文档介绍：编号:zYKc201117
焊接裂纹的分类及一般特征
华侨大学
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焊接裂纹的分类及一般特征玆课1
在焊接生产中由于钢种和结构的类型不同,可能出现
各种裂纹(见图1所示)
裂纹的形态和分布特征都是很复杂的,有焊缝的表
面裂纹、内部裂纹,有热影响区(HAz)的横向、纵向裂纹
有焊缝和焊道下的深埋裂纹,也有在弧坑处岀现的所谓弧
坑(火口)裂纹
需要注意的是,裂纹有时出现在焊接过程中,也有时
出现在放置或运行过程中,即所谓延迟裂纹。因为这种裂
纹在生产中无法检测所以这种裂纹的危害性就更为严重
总而言之焊接生产中所遇到的裂纹有多种多样,远非上
述所能概括。
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图1焊接裂纹的宏观形态及其分布
a-纵向裂纹b-横向裂纹c-星形裂纹
1-焊缝中纵向裂纹2-焊缝中横向裂纹3-熔合区裂纹4-焊缝根部裂纹
5-HAZ根部裂纹6-焊趾纵向裂纹(延迟裂纹)
7-焊趾纵向裂纹(液化裂纹、再热裂纹)8-焊道下裂纹(延迟裂纹
液化裂纹、多边化裂纹)9-层状撕裂10-弧坑裂纹(火口裂纹)
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目前来讲如果按产生裂纹的本质来分大体上可分为
以下五大类
热裂纹
热裂纹的特征是沿原奥氏体晶界开裂。根据所焊金
属的材料不同,产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因
也各有不同。因此,就目前的认识水平,又把热裂纹分为结
晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹等三类。
(1)结晶裂纹
焊缝结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,
残余液体金属不足而不能及时填充,在应力作用下发生沿
晶开裂,故称为结晶裂纹
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多数情况下,在发生裂纹的焊缝断面上,可以看到
有氧化的彩色,说明这种裂纹是在高温下产生的。结晶裂
纹的形态如图2所示。
图2焊缝中结晶裂纹
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结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊
缝中(含硫、磷、碳、硅偏高)和单相奥氏体钢、镍基合金
以及某些铝合金的焊缝中。个别情况下,结晶裂纹也能在热
影响区产生。
(2)高温液化裂纹
近缝区或多层焊的层间部位,在焊接热循环峰值温度的
作用下,由于被焊金属含有较多的低熔共晶而被重新熔化,在
拉伸应力的作用下沿奥氏体晶界发生开裂如图3。
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图3液化裂纹
TIG焊因科镍尔合金×500
液化裂纹主要发生在含有铬镍的高强钢(奥氏体钢,以及某些镍
基合金)的近缝区或多层焊层间部位。母材和焊丝中的硫、磷、硅、
碳偏高时液化裂纹的倾向将显著增高。
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(3)多边化裂纹
焊接时焊缝或近缝区在固相线稍下的高温区间,由于
刚凝固的金属中存在很多晶格缺陷(主要是位错和空位)及
重的物理和化学不均匀性在一定的温度和应力作用下
由于这些晶格缺陷的迁移和聚集,便形成了二次边界,即所
谓“多边化边界”。
因边界上堆积了大量的晶格缺陷,所以它的组织性能
脆弱,高温时的强度和塑性都很差,只要有轻微的拉伸应
力,就会沿多边化的边界开裂产生所谓“多边化裂纹”
图4是镍基合金焊缝中的多边化裂纹。
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图4因科镍合金焊缝中的多边化裂纹
(TIG焊)×800
多边化裂纹多发生在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝
中或近缝区,它是属于热裂纹的类型。
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再热裂纹
厚板焊接结构,并采用含有某些沉淀强化合金元素的
钢材,在进行消除应力热处理或在一定温度下服役的过程
中,在焊接热影响区粗晶部位发生的裂纹称为再热裂纹。
由于这种裂纹是在再次加热过程中产生的,故称为
再热裂纹”,又称“消除应力处理裂纹”,简称SR裂纹。
再热裂纹多发生在低合金高强钢、珠光体耐热钢、
奥氏体不锈钢和某些镍基合金的焊接热影响区粗晶部位。
再热裂纹的敏感温度,视钢种的不同约在550~650℃
这种裂纹也是具有沿晶开裂的特征,但在本质上与结晶裂
纹不同
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W10
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