,从而影响了焊接材料的性能,使其发生了裂纹。
针对焊接裂纹的防治措施主要包括以下几个方面:1.提高焊接工艺:合理选择焊接工艺参数,如焊接电流、焊接电压和焊接速度等,以控制焊接过程中的温度和应力。
2.控制焊接过程中的温度升降速度:控制焊接过程中的升温速度和冷却速度,以避免焊接接头产生过大的应力。
3.控制焊接环境:减少焊接环境中的含氧量,避免产生氧化反应和氧化物。
4.优化焊接材料:合理选择焊接材料,根据焊接接头的要求选择合适的材料,以提高焊接接头的性能。
5.加强材料的前处理:在焊接前进行必要的预处理工作,如去污、除锈、磷化等,以提高焊接接头的质量。
综上所述,焊接裂纹的产生原因多种多样,需要综合考虑多个方面的因素来进行防治。
通过合理选择焊接工艺参数、控制焊接过程中的温度和应力、控制焊接环境、优化焊接材料以及加强材料的前处理等措施,可以有效预防和防治焊接裂纹的产生,提高焊接接头的质量。
各种焊接裂纹成因特点及防止措施,这条必须收藏了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。
下面仅就各种裂纹得成因、特点与防治办法进行具体得阐述。
1、热裂纹就是在焊接时高温下产生得,故称热裂纹,它得特征就是沿原奥氏体晶界开裂。
根据所焊金属得材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金与某些特种金属等),产生热裂纹得形态、温度区间与主要原因也各不相同。
目前,把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹与多边裂纹等三大类。
(1)结晶裂纹主要产生在含杂质较多得碳钢、低合金钢焊缝中(含S,P,C,Si骗高)与单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊逢中。
这种裂纹就是在焊逢结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属得收缩,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。
防治措施为:在冶金因素方面,适当调整焊逢金属成分,缩短脆性温度区得范围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质得含量;细化焊逢金属一次晶粒,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)近缝区液化裂纹就是一种沿奥氏体晶界开裂得微裂纹,它得尺寸很小,发生于HAZ近缝区或层间。
它得成因一般就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得奥氏体晶界上得低熔共晶组成物被重新熔化,在拉应力得作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。
这一种裂纹得防治措施与结晶裂纹基本上就是一致得。
特别就是在冶金方面,尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素得含量就是十分有效得;在工艺方面,可以减小线能量,减小熔池熔合线得凹度。
(3)多边化裂纹就是在形成多边化得过程中,由于高温时得塑性很低造成得。
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得元素如Mo、W、Ti等。
2、再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素得钢种与高温合金(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),她们焊后并未发现裂纹,而就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得过热粗晶部位,其走向就是沿熔合线得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,选用较小得线能量,选用较高得预热温度并配合以后热措施,选用低匹配得焊接材料,避免应力集中。
3、冷裂纹主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢得焊接热影响区,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,钢种得淬硬倾向、焊接接头含氢量及分布,以及接头所承受得拘束应力状态就是高强钢焊接时产生冷裂纹得三大主要因素。
焊后形成得马氏体组织在氢元素得作用下,配合以拉应力,便形成了冷裂纹。
她得形成一般就是穿晶或沿晶得。
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得化学成分、焊接材料得选择与工艺措施三方面入手。
应尽量选用碳当量较低得材料;焊材应选用低氢焊条,焊缝应用低强度匹配,对于高冷裂倾向得材料也可选用奥氏体焊材;合理控制线能量、预热与后热处理就是防治冷裂得工艺措施。
在焊接生产中由于采用得钢种、焊接材料不同,结构得类型、钢度,以及施工得具体条件不同,可能出现各种形态得冷裂纹。
然而在生产上经常遇到得主要就是延迟裂纹。
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。
裂纹得走向经常与焊道平行,一般由焊趾表面开始向母材得深处扩展。
(2)焊道下裂纹——这种裂纹经常发生在淬硬倾向较大、含氢量较高得焊接热影响区。
一般情况下裂纹走向与熔合线平行。
(3)根部裂纹——这种裂纹就是延迟裂纹中比较常见得一种形态,主要发生在含氢量较高、预热温度不足得情况下。
这种裂纹与焊趾裂纹相似,起源于焊缝根部应力集中最大得部位。
根部裂纹可能出现在热影响区得粗晶段,也可能出现在焊缝金属中。
钢种得淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布,以及接头所承受得拘束应力状态就是高强钢焊接时产生冷裂纹得三大主要因素。
这三个因素在一定条件下就是相互联系与相互促进得。
钢种得淬硬倾向主要决定于化学成分、板厚、焊接工艺与冷却条件等。
焊接时,钢种得淬硬倾向越大,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:形成脆硬得马氏体组织——马氏体就是碳在ɑ铁中得过饱与固溶体,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,晶格发生较大得畸变,致使组织处于硬化状态。
特别就是在焊接条件下,近缝区得加热温度很高,使奥氏体晶粒发生严重长大,当快速冷却时,粗大得奥氏体将转变为粗大得马氏体。
从金属得强度理论可以知道,马氏体就是一种脆硬得组织,发生断裂时将消耗较低得能量,因此,焊接接头有马氏体存在时,裂纹易于形成与扩展。
b:淬硬会形成更多得晶格缺陷——金属在热力不平衡得条件下会形成大量得晶格缺陷。
这些晶格缺陷主要就是空位与位错。
随焊接热影响区得热应变量增加,在应力与热力不平衡得条件下,空位与位错都会发生移动与聚集,当它们得浓度达到一定得临界值后,就会形成裂纹源。
在应力得继续作用下,就会不断地发生扩展而形成宏观得裂纹。
氢就是引起高强钢焊接冷裂纹重要因素之一,并且有延迟得特征,因此,在许多文献上把氢引起得延迟裂纹称为“氢致裂纹”。
试验研究证明,高强钢焊接接头得含氢量越高,则裂纹得敏感性越大,当局部地区得含氢量达到某一临界值时,便开始出现裂纹,此值称为产生裂纹得临界含氢量[H]cr。
各种钢产生冷裂得[H]cr值就是不同得,它与钢得化学成分、钢度、预热温度,以及冷却条件等有关。
1:焊接时,焊接材料中得水分、焊件坡口处得铁锈、油污,以及环境湿度等都就是焊缝中富氢得原因。
一般情况下母材与焊丝中得氢量很少,而焊条药皮得水分与空气中得湿气却不能忽视,成为增氢得主要来源。
2:氢在不同金属组织中得溶解与扩散能力就是不同得,氢在奥氏体中得溶解度远比铁素体中得溶解度大。
因此,在焊接时由奥氏体向铁素体转变时,氢得溶解度发生突然下降。
与此同时,氢得扩散速度恰好相反,由奥氏体向铁素体转变时突然增大。
焊接时在高温作用下,将有大量得氢溶解在熔池中,在随后得冷却与凝固过程中,由于溶解度得急剧降低,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、层状撕裂就是一种内部得低温开裂。
仅限于厚板得母材金属或焊缝热影响区,多发生于“L”、“T”、“+”型接头中。
其定义为轧制得厚钢板沿厚度方向塑性不足以承受该方向上得焊接收缩应变而发生于母材得一种阶梯状冷裂纹。
一般就是由于厚钢板在轧制过程中,把钢内得一些非金属夹杂物轧成平行于轧制方向得带状夹杂物,这些夹杂物引起了钢板在力学性能上得各向导性。
防治层状撕裂在选材上可以选用精练钢,即选用z向性能高得钢板,也可以改善接头设计形式,避免单侧焊缝、或在承受z向应力得一侧开出坡口。
层状撕裂与冷裂不同,它得产生与钢种强度级别无关,主要与钢中得夹杂量与分布形态有关。
一般轧制得厚钢板,如低碳钢、低合金高强钢,甚至铝合金得板材中也会出现层状撕裂。
根据层状撕裂产生得位置大体可以分为三类:第一类就是在焊接热影响区焊趾或焊根冷裂纹诱发而形成得层状撕裂。
第二类就是焊接热影响区沿夹杂开裂,就是工程上最常见得层状撕裂。
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 得片状夹杂得厚板结构中。
层状撕裂得形态与夹杂得种类、形状、分布,以及所处得位置有密切关系。
当沿轧制方向上以片状得MnS夹杂为主时,层状撕裂具有清晰得阶梯状,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得阶梯状。
厚板结构焊接时,特别就是T型与角接接头,在刚性拘束得条件下,焊缝收缩时会在母材厚度方向产生很大得拉伸应力与应变,当应变超过母材金属得塑性变形能力时,夹杂物与金属基体之间就会发生分离而产生微裂,在应力得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”。
影响层状撕裂得因素很多,主要有以下几方面:1:非金属夹杂物得种类、数量与分布形态就是产生层状撕裂得本质原因,它就是造成钢得各向异性、机械性能差异得根本所在。
2:Z向拘束应力厚壁焊接结构在焊接过程中承受不同得Z向拘束应力、焊后得残余应力及载荷,它们就是造成层状撕裂得力学条件。
3:氢得影响一般认为,在热影响区附近,由冷裂诱发成为层状撕裂,氢就是一个重要得影响因素。
由于层状撕裂得影响很大,危害也甚为严重,因此需要在施工之前,对钢材层状撕裂得敏感性作出判断。
常用得评定方法有Z向拉伸断面收缩率与插销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得办法,并用真空脱气,可以冶炼出含硫只有0、003~0、005%得超低硫钢,它得断面收缩率(Z向)可达23~25%。
第二,控制硫化物夹杂得形态就是把MnS变成其她元素得硫化物,使在热轧时难以伸长,从而减轻各向异性。
目前广泛使用得添加元素就是钙与稀土元素。
经过上述处理得钢,可制造出Z向断面收缩率达50~70%得抗层状撕裂钢板。
第三,从防止层状撕裂得角度出发,在设计与施工工艺上主要就是避免Z向应力与应力集中,具体措施按下例参考:(1)应尽量避免单侧焊缝,改用双侧焊缝可缓与焊缝根部区得应力状态,为防止应力集中。
(2)采用焊接量少得对称角焊缝代替焊接量大得全焊透焊缝,以免产生过大得应力。
(3)应在承受Z向应力得一侧开坡口。
(4)对于T型接头,可在横板上预先堆焊一层低强得焊接材料,以防止焊根裂纹,同时亦可缓与焊接应变。
(5)为防止由冷裂引起得层状撕裂,应尽量采用一些防止冷裂得措施,如减少氢量、适当提高预热、控制层间温度等。