必知的焊接裂纹:分类与特点简述

科技   2024-11-08 20:03   四川  



  必知的焊接裂纹  

分类与特点


焊接裂纹种类繁多,产生的条件和原因各有不同。有些裂纹在焊后立即产生,有些裂纹在焊后延续一段时间才产生,甚至在使用过程中,在一定外界条件诱发下才产生。裂纹既出现在焊缝和热影响区表面,也产生在其内部。


按焊接裂纹的分布形态分


在裂纹产生的区域上有焊缝裂纹和热影响区裂纹;在相对于焊道的方向上有纵向裂纹和横向裂纹,纵向裂纹的走向与焊缝轴线平行,横向裂纹的走向与焊缝轴线基本垂直;在裂纹的尺寸大小上有宏观裂纹和微观裂纹;在裂纹的分布上有表面裂纹、内部裂纹和弧坑(火口)裂纹;相对于焊缝垂直面的位置上,有焊趾裂纹、根部裂纹、焊道下裂纹和层状撕裂等。















基本上与焊缝轴线平行的裂纹,可能存在于焊缝金属中(1)、熔合线上(2)、热影响区(3)以及母材金属中(4)。















基本上与焊缝轴线垂直的裂纹,可能存在于焊缝金属中(1)、热影响区中(3)以及母材金属中(4)。














具有某一公共点的放射状裂纹,基本上与焊缝轴线平行的裂纹,可能存在于焊缝金属中(1)、热影响区(3)以及母材金属中(4)。















在焊缝收弧弧坑处的裂纹,可能是纵向的(5)、横向的(6)和星形的(7)。














一组间断的裂纹可能存在于金属中(1)、热影响区(3)以及母材金属中(4)。















在某一公共裂纹派生的一组裂纹,可能存在于焊缝金属中(1)、热影响区(3)以及母材金属中(4)。




按裂纹产生的机理分


按裂纹产生的机理分类能反映裂纹的成因和本质,可分为热裂纹(包括结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹)、冷裂纹(包括延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹等)、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹等。
















  结晶裂纹  

基本特征:

在结晶后期,由于低熔点共晶的液态薄膜削弱了晶粒间的联结,在拉伸应力作用下发生开裂

敏感温度区间:

固相线以上稍高温度(固液状态)

被焊材料:

杂质较多的碳钢、低中合金钢、奥氏体钢、镍基合金

裂纹位置及走向:

焊缝上,少量在热影响区沿奥氏体晶界开裂




  多边化裂纹  

基本特征:

已凝固的结晶前沿,在高温和应力的作用下,晶格缺陷发生移动和聚集,形成二次边界,它在高温处于低塑性状态,在应力作用下产生的裂纹

敏感温度区间:

固相线以下再结晶温度

被焊材料:

纯金属及单相奥氏体合金

裂纹位置及走向:

焊缝、热影响区沿奥氏体晶界开裂




  液化裂纹  

基本特征:

在焊接热循环峰值温度的作用下,在热影响区和多层焊的层间发生重熔,在应力作用下产生裂纹

敏感温度区间:

固相线以下稍低温度

被焊材料:

含S、P、C较多的镍铬高强钢、奥氏体钢和镍基合金等

裂纹位置及走向:

热影响区及多层焊的区间沿晶界开裂
















  淬硬脆化裂纹  

基本特征:

主要是由淬硬组织在焊接应力作用下而产生的裂纹

敏感温度区间:

在Ms点以下

被焊材料:

中、高碳钢,低、中合金钢,钛合金等

裂纹位置及走向:

热影响区,少量在焊缝沿晶或穿晶




  低塑性裂纹  

基本特征:

在较低温度下,由于被焊材料的收缩应变,超过了材料本身的塑性储备而产生的裂纹

敏感温度区间:

在Ms点附近

被焊材料:

含碳的Ni-Cr-Mo钢、马氏体不锈钢、工具钢

裂纹位置及走向:

热影响区及焊缝沿晶或穿晶




  延迟裂纹  

基本特征:

在淬硬组织、氢和拘束应力的共同作用下而产生的具有延迟特征的裂纹

敏感温度区间:

在400℃以下

被焊材料:

铸铁、堆焊硬质合金

裂纹位置及走向:

热影响区及焊缝沿晶或穿晶
















基本特征:

厚板焊接结构消除应力处理过程中,在热影响区的粗晶区存在不同程度的应力集中时,由于应力松弛所产生的附加变形大于该部位的蠕变塑性,则发生再热裂纹

敏感温度区间:

600~700℃范围内再次加热

被焊材料:

含有沉淀强化的高强钢、珠光体钢、奥氏体钢、镍基合金等

裂纹位置及走向:

热影响区的粗晶区沿晶
















基本特征:

主要由于钢板内部存在有分层的夹杂物(沿轧制方向),在焊接时产生的垂直于轧制方向的应力,致使在热影响区或稍远的地方,产生“台阶”式层状开裂

敏感温度区间:

约 400℃以下

被焊材料:

含有杂质的低合金高强度厚板结构

裂纹位置及走向:

热影响区附近沿晶或穿晶













基本特征:

某些焊接结构(如容器、管道等),在腐蚀介质和应力的共同作用下产生的延迟开裂

敏感温度区间:

任何工作温度

被焊材料:

碳钢、低合金钢、不锈钢、铝合金等

裂纹位置及走向:

焊缝和热影响区沿晶穿晶




浅谈热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂

(↑ 防治措施)


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