焊接裂纹成因分析及其防治措施.docx

1、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

2、 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

3、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

4、 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

5、 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

6、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。特 别 应 控制 硫、磷 等 杂 质 元 素 的 含 量 和 降 低 含 碳 量。硫 几 乎 不 溶 于 钢，它 与 铁 生 成 低 熔 点 的 硫 化 铁（FeS）。焊 接 时，硫 化 铁 的 存 在 会 导 致 焊 缝 热 裂 和在 热 影 响 区 出 现 液 化 裂 缝，使 焊 接 性 能 变 坏；同 对 硫以 薄 膜 形 式 存 在 于 晶 界，会 使 钢 的 塑 性 和 韧 性 下 降。一 般 用 于 焊 接 的 钢 材 中 硫 含 量 应 不 大 于 0.045%。有时 还 需 要 更 严 格 的 控 制。磷 会 使 钢 的 塑 性 和 韧 性 下 降，提 髙 钢 的 脆 性 转 变 温度，并 使 焊 缝 和 热 影 响 区 产 生 裂 缝。磷 含 量 应 不 大 于0.055%。有 时 还 需 要 更 严 格 的 控 制。材 料 的 焊 接 性 能 与 含 碳 量 密 切 相 关。钢 材 含 碳 量 越髙，焊 接 性 能 变 差。