产品:40
联系我们
OTC焊接机器人—多种焊接纹裂的产生原因及预防措施
一、焊接裂纹的形成及特征
焊接裂纹是在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。
二、裂纹分类
1）裂纹按大小分为：宏观裂纹、微观裂纹和显微裂纹；
2）按产生条件和时机分为：冷裂纹和热裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹。
A.热裂纹
产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现，又称结晶裂纹。这种裂纹主要发生在晶界，裂纹面上有氧化色彩，失去金属光泽。
B.冷裂纹
指在焊毕冷至马氏体转变温度Ms点以下产生的裂纹，一般是在焊后一段时间(几小时，几天甚至更长)才出现，故又称延迟裂纹。
C.再热裂纹
接头冷却后再加热至500～700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区，一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展，呈晶间开裂特征。
D.层状撕裂
在具有丁字接头或角接头的厚大构件中，沿钢板的轧制方向分层出现的阶梯状裂纹。层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中，将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中，形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下，金属沿轧制方向的杂物开裂。
E.应力腐蚀裂纹
在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外，应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。
焊接裂纹是在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。
二、裂纹分类
1）裂纹按大小分为：宏观裂纹、微观裂纹和显微裂纹；
2）按产生条件和时机分为：冷裂纹和热裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹。
A.热裂纹
产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现，又称结晶裂纹。这种裂纹主要发生在晶界，裂纹面上有氧化色彩，失去金属光泽。
B.冷裂纹
指在焊毕冷至马氏体转变温度Ms点以下产生的裂纹，一般是在焊后一段时间(几小时，几天甚至更长)才出现，故又称延迟裂纹。
C.再热裂纹
接头冷却后再加热至500～700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区，一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展，呈晶间开裂特征。
D.层状撕裂
在具有丁字接头或角接头的厚大构件中，沿钢板的轧制方向分层出现的阶梯状裂纹。层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中，将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中，形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下，金属沿轧制方向的杂物开裂。
E.应力腐蚀裂纹
在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外，应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。
三、裂纹的危害
裂纹是焊接缺陷中危害性*大的一种。
裂纹是一种面积性缺陷，（具有三维尺寸的缺陷称为体积型缺陷，如：气孔，夹渣；具有二维尺寸的缺陷称为面积性缺陷，如裂纹，未融合）它的出现将显著减少承载面积，更严重的是裂纹端部形成尖锐缺口，应力高度集中，很容易扩展导致破坏。
裂纹的危害极大，尤其是冷裂纹。
裂纹是焊接缺陷中危害性*大的一种。
裂纹是一种面积性缺陷，（具有三维尺寸的缺陷称为体积型缺陷，如：气孔，夹渣；具有二维尺寸的缺陷称为面积性缺陷，如裂纹，未融合）它的出现将显著减少承载面积，更严重的是裂纹端部形成尖锐缺口，应力高度集中，很容易扩展导致破坏。
裂纹的危害极大，尤其是冷裂纹。
四、热裂纹(结晶裂纹)形成的机理
热裂纹发生于焊缝金属凝固末期，敏感温度区大致在固相线附近的高温区，*常见的热裂纹是结晶裂纹，其生成原因是在焊缝金属凝固过程中，结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界，形成所谓“液态薄膜”，在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间，其强度极小，由于焊缝凝固收缩而受到拉应力，*终开裂形成裂纹。
结晶裂纹*常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂，为纵向裂纹，有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间，为横向裂纹。
五、影响结晶裂纹的因素及防治措施影响结晶裂纹的因素：
a.合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加，会扩大敏感温度区，使结晶裂纹的产生机会增多。
b.冷却速度的影响冷却速度增大，一是使结晶偏析加重，二是使结晶温度区间增大，两者都会增加结晶裂纹的出现机会。
c.结晶应力与拘束应力的影响在脆性温度区内，金属的强度极低，焊接应力又使这部分金属受拉，当拉应力达到一定程度时，就会出现结晶裂纹。
防治措施：
a.减小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量较低的材料焊接。
b.加入一定的合金元素，减小柱状晶和偏析。如钼、钒、钛、铌等可以细化晶粒。
c.采用熔深较浅的焊缝，改善散热条件使低熔点物质上浮在焊缝表面而不存在于焊缝中。
d.合理选用焊接规范，并采用预热和后热，减小冷却速度。
e.采用合理的装配次序，减小焊接应力。
热裂纹发生于焊缝金属凝固末期，敏感温度区大致在固相线附近的高温区，*常见的热裂纹是结晶裂纹，其生成原因是在焊缝金属凝固过程中，结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界，形成所谓“液态薄膜”，在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间，其强度极小，由于焊缝凝固收缩而受到拉应力，*终开裂形成裂纹。
结晶裂纹*常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂，为纵向裂纹，有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间，为横向裂纹。
五、影响结晶裂纹的因素及防治措施影响结晶裂纹的因素：
a.合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加，会扩大敏感温度区，使结晶裂纹的产生机会增多。
b.冷却速度的影响冷却速度增大，一是使结晶偏析加重，二是使结晶温度区间增大，两者都会增加结晶裂纹的出现机会。
c.结晶应力与拘束应力的影响在脆性温度区内，金属的强度极低，焊接应力又使这部分金属受拉，当拉应力达到一定程度时，就会出现结晶裂纹。
防治措施：
a.减小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量较低的材料焊接。
b.加入一定的合金元素，减小柱状晶和偏析。如钼、钒、钛、铌等可以细化晶粒。
c.采用熔深较浅的焊缝，改善散热条件使低熔点物质上浮在焊缝表面而不存在于焊缝中。
d.合理选用焊接规范，并采用预热和后热，减小冷却速度。
e.采用合理的装配次序，减小焊接应力。
六、再热裂纹形成的机理和防止措施再热裂纹的特征：
a.产生于焊后热处理等在再次加热的过程中，产生于焊接热影响区的过热粗晶区。
b.产生温度为550~650℃。
c.晶间开裂
d.沉淀强化的钢种容易产生
e.与焊接残余应力有关。
防治措施：
a.合理预热或采用后热，控制冷却速度
b.降低残余应力，避免应力集中
c.避开或缩短敏感温度区
a.产生于焊后热处理等在再次加热的过程中，产生于焊接热影响区的过热粗晶区。
b.产生温度为550~650℃。
c.晶间开裂
d.沉淀强化的钢种容易产生
e.与焊接残余应力有关。
防治措施：
a.合理预热或采用后热，控制冷却速度
b.降低残余应力，避免应力集中
c.避开或缩短敏感温度区
更多信息请咨询：OTC机器人