焊接生產(chǎn)中,比較常見而又最嚴(yán)重、最危險的焊接缺陷就是裂紋,裂紋的危害性比氣孔要嚴(yán)重的多,裂紋往往是造成焊接結(jié)構(gòu)件斷裂和造成災(zāi)難事故的原因。
結(jié)晶裂紋,高溫液化裂紋和多邊液化裂紋,統(tǒng)稱為熱裂紋。
熱裂紋是在焊接熔池金屬冷卻時,液態(tài)金屬凝固成固態(tài)的過程中,裂紋沿著晶界開裂形成的,多發(fā)生在焊縫區(qū)。熱裂紋產(chǎn)生的溫度區(qū)間在固相線附近。
發(fā)生在弧坑區(qū)的熱裂紋,稱為火口裂紋。
熱裂紋是焊接冶金過程中冶金化學(xué)反應(yīng)和復(fù)雜應(yīng)力共同作用的結(jié)果。
有的焊件在焊后要進行熱處理,從而消除應(yīng)力或調(diào)質(zhì),發(fā)生在焊后熱處理過程中的熱裂紋,稱為再熱裂紋。
焊后熱處理使焊縫中的應(yīng)力松弛,從而產(chǎn)生附加變形,如果粗大晶粒部位塑性不能夠抵抗附加變形,就會沿著晶界產(chǎn)生裂紋。
再熱裂紋最容易在550-650℃溫度區(qū)間產(chǎn)生。
低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼、鎳基合金的焊接接頭焊縫中多產(chǎn)生再熱裂紋。
焊縫金屬中的冷裂紋在相當(dāng)?shù)偷臏囟葧r產(chǎn)生,一般在Ms點附近(Ms-馬氏體轉(zhuǎn)變起始溫度)。
冷裂紋按形成原因可分為延遲裂紋、淬硬脆化裂紋、低塑性脆化裂紋。
冷裂紋通常發(fā)生在低合金鋼、中合金鋼、高碳鋼的焊接熱影響區(qū);超高強鋼和一些鈦合金焊接時,也有可能產(chǎn)生在焊縫金屬上。
焊接結(jié)構(gòu)的約束應(yīng)力、淬硬組織、氫的危害作用是產(chǎn)生冷裂紋的主要原因。
冷裂紋是焊接生產(chǎn)中危害最大的焊接缺陷,常常是造成災(zāi)難事故的隱患。
根據(jù)裂紋產(chǎn)生的原因,可制定如下防治措施:
1.焊縫中,當(dāng)碳、硫、磷的含量增高時,因為焊縫金屬中成分的偏析,并容易形成低熔點共晶如FeS等,熱裂紋和再熱裂紋產(chǎn)生的幾率就會增大。
選用焊接材料和母材時,要盡量選用S、P、C、含量低的。
2.選用脫硫能力強的焊接材料,含Mn量高的焊接材料,提高脫硫效果,有利于防止熱裂紋。
3.適當(dāng)提高焊條烘干溫度,減少焊條藥皮中的水份。
4.適當(dāng)降低焊縫金屬當(dāng)中的碳含量,控制硅含量,可以提高焊縫金屬的塑性和韌性,有利于提高焊縫金屬的抗裂能力。
5.徹底清理焊件表面的水份、油污、銹斑、雜質(zhì),消除產(chǎn)生氫脆的因素。
6.合理的進行焊前、焊后熱處理,如焊前預(yù)熱、焊后緩冷,提高焊縫金屬的塑性和韌性。
7.合理的選用焊接工藝參數(shù),合理的選擇焊接順序等。