焊接缺陷—再热裂纹详解.docx

1、01定 义对 于 某 些 含 有 沉 淀 强 化 元 素 的 高 强 钢 和 高 温 合 金（包括 低 合 金 高 强 钢、珠 光 体 耐 热 钢、沉 淀 强 化 的 高 温 合 金，以 及 某 些 奥 氏 体 不 锈 钢），在 焊 后 并 未 发 出 裂 纹，而 在 热处 理 过 程 中 出 现 了 裂 纹，这 种 裂 纹 称 为“消 除 应 力 处 理 裂 纹”。有 些 焊 接 结 构 是 在 一 定 温 度 条 件 下 工 作，如 在 500600长 期 工 作 时 也 会 产 生 裂 纹。在 工 程 上 常 把 上 述 两 种 情 况 下产 生 的 裂 纹（消 除 应 力 过 程 和

2、服 役 过 程），统 称 为“再 热 裂纹”。02主 要 特 征1）都 是 发 生 在 焊 接 热 影 响 区 的 粗 晶 部 位 并 呈 晶 间 开 裂。2）进 行 消 除 应 力 处 理 之 前 焊 接 区 存 在 较 大 的 残 余 应 力并 有 不 同 程 度 的 应 力 集 中。3）产 生 再 热 裂 纹 存 在 一 个 最 敏 感 的 温 度 区 间，这 个 区间 与 再 热 温 度 及 再 热 时 间 有 关，并 随 材 料 的 不 同 而 变 化。4）含 有 一 定 沉 淀 强 化 元 素 的 金 属 材 料 才 具 有 产 生 再 热裂 纹 的 敏 感 性，碳 素 钢 和 固

3、 溶 强 化 的 金 属 材 料 一 般 都 不 产生 再 热 裂 纹。03再 热 裂 纹 产 生 的 机 理 及 成 因 分 析根 据 扫 描 电 镜 以 及 高 温 金 相 显 微 镜 下 观 察，确 认 再 热裂 纹 是 由 于 晶 界 的 优 先 滑 动 而 导 致 金 属 材 料 或 合 金 的 微 裂形 核 而 产 生 的，也 就 是 在 焊 后 热 处 理 中，材 料 的 晶 界 发 生弱 化 而 相 对 的 其 晶 内 却 发 生 了 强 化。但 是，对 于 再 热 裂 纹产 生 的 机 理，一 直 存 在 着 两 种 不 同 的 看 法，一 种 认 为 晶 界弱 化 是 其

4、主 要 原 因；而 另 一 种 则 认 为 晶 内 强 化 是 其 主 要 成因。这 也 就 是 现 有 的 晶 界 杂 质 析 集 弱 化 学 说 和 晶 内 二 次 强化 学 说。04再 热 裂 纹 产 生 的 几 种 解 释1晶 界 杂 质 析 集 弱 化 作 用对 一 些 低 合 金 高 强 钢 产 生 再 热 裂 纹 的 测 试 中 发 现，钢材 中 的 杂 质 在 晶 界 析 集 而 导 致 其 脆 化，这 种 现 象 对 于 再 热裂 纹 的 产 生 有 着 重 要 的 影 响。2晶 内 沉 淀 强 化 作 用铬、钼、钒、铌 等 元 素 的 碳 化 物、氮 化 物，以 及 镍 基

5、合 金 的 沉 淀 相，在 一 次 焊 接 热 作 用 下 因 受 热 而 固 溶，在 焊后 冷 却 进 不 能 充 分 析 出，而 在 二 次 加 热 再 热 处 理 过 程 中，由 晶 内 析 出 这 些 碳、氮 化 物 及 沉 淀 相，从 而 晶 内 强 化，这时，应 力 松 弛 所 产 生 的 变 形 就 集 中 于 晶 界，当 晶 界 在 塑 性不 足 时，就 会 产 生 再 热 裂 纹。3蠕 变 断 裂 理 论再 热 过 程 中 随 着 应 力 松 弛，伴 随 有 蠕 变 现 象。05再 热 裂 纹 的 影 响 因 素 及 其 防 治影 响 再 热 裂 纹 的 主 要 因 素 是

6、钢 种 的 化 学 成 分（直 接 影响 粗 晶 区 的 塑 性）和 焊 接 区 的 残 余 应 力（特 别 是 应 力 集 中部 位）。1.冶 金 因 素1）化 学 成 分 对 再 热 裂 纹 的 影 响 随 钢 种 的 不 同 而 差 异 可根 据 再 热 裂 纹 敏 感 性 判 据 式 进 行 评 价。2）钢 的 晶 粒 度 对 再 热 裂 纹 影 响 是 明 显 的，晶 粒 度 越 大，越 容 易 产 生 再 热 裂 纹。3）焊 接 接 头 不 同 部 位 和 缺 口 效 应 对 再 热 裂 纹 的 影 响 也有 不 同。2.焊 接 工 艺 因 素1）焊 接 方 法 的 影 响大 的 焊 接 线 能 量 会 使 过 热 区 的 晶 粒 粗 大，对 于 一 些 晶粒 长 大 敏 感 的 钢 种，埋 弧 焊 时 再 热 裂 纹 的 敏 感 性 比 手 工 电弧 焊 时 大。但 对 一 些 淬 硬 倾 向 较 大 的 钢 种，手 弧 焊 反 而 比埋 弧 焊 时 的 再 热 裂 纹 倾 向 大。2）预 热 及 后 热 的 影 响防 止 再 热 裂 纹，必 须 采 用 更 高 的 预