铜管钎焊热裂纹形成的原因与分析_田泽生

几种焊缝热影响区裂纹的成因及对策研究焊接是一种常见的连接方法，但焊接过程中会产生热影响区裂纹，这对焊接质量和安全性都有很大影响。

本文将从几种常见的焊缝热影响区裂纹成因入手，探讨对策研究。

一、晶间腐蚀裂纹
晶间腐蚀裂纹是由于焊接过程中，焊缝热影响区内的晶粒边界处发生了腐蚀而引起的。

这种裂纹的成因主要是焊接材料的化学成分和焊接工艺的选择不当。

对策研究应该从以下几个方面入手：选择合适的焊接材料，控制焊接工艺参数，采用适当的焊接方法。

二、热裂纹
热裂纹是由于焊接过程中，焊缝热影响区内的应力超过了材料的承受能力而引起的。

这种裂纹的成因主要是焊接过程中的温度变化和应力集中。

对策研究应该从以下几个方面入手：控制焊接过程中的温度变化，采用适当的焊接顺序，减少应力集中。

三、冷裂纹
冷裂纹是由于焊接后，焊缝热影响区内的残余应力和冷却过程中的收缩应力引起的。

这种裂纹的成因主要是焊接后的残余应力和冷却过程中的收缩应力。

对策研究应该从以下几个方面入手：控制焊接后的残
余应力，采用适当的焊接顺序，控制冷却速度。

综上所述，焊缝热影响区裂纹的成因主要有晶间腐蚀裂纹、热裂纹和
冷裂纹。

对策研究应该从选择合适的焊接材料、控制焊接工艺参数、
采用适当的焊接方法、控制焊接后的残余应力、采用适当的焊接顺序、控制冷却速度等方面入手。

只有这样，才能有效地预防焊缝热影响区
裂纹的产生，提高焊接质量和安全性。

铜电阻焊焊缝裂纹
铜电阻焊焊缝裂纹的原因如下：
１．结晶裂纹：焊接熔池凝固结晶时，在液相与固相并存的温度区间，由于结晶偏析和收缩应力应变的作用，焊接金属沿一次结晶晶界形成的裂纹。

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与母材近缝区金属中，由于晶间金属受热重新熔化，在一定的收缩应力作用下，沿奥氏体晶界开裂的现象。

３．高温低塑性裂纹：在液相结晶完成以后，焊接金属从材料的塑性恢复温度开始冷却，对于某些材料，当冷却到一定的温度范围内，由于应变速率和一些冶金因素的相互作用，引起塑性下降，导致焊接金属沿晶界开裂。

４．焊接温度过高或过低：焊接温度过高时，会导致焊点热裂；焊接温度过低时，会导致焊缝太窄，无法达到合适的强度。

５．热处理不当：热处理的过程和温度也会影响焊点的质量和强度。

６．材料质量问题：铜线本身的质量也是影响焊点质量的重要因素。

７．焊接过程中振动或应力过大：焊接过程中，若受到振动或者应力过大的作用，也会导致焊点开裂。

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。

焊接接头再热裂纹产生原因、措施及方法再热裂纹的形成主要是由于焊接接头中的低合金高强钢材料中含有较多碳化物形成元素（如Cr、Mo、V），并且这些元素能够产生沉淀碳化物，从而导致焊后消除应力热处理过程中产生再热裂纹。

这种裂纹的形成机理在于晶内强度很大而晶界强度较弱，在应力松弛时的形变集中加在了晶界上，一旦晶界应变超出了晶界的强度极限，就会导致沿晶界开裂产生裂纹。

再热裂纹的预防措施为了预防再热裂纹的产生，需要采取以下措施：1.选择合适的焊接工艺和焊接材料，以减少裂纹的产生。

2.控制焊接接头的热输入和焊接过程中的温度，以减少应力的产生。

3.进行适当的后热处理，以减少残余应力和提高焊接接头的强度。

4.在焊接前进行材料的预热，以减少焊接接头中的应力和裂纹的产生。

再热裂纹的检验方法为了检验焊接接头中是否存在再热裂纹，可以采用以下方法：1.利用显微镜观察焊接接头的金相组织和裂纹情况。

2.采用磁粉探伤或超声波检测等无损检测方法，以检测焊接接头中是否存在裂纹。

3.进行拉伸试验和冲击试验，以检验焊接接头的强度和韧性是否符合要求。

总之，再热裂纹的产生是低合金高强钢焊接性要解决的主要问题之一，为了预防和检验再热裂纹的产生，需要采取相应的措施和方法。

微观检验是管道和部件质量检验的重要环节，包括浸蚀前和浸蚀后的检验。

浸前主要检查试样是否存在裂纹、非金属夹杂物和制样过程中的缺陷；浸蚀后主要检验试样的显微组织。

观察时，应先用显微镜的低倍率观察组织全貌，需要观察细微组织时再选用适宜的高倍率。

管道和部件的微观检验主要包括以下几个方面：a、鉴别材料中非金属夹杂物和显微裂纹的类型，观察其形态和分布，测量其数量和大小；b、鉴别被检件显微组织的组成，各种组织的形貌、分布和数量。

对晶粒度、带状组织、非金属夹杂物、XXX组织、球化组织、脱碳层等作出评定；c、鉴别组织特征，判定热处理工艺状态，必要时为重新制定热处理工艺提供依据；d、鉴别以上缺陷与所检裂纹之间的关联。

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。

焊缝裂纹产生的原因
应力、拘束力、刚性、化学成分、焊缝预留的间隙、电流、焊道、母材清洁度等。

这些因素都可能是造成焊缝开裂。

虽然焊缝开裂原因很多，但在不同场合是多种因素造成，也有两种或三种因素造成的。

但不管几个因素，其中必有一个主要因素。

也有各种条件都没有什么影响，只受一个因素造成焊缝开裂。

因此出现焊缝开裂必须首先正确地分析出开裂的主要因素和次要因素，根据造成开裂的主要、次要因素采取相应措施进行解决。

焊接过程形成的焊缝是焊条和母材两者经过电流高温熔化后形成焊缝，是焊条和母材由固体变成液体，高温液体是热胀，冷却变成固体是收缩。

由于热胀冷缩，自然使焊接结构产生应力。

有些焊接结构本身就存有拘束力和刚性。

焊接过程是由固体变成液体，也就是由固态转变成液态（通常说铁水），再由液态变成固态，也就形成焊缝。

液态转变成固态（也就是铁水转变成晶粒）。

铁水变成晶粒的过程就是结晶过程。

母材温度低的位置先开始结晶，逐渐向焊缝中间位置伸展，焊缝中间最后结晶。

由于热胀冷缩的作用，焊接结构受应力或拘束力或刚性的影响，使母材晶粒连接不到一起，轻者在焊缝中间出现小裂纹，重者在焊缝中间出现明显的裂缝。

即使母材和电焊条的化学成分都好，受焊接结构的拘束力、刚性和焊接过程产生的应力影响，也会出现裂纹或裂缝。

如果母材和电焊条的化学成分不好（碳、硫、磷等偏高）；或是焊缝预留间隙太大，母材在焊缝边缘杂质过多，或电流过大，并且焊接速度过快、过慢、焊道过宽等因素会使焊缝开裂情况更要加重。

焊接裂纹原因
焊接裂纹是焊接过程中经常出现的问题，它会严重影响焊接质量和使用性能。

焊接裂纹的出现是由多种因素造成的。

首先，焊接材料的选择和准备不当可能是造成焊接裂纹的主要原因之一。

如果焊接材料的硬度、强度、延展性等性能不匹配或不符合要求，就会导致焊接过程中产生应力集中，从而形成裂纹。

其次，焊接过程中的热输入控制不当也会导致焊接裂纹的产生。

如果焊接时的热输入过大或过小，就会使焊接接头的温度变化不均匀，从而造成应力集中和裂纹。

此外，焊接操作的技术水平和焊接设备的使用也是影响焊接裂纹的重要因素。

如果焊接人员的技术水平不高，焊接设备的工作状态不稳定，就会导致焊接接头的温度和应力分布不均匀，从而加剧焊接裂纹的产生。

最后，焊接材料的质量和焊接接头的设计也会影响焊接裂纹的产生。

如果焊接材料的含氧量过高或焊接接头的设计不合理，就会导致焊接过程中产生大量气孔和焊接裂纹。

综上所述，焊接裂纹的产生是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。

只有在焊接过程中严格控制焊接材料的选择和准备、热输入的控制、焊接操作的技术水平和焊接设备的使用、以及焊接材料的质量和焊接接头的设计等方面，才能有效地预防和控制焊接裂纹的产生，保证焊接质量和使用性能。

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焊接裂纹产生原因及防治背景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。

下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。

1.热裂纹在焊接时高温下产生的,故称热裂纹,它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。

根据所焊金属的材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等),产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。

目前,把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。

1)结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中(含S,P,C,Si缝偏高)和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊缝中。

这种裂纹是在焊缝结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,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:在冶金因素方面,适当调整焊缝金属成分,缩短脆性温度区的范围控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量;细化焊缝金属一次晶粒,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)近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹,它的尺寸很小,发生于HAZ近缝区或层间。

它的成因一般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的奥氏体晶界上的低熔共晶组成物被重新熔化,在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。

这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。

特别是在冶金方面,尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的;在工艺方面,可以减小线能量,减小熔池熔合线的凹度。

3)多边化裂纹是在形成多边化的过程中,由于高温时的塑性很低造成的。

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的元素如Mo、W、Ti等。

2、再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金(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),他们焊后并未发现裂纹,而是在热处理过程中产生了裂纹。

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。