手工电弧焊中焊缝裂纹产生原因及预防措施
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史上最全!!常见焊接缺陷产生原因、危害及防止措施一、焊接缺陷的分类焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷两种1.外部缺陷1)外观形状和尺寸不符合要求;2)表面裂纹;3)表面气孔;4)咬边;5)凹陷;6)满溢;7)焊瘤;8)弧坑;9)电弧擦伤;10)明冷缩孔;11)烧穿;12)过烧。
2.内部缺陷1)焊接裂纹:a.冷裂纹;b.层状撕裂;c.热裂纹;d.再热裂纹。
2)气孔;3)夹渣;4)未焊透;5)未熔合;6)夹钨;7)夹珠。
二、各种焊接缺陷产生原因、危害及防止措施1、外表面形状和尺寸不符合要求表现:外表面形状高低不平,焊缝成形不良,焊波粗劣,焊缝宽度不均匀,焊缝余高过高或过低,角焊缝焊脚单边或下凹过大,母材错边,接头的变形和翘曲超过了产品的允许范围等。
危害:焊缝成形不美观,影响到焊材与母材的结合,削弱焊接接头的强度性能,使接头的应力产生偏向和不均匀分布,造成应力集中,影响焊接结构的安全使用。
产生原因:焊件坡口角度不对,装配间隙不匀,点固焊时未对正,焊接电流过大或过小,运条速度过快或过慢,焊条的角度选择不合适或改变不当,埋弧焊焊接工艺选择不正确等。
防止措施:选择合适的坡口角度,按标准要求点焊组装焊件,并保持间隙均匀,编制合理的焊接工艺流程,控制变形和翘曲,正确选用焊接电流,合适地掌握焊接速度,采用恰当的运条手法和角度,随时注意适应焊件的坡口变化,以保证焊缝外观成形均匀一致。
2、焊接裂纹表现:在焊接应力及其他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形成的新界面所产生的缝隙,具有尖锐的缺口和大小的长宽比特征。
按形态可分为:纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、焊趾裂纹、焊根裂纹、热影响区再热裂纹等。
危害:裂纹是所有的焊接缺陷里危害最严重的一种。
它的存在是导致焊接结构失效的最直接的因素,特别是在锅炉压力容器的焊接接头中,因为它的存在可能导致一场场灾难性的事故的发生,裂纹最大的一个特征是具有扩展性,在一定的工作条件下会不断的“生长”,直至断裂。
河北焊工操作证考试题库一、单选题1. 焊接过程中,焊条的直径应根据什么来选择?A. 焊接位置B. 焊接材料C. 焊接电流D. 焊接速度2. 焊接时,焊条角度不正确会导致什么后果?A. 焊接不牢固B. 焊缝成形不良C. 产生焊接裂纹D. 产生气孔3. 手工电弧焊中,电弧长度过长会导致什么问题?A. 电弧不稳定B. 焊缝不均匀C. 产生未熔合D. 产生气孔4. 焊接过程中,为什么需要控制焊接速度?A. 保证焊缝质量B. 减少热量损失C. 提高生产效率D. 减少焊接变形5. 焊接时,为什么需要预热?A. 降低材料硬度B. 减少焊接应力C. 提高焊接温度D. 增加焊接强度二、多选题6. 焊接过程中,哪些因素会影响焊缝的成形?A. 焊接电流B. 焊接电压C. 焊接速度D. 焊接角度7. 焊接时,哪些措施可以减少焊接变形?A. 预热B. 后热C. 焊接顺序D. 焊接速度8. 焊接过程中,哪些因素会导致焊接裂纹?A. 材料含硫量高B. 焊接应力大C. 焊接速度过快D. 焊接电流过大9. 焊接时,哪些因素会影响焊接接头的强度?A. 焊接材料B. 焊接方法C. 焊接电流D. 焊接环境10. 焊接过程中,哪些因素会影响焊接接头的韧性?A. 焊接材料B. 焊接温度C. 焊接速度D. 焊接后处理三、判断题11. 焊接时,焊条的直径越大,焊接电流也应相应增大。
()12. 焊接时,电弧长度越长,焊接效率越高。
()13. 焊接时,焊接速度越快,焊缝质量越好。
()14. 焊接时,预热可以减少焊接变形。
()15. 焊接时,焊接电流越大,焊缝越宽。
()四、简答题16. 简述焊接过程中常见的焊接缺陷有哪些?17. 简述手工电弧焊的操作步骤。
18. 简述焊接过程中如何控制焊接变形?19. 简述焊接接头的常见检验方法。
20. 简述焊接安全操作规程。
五、案例分析题21. 某焊接作业中,焊工发现焊缝表面有裂纹,请分析可能的原因及预防措施。
22. 某焊接作业中,焊工在焊接过程中发现焊接变形较大,请分析可能的原因及控制措施。
手工电弧焊常见焊接缺陷产生的原因及预防措施缺陷名称:气孔()1、原因(1)焊条不良或潮湿。
(2)焊件有水分、油污或锈。
(3)焊接速度太快。
(4)电流太强。
(5)电弧长度不适合。
(6)焊件厚度大,金属冷却过速。
2、解决方法(1)选用适当的焊条并注意烘干。
(2)焊接前清洁被焊部份。
(3)降低焊接速度,使内部气体容易逸出。
(4)使用厂商建议适当电流。
(5)调整适当电弧长度。
(6)施行适当的预热工作。
二、缺陷名称咬边()1、原因(1)电流太强。
(2)焊条不适合。
(3)电弧过长。
(4)操作方法不当。
(5)母材不洁。
(6)母材过热。
2、解决方法(1)使用较低电流。
(2)选用适当种类及大小之焊条。
(3)保持适当的弧长。
(4)采用正确的角度,较慢的速度,较短的电弧及较窄的运行法。
(5)清除母材油渍或锈。
(6)使用直径较小之焊条。
三:缺陷名称:夹渣( )1、原因(1)前层焊渣未完全清除。
(2)焊接电流太低。
(3)焊接速度太慢。
(4)焊条摆动过宽。
(5)焊缝组合及设计不良。
2、解决方法(1)彻底清除前层焊渣。
(2)采用较高电流。
(3)提高焊接速度。
(4)减少焊条摆动宽度。
(5)改正适当坡口角度及间隙。
四、缺陷名称:未焊透( )1、原因(1)焊条选用不当。
(2)电流太低。
(3)焊接速度太快温度上升不够,又进行速度太慢电弧冲力被焊渣所阻挡,不能给予母材。
(4)焊缝设计及组合不正确。
2、解决方法(1)选用较具渗透力的焊条。
(2)使用适当电流。
(3)改用适当焊接速度。
(4)增加开槽度数,增加间隙,并减少根深。
五:缺陷名称:裂纹()1、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。
2、解决方法(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。
焊工人员考试试题及答案一、选择题(每题2分,共10题)1. 焊条电弧焊中,焊条的直径选择应根据什么来确定?A. 焊件厚度B. 焊接电流C. 焊接速度D. 焊接位置答案:A2. 手工电弧焊时,焊条的倾斜角度一般是多少?A. 45°B. 60°C. 75°D. 90°答案:A3. 焊缝的余高是指焊缝表面与母材表面之间的高度差,其最大值一般不超过多少?A. 1mmB. 2mmC. 3mmD. 4mm答案:B4. 焊接过程中,焊缝金属的熔化温度通常是多少?A. 1000-1200℃B. 1300-1500℃C. 1600-1800℃D. 1900-2100℃答案:C5. 焊接时,焊工应穿戴哪些防护用品?A. 焊接手套和防护眼镜B. 防护服和防护鞋C. 焊接头盔和耳塞D. 所有上述选项答案:D6. 焊接变形的控制方法不包括以下哪一项?A. 反变形法B. 刚性固定法C. 预热法D. 后热法答案:D7. 焊接缺陷中,气孔是由于什么原因造成的?A. 焊接材料不清洁B. 焊接电流过大C. 焊接速度过快D. 焊接环境湿度过高答案:A8. 焊缝的无损检测方法不包括以下哪一项?A. 射线检测B. 超声波检测C. 磁粉检测D. 热像仪检测答案:D9. 焊接过程中,为了减少有害气体的产生,应采取哪些措施?A. 通风B. 使用低氢焊条C. 减少焊接电流D. 所有上述选项答案:D10. 焊接作业中,以下哪种气体是有害的?A. 氧气B. 氮气C. 一氧化碳D. 二氧化碳答案:C二、判断题(每题1分,共5题)1. 焊接时,焊工可以不戴防护眼镜。
答案:错误2. 焊接作业中,焊条的选用应与母材的化学成分相匹配。
答案:正确3. 焊接过程中,焊缝的冷却速度越快,焊接接头的强度越高。
答案:错误4. 焊接变形可以通过焊接顺序的合理安排来控制。
答案:正确5. 焊接作业结束后,应立即关闭电源,清理工作区域。
钢管氩弧焊焊缝出现裂纹是焊接过程中常见的问题,可能由多种因素引起。
以下是导致焊缝裂纹的一些原因及相应的解决办法:1. 材料匹配问题:如果焊接材料的选择与被焊接的钢管材质不匹配,可能会导致焊缝无法承受焊接后的应力拉伸或收缩,从而产生裂纹。
解决这个问题需要进行工艺评定,选择最合适的焊接材料。
2. 焊接工艺参数不当:电流过大或过小都可能导致焊缝裂纹。
电流过大时,热输出量大,应力大;电流过小时,熔深浅,受力小,容易产生裂纹。
解决办法是进行工艺评定,测试并确定最合理的焊接参数。
3. 操作技巧问题:操作收弧时如果没有掌握好,可能会导致收弧处产生气孔或裂纹。
为了避免这种情况,可以在收弧处多添加一些焊接材料,或者如果设备有电流缓降功能,可以设置电流缓慢降低。
4. 焊接应力和拘束力:焊接过程中由于热胀冷缩,自然会使焊接结构产生应力。
如果焊接结构本身存在拘束力和刚性,也可能导致焊缝开裂。
因此,需要正确分析出开裂的主要因素和次要因素,然后采取相应措施解决。
5. 焊缝清洁度:母材表面的清洁度不足也可能导致焊缝裂纹。
在焊接前,确保焊缝和母材表面清洁,无油污、锈蚀等杂质。
6. 预热和后热处理:适当的预热可以减少焊接应力,而后热处理可以消除焊接过程中产生的残余应力,两者都是防止焊缝裂纹的有效方法。
7. 焊接速度:过快或过慢的焊接速度都可能影响焊缝的成形质量,应根据实际情况调整焊接速度。
8. 多层焊接:在多层焊接中,如果层间温度控制不当,也可能导致焊缝裂纹。
应注意控制层间温度,避免过高或过低。
9. 焊接技术:焊工的技术水平也是一个重要因素,经验丰富的焊工能够更好地控制焊接过程,减少裂纹的产生。
10. 环境因素:环境温度、湿度等也可能影响焊接质量,应在适宜的环境中进行焊接作业。
总之,钢管氩弧焊焊缝裂纹是一个复杂的问题,需要综合考虑多种因素,并采取相应的预防和补救措施。
在实际操作中,应根据具体情况进行分析和处理,以确保焊接质量。
弧焊开裂的原因弧焊是一种常见的焊接方法,通过电弧的加热作用将金属材料熔化并连接在一起。
然而,有时候在弧焊过程中会出现开裂的问题,这不仅会影响焊接质量,还可能降低焊接接头的强度。
那么,究竟是什么原因导致了弧焊的开裂呢?焊接过程中的温度变化是导致开裂的主要原因之一。
在焊接时,金属材料会被加热至高温状态,然后迅速冷却。
这种温度变化会导致焊缝内部的应力累积,从而引起开裂。
特别是对于高碳钢等易于形成脆性组织的材料来说,更容易出现开裂问题。
焊接材料的选择也会影响焊接接头的开裂倾向。
当焊接材料的化学成分与基材不匹配时,焊缝中会产生不均匀的组织结构,从而增加了开裂的风险。
此外,焊接材料的冷脆性也会影响接头的开裂倾向。
如果焊接材料本身具有较高的冷脆性,那么在焊接过程中会更容易出现开裂问题。
焊接工艺参数的选择也对开裂问题起着重要的影响。
焊接电流、电压、焊接速度等参数的不当选择会导致焊缝内部应力的积累,从而引起开裂。
例如,焊接电流过大会导致焊缝过热,焊接速度过快会使焊缝冷却不充分,这些都会增加焊接接头开裂的风险。
焊接过程中的环境条件也可能导致开裂问题。
如果焊接工作环境中存在较高的湿度或者气体含量较高,焊接接头中可能会出现氢等金属元素的吸收,进而引起氢脆性开裂。
因此,在焊接过程中要注意保持焊接环境的干燥和清洁。
焊接过程中的焊接顺序和焊接方式也会对开裂问题产生影响。
如果焊接顺序不合理,焊缝内的应力可能无法得到充分的释放,从而导致开裂。
同时,焊接方式的选择也应根据具体情况进行调整,以减少焊接接头的应力集中,进而降低开裂的风险。
弧焊开裂的原因主要包括焊接温度变化、焊接材料选择、焊接工艺参数、环境条件和焊接顺序、焊接方式等多个方面。
为了避免开裂问题的发生,我们应该在焊接过程中注意控制焊接温度,选择合适的焊接材料,合理选择焊接工艺参数,保持良好的焊接环境,合理安排焊接顺序和选择适当的焊接方式。
通过这些措施的综合应用,可以有效降低弧焊开裂的风险,提高焊接接头的质量和强度。
手工电弧焊工艺要点及相关问题手工电弧焊是一种常用的金属焊接方法,主要用于焊接铁、钢、铝合金、铜等金属制品。
手工电弧焊具有操作简便、设备简单、适用范围广等优点,因此在许多领域得到了广泛应用。
下面将介绍手工电弧焊工艺的要点以及可能遇到的相关问题。
一、手工电弧焊工艺要点:1. 准备工作:在进行手工电弧焊之前,首先需要对焊接材料进行清洁,去除表面的氧化层和污物,以保证焊接质量。
同时需要检查焊接设备和焊接电源是否正常,焊条、焊丝等焊接材料是否合格。
2. 电弧焊接技术:在进行手工电弧焊时,需要注意控制电弧长度、电流大小以及焊接速度。
电弧长度的控制影响着焊接熔透深度和焊接速度,电流大小的选择需要根据焊接材料的种类和厚度来确定,焊接速度要保持均匀,以免造成渣或气孔。
3. 焊接姿势:在手工电弧焊时,焊工需要选择合适的姿势来保证焊接的质量和效率。
通常要保持稳定的焊接姿势,避免晃动或抖动,以确保焊接电弧的稳定和均匀。
4. 焊接顺序:对于大型或复杂的焊接件,需要合理确定焊接的顺序,从简单到复杂,从外部到内部,以保证整体结构的稳定性和焊缝的牢固性。
5. 焊接质量检查:在完成焊接之后,需要对焊缝进行质量检查,包括外观质量和焊缝的组织结构,以确保焊接质量符合要求。
二、手工电弧焊可能遇到的相关问题:1. 气孔:手工电弧焊中常见的焊接缺陷之一是气孔。
气孔是由气体在熔池中被困而形成的,一般由焊材和焊件表面的污染物或氧化层造成。
避免气孔的生成需要在焊前对焊件进行清洁处理,选择合适的焊接参数,以及使用质量合格的焊材。
2. 焊缝质量不良:焊接中可能出现焊缝不饱满、夹渣、焊割、裂纹等缺陷,这些问题一般是由于焊接参数选择不当、焊接技术不熟练或焊材质量不好等因素造成的。
避免这些问题需要加强焊接技术培训,严格控制焊接质量。
3. 焊接变形:在焊接过程中,焊件受热膨胀引起的焊接变形是一个常见的问题。
为了避免焊接变形,可以采用预热、固定夹具、适当的焊接顺序以及合适的焊接参数等方法进行控制。
焊接中的常见缺陷的成因和防止措施焊接是保证结构强度的关键,是保证质量的关键,是保证安全和作业的重要条件。
如果焊接存在着缺陷,就有可能造成结构断裂、渗漏,甚至引起事故。
据对脆断事故调查表明,40%脆断事故是从焊缝缺陷处开始的。
在进行检验的过程中,对焊缝的检验尤为重要。
因此,应及早发现缺陷,把焊接缺陷限制在一定范围内,以确保安全。
焊接缺陷种类很多,按其位置不同,可分为外部缺陷和内部缺陷。
常见缺陷有气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、未熔合、焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑等。
一、气孔气孔是指在焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。
产生气孔的主要原因有:坡口边缘不清洁,有水份、油污和锈迹;焊条或焊剂未按规定进行焙烘,焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。
此外,低氢型焊条焊接时,电弧过长,焊接速度过快;埋弧自动焊电压过高等,都易在焊接过程中产生气孔。
由于气孔的存在,使焊缝的有效截面减小,过大的气孔会降低焊缝的强度,破坏焊缝金属的致密性。
预防产生气孔的办法是:选择合适的焊接电流和焊接速度,认真清理坡口边缘水份、油污和锈迹。
严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。
不使用变质焊条,当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时,应严格控制使用范围。
埋弧焊时,应选用合适的焊接工艺参数,特别是薄板自动焊,焊接速度应尽可能小些。
二、夹渣夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。
夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。
产生夹渣的原因主要是焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣;坡口角度或焊接电流太小,或焊接速度过快。
在使用酸性焊条时,由于电流太小或运条不当形成“糊渣”;使用碱性焊条时,由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。
进行埋弧焊封底时,焊丝偏离焊缝中心,也易形成夹渣。
防止产生夹渣的措施是:正确选取坡口尺寸,认真清理坡口边缘,选用合适的焊接电流和焊接速度,运条摆动要适当。
多层焊时,应仔细观察坡口两侧熔化情况,每一焊层都要认真清理焊渣。
封底焊渣应彻底清除,埋弧焊要注意防止焊偏。
焊接质量问题分析及解决摘要:随着科学技术的进步和时代的发展,焊接技术已广泛应用于机械制造、冶金化工、造船、车辆制造等领域。
焊接工艺能使工件材料实现永久连接,从而稳定机器的正常运行。
在焊接技术中,手工电弧焊是最基本的焊接技术之一。
为了适应当今机械制造业的需要,我国大多数高职院校都开设了手工电弧焊课程。
由于操作不当,初学者容易焊接,焊接表面不美观。
提出了焊接教学中经常出现的问题和焊接教学中应注意的问题。
尤其是在教学中,我们更需要关注这些问题,让学生学会如何克服这些问题,从而正确处理焊接中的问题,提高焊接技能。
关键词:手工电弧焊;职业院校;焊接出现的问题;1焊接准备工作1.1材料检验在进行相关焊接工作之前,必须仔细检查焊接材料的尺寸和质量。
材料质量是焊接质量管理的重点,对焊接稳定性和焊接质量有着相当大的影响。
在焊接材料的检验中,可结合有关质量标准文件,认真检查材料质量是否符合焊接规范要求,以解决表面材料的刚度或强度不能满足焊接要求等问题,有效减少了材料损坏等不良现象。
1.2焊条检验目前大多数焊接工作都需要手工夹持焊条,因此焊条的质量控制成为最重要的工作内容,直接决定着焊接作业的成功率。
然后,在焊接工作开始前,对焊条的外观、尺寸、材质和质量进行检查,重点检查焊条质量,确保在质量标准要求的范围内,以便后续焊接工作有序开展,这也是焊接质量管理和控制的有效措施。
1.3明确焊接工艺在焊接工作中,如果具体的焊接顺序不对,会对整个焊接工作造成较大的负面影响,甚至损坏焊接材料。
因此,焊接顺序的混乱可能导致严重的焊接问题。
如果焊接工艺参数出现偏差,最终焊接产品可能面临报废风险,即使使用,也会有较大的安全隐患。
因此,在焊接前确定焊接工艺参数是十分必要的,也是焊接质量控制的重要组成部分。
作为焊接操作人员,必须严格按照焊接过程中的焊接参数进行焊接,这也是保证焊接件质量的重要环节,为机械制造的顺利进行打下基础。
1.4人员专业素养由于焊接操作人员的专业能力存在较大差异,为了从根本上保证焊接质量,有必要对从事焊接工作的人员进行严格的筛选,从而建立更科学有效的人才培养方案。
手工电弧焊中焊缝裂纹产生原因及预防措施作者:赵予州
来源:《科技创新与应用》2014年第16期
摘要:焊接中会出现很多焊接缺陷,这类缺陷为焊接头中不连续不连接、不致密的结构。
并且在焊接中,缺陷的种类由于产生原因的差异种类多种多样,有些是因为操作不正确或者焊接参数的问题造成,有些则是由于化学冶金以及凝固和相变过程中产生的物质引发。
而在手工电弧焊中,会产生诸多缺陷,其中最大的缺陷便是焊缝裂纹,文章使重点针对焊缝裂纹进行了探讨,着重介绍了其种类、产生的原因以及修复措施,以期能够为焊缝裂纹的预防提供助力。
关键词:焊缝裂纹;种类;原因;预防
在焊接件中最常见的缺陷便是焊缝裂纹,由于受到焊接应力以及其他因素的影响,焊接部位的结构会发生局部的原子结合力破坏,从而产生缝隙出现新的界面。
其特征显示为长宽比较大并且缺口尖锐。
金属焊接性问题主要具有两大类:首先是焊接造成的材料性能改变,由于焊接材料性能的缺失使得焊件性能变坏,例如不锈钢耐腐蚀性的缺失;其次则是焊接件接头部位的母材中出现气孔或者裂纹。
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。
1 焊接裂纹的种类
1.1 焊接裂缝纹按形成原因一般分为三大类型。
1.1.1 热裂纹,该种裂纹之所以被称作热裂纹是由于其产生环境是在高温下,并且其开裂方向均沿奥氏体晶界,在形态上该种裂纹均表现为结裂纹,即裂纹出现在焊缝结晶的过程中。
由于凝固金属在焊后会发生收缩,在固相线附近,晶粒液态薄膜承受不住拉力,从而会沿着晶界发生开裂。
1.1.2 冷裂纹,该种裂纹的之所以称作为冷裂纹,是由于其产生环境是在低温下,即在钢的马氏体转变温度附近约200-300℃之间,由于约束应力,淬硬组织和氢的作用,焊接接头产生裂纹。
1.1.3 脆裂,该种裂纹的产生是受到温度的改变而出现,由于温度的骤然降低,金属的性能会受到影响,焊缝会变脆,从而在焊接部位发生由于应力作用的破坏。
此种焊缝裂纹便被称之为脆裂。
1.2 焊接裂纹按大小的差别,可分为:宏观裂纹,尺寸较大,可用肉眼或低倍放大镜观察到。
微观裂纹,尺寸很小,必须用金相显微镜来观察。
1.3 根据裂纹分布区域的不同,可分为:内裂纹,在焊缝内部产生的裂纹。
外裂纹,在焊接表面所产生的裂纹。
弧坑裂纹,产生在焊缝收弧弧坑处的裂纹。
1.4 根据裂纹分布方向的不同,可分为:横向裂纹,垂直于焊缝的裂纹。
纵向裂纹,平行于焊缝的裂纹。
2 冷裂纹产生的原因
冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度时(对于钢来说在MS温度,即奥氏体开始转变为马氏体的温度以下)产生的焊接裂纹。
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)。
冷裂纹的延迟时间不定,由几秒钟到几年不等。
2.1 冷裂纹产生的影响因素
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氢量较高时,焊缝中的氢在结晶过程向热影响区扩散,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。
在上焊后的焊接残余应力。
在上述三个因素的共同作用下,导致冷裂纹的产生。
2.2 热裂纹的产生原因
在焊缝金属中的热裂纹也称凝固裂纹。
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裂纹。
焊接热裂纹(welding hot breaking)多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界分布的特征,有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。
焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内,也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。
按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同,焊接热裂纹可分为:凝固裂纹,液化裂纹,多边化裂纹和失塑裂纹四种。
焊缝金属中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,这就是凝固裂纹。
在热影响区溶合线附近产生的热裂纹称为液化裂纹或称热撕裂。
多层焊时,前一焊层的一部分即为后一焊层的热影响区,所以液化裂纹也可能在焊缝层间的熔化线附近产生。
在焊接热循环作用下,不完全熔化晶界处的易熔杂质有一部分发生熔化,形成液态薄膜,在拉应力作用下,沿液态薄膜形成细小的裂纹。
3 防止裂纹产生的预防措施
3.1 防止冷裂纹产生的预防措施
焊前预热和焊后缓冷,不仅能改善焊接头的组织,降低热影响区的硬度和脆性,还能加速焊缝中的氢向外扩散,并起到减小焊接应力的作用,选用合适的焊接材料。
如选用碱性低氧焊条,在焊前将焊条烘干,并随用随取。
焊前应仔细清除坡口太慢,会使热影响区变宽,焊接时,应采用合理的装配和焊接顺序,以减小焊接周围的水,油,锈等污物,以减少氢的来源。
选择合适的焊接规范,尤其针对焊接速度这一方面,必须保证焊接中的速度控制适中,过快以及过慢都是不允许的。
若焊接过程中期速度过快,那么容易在焊接部位出现淬火组织。
焊接速度残余应力。
因此,在焊接处理后应当及时的去除焊接产生的氢,并对应力热处理进行消除,保证焊接处不存在参与应力,并令氢逸出焊接部位。
一般焊后将焊件至于200-350度的温度中保持2小时以上6小时以下的时间,并进行冷却的方式即去氢处理,该处理方式能够加速氢的逸出。
3.2 防止热裂纹产生的预防措施
锰具有脱硫作用,母材和焊接材料若含硫量及含碳量高,而含锰量不足时,易产生热裂纹。
一般要求母材,焊条,焊丝,含碳量一般不应超过0.12%。
焊条电弧焊时,正确选用焊条型号,防止裂纹产生的重要措施便是使用优质的焊条。
若是焊件刚性过大,那么在焊接过程中其结构不会产生较大的形变,而形变量小的结果便是会增大焊接应力,在这一作用的影响下便会出现热裂缝。
在焊接过程中,焊接规范的和理性也是影响裂缝产生的因素之一,对焊件采取必要的缓冷以及预热措施,并对焊接方向以及顺序进行合理科学的安排,从而使得焊接中产生的焊接应力得到有效降低。
调整焊缝金属的合金成分,如此,可以有效增加焊缝对金属热裂纹产生的抗性,在焊缝金属中加入可使晶粒细化的元素,有利于消除集中分布的液态薄膜,可有效地防止热裂纹的产生。
热裂纹极易在弧坑中产生,即弧坑裂纹。
焊条电弧焊时,一定要注意填满弧坑。
焊接难以消除弧坑裂纹的材料时,应使用引出板把弧坑引出。
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