热裂纹常发生在焊缝区,在焊缝结晶过程中产生的叫结晶裂纹,也有发生在热影响区中,在加热到过热温度时,晶间低熔点杂质发生熔化,产生裂纹,叫液化裂纹。
特征:沿晶界开裂(故又称晶间裂纹),断口表面有氧化色。
(2)热裂纹产生原因:
① 晶间存在液态间层
焊缝:存在低熔点杂质偏析 } 形成液态间层
热影响区:过热区晶界存在低熔点杂质
② 存在焊接拉应力
(3)热裂纹的防止措施:
冶金因素
} 热裂纹
拉应力
① 限制钢材和焊材的低熔点杂质,如S、P含量。
② 控制焊接规范,适当提高焊缝成形系数(即焊道的宽度与计算厚度之比)枣焊缝成形系数太小,易形成中心线偏析,易产生热裂纹。
③ 调整焊缝化学成分,避免低熔点共晶物;缩小结晶温度范围,改善焊缝组织,细化焊缝晶粒,提高塑性,减少偏析。
④ 减少焊接拉应力
⑤ 操作上填满弧坑
4.3.2.2 冷裂纹
(1)冷裂纹的形态和特征
焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹,常见冷裂纹形态有三种,如图6-2-17
冷裂纹形态 { 焊道下裂纹:在焊道下的热影响区内形成的焊接冷裂纹,常平行于熔合线发展
焊指裂纹:沿应力集中的焊址处形成的冷裂纹,在热影响内扩展
焊根裂纹:沿应力集中的焊缝根部所形成的冷裂纹,向焊缝或热影响发展
图5-2-17 焊接冷裂纹
a-焊道下裂纹; b-焊趾裂纹;c-焊根裂纹
特征:无分支、穿晶开裂、断口表面无氧化色。
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)。
(2)延迟裂纹的产生原因
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
(3)防止延迟裂纹的措施
① 选用碱性焊条,减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性
② 减少氢来源枣焊材要烘干,接头要清洁(无油、无锈、无水)
③ 避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷(可以降低焊后冷却速度)
④ 降低焊接应力枣采用合理的工艺规范,焊后热处理等
⑤ 焊后立即进行消氢处理(即加热到250℃,保温2~6左右,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面)。
100um的扫描电镜图,最后一个图中发现断口晶界是由许多较小的韧窝连接而成,为典型的韧窝断裂;
但是局部区域有颗粒剥落造成的孔洞。
因此,判断合金涂层为混合型断裂。
冷裂纹与热裂纹区别1、产生的温度和时间不同
热裂纹一般产生在焊缝的结晶过程中。冷裂纹大致发生在焊件冷却到200~300℃,有的焊后会立即出现,有的可以延至几小时到几周甚至更长时间才会出现。所以冷裂纹又称延迟裂纹。
2、产生的部位和方向不同
热裂纹绝大多数产生在焊缝金属中,有的是纵向,有的是横向,有时热裂纹也会延伸到基本金属中去。冷裂纹大多数产生在基本金属或熔合线上,大多数为纵向裂纹,少数为横向裂纹。
3、外观特征不同
热裂纹断面都有明显的氧化色。冷裂纹断口发亮,无氧化色。
4、金相结构不同
热裂纹都是沿晶界开裂的。冷裂纹是贯穿晶粒内部,即穿品开裂,不过也有的是沿晶界开裂。
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