第讲焊接热裂纹教学ppt课件

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1、第四章焊接气孔和裂纹第16讲146上讲回顾主要内容：1、气孔的类型及其分布特征2、焊缝中形成气孔的机理3、影响因素及防治措施246焊接裂纹在焊缝金属和热影响区中都可能产生，是焊接凝固冶金和固相冶金过程中产生最为危险的一种缺陷。焊接结构产生的破坏事故大部分都是由焊接裂纹所引起。一、裂纹的危害焊接裂纹种类繁多，有些裂纹在焊后立即产生，有些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。4.2焊接裂纹346裂纹对焊接结构的危害有：

2、1)减少了焊接接头的工作截面，因而降低了焊接结构的承载能力。2)构成了严重的应力集中裂纹是片状缺陷，其边缘构成了非常尖锐的切口。具有高的应力集中，既降低结构的疲劳强度，又容易引发结构的脆性破坏；3)造成泄漏用于承受高温高压的焊接锅炉或压力容器，用于盛装或输送有毒的、可燃的气体或液体的各种焊接储罐和管道等，若有穿透性裂纹，必然发生泄漏，在工程上是不允许的；4464)表面裂纹能藏垢纳污容易造成或加速结构的腐蚀。5)留下隐患，使结构变得不可靠延迟裂纹产生的不定期性，以及微裂纹和内部裂纹易于漏检。漏检的

3、裂纹即使很小，在一定条件下会发生扩展，这些都增加了焊接结构在使用中的潜在危险。若无法监控便成为极不安全的因素。546二、焊接裂纹的分类及其特点1．焊接裂纹的分类焊接裂纹可以从不同角度进行分类。1)按焊接裂纹的分布形态分a、在裂纹产生的区域上有：焊缝裂纹、热影响区裂纹b、在相对于焊道的方向上有：纵向裂纹走向与焊缝轴线平行横向裂纹走向与焊缝轴线基本垂直c、在裂纹的尺寸大小上有：宏观裂纹(通常肉眼可见)、微观裂纹646d、在裂纹的分布上有:表面裂纹、内部裂纹和弧坑(火口)裂纹e、相对于焊缝断面的位置上

4、有：焊趾裂纹、根部裂纹、焊道下裂纹和层状撕裂等2)按裂纹产生的机理分按裂纹产生机理分类能反映裂纹的成因和本质，现归纳成：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5类。746图4.1焊接接头裂纹分布示意图846缺陷序号缺陷类型缺陷位置缺陷序号缺陷类型缺陷位置1焊缝边沿缺陷中间7夹渣中间1C焊缝边沿缺陷中间8未融合中间2根部裂纹中间11根部未焊透中间5中部裂纹中间13中部未焊透中间6孔状缺陷中间14B分层中间

5、9461046§4.2.1焊接热裂纹一、焊接热裂纹类型在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的焊接裂纹称热裂纹。焊接热裂纹可分成结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹三类。1146（一）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，残余液体金属不足以及时填充，在应力作用下发生沿晶开裂，称为结晶裂纹。主要产生在：含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中（含S、P、C、Si偏高）和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金的焊缝中。1246（二）高温液化裂纹液化裂纹的尺寸很小，产生的

6、机理与结晶裂纹基本相同。裂纹出现位置：近缝区或多层焊的层间部位主要发生在：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的层间部位。母材和焊丝中的S、P、Si、C偏高时，液化裂纹的倾向将显著增高。1346（三）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及严重的物理和化学不均匀性，在一定的温度和应力作用下，这些晶格缺陷迁移和聚集，形成了二次边界，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

7、“多边化裂纹”。主要发生在：纯金属或单相奥氏体合金的焊缝中或近缝区。1446二、结晶裂纹的特征及产生机理结晶裂纹又称凝固裂纹，是在焊缝凝固过程的后期所形成的裂纹。1、一般特征结晶裂纹只产生在焊缝中，多只纵向分布在焊缝中心，也有呈弧形分布在焊缝中心线两侧，而且这些弧形裂纹与焊波呈垂直分布(见图4-2)。通常纵向裂纹较长、较深，而弧形裂纹较短，较浅。弧坑裂纹亦属结晶裂纹，它产生于焊缝收尾处。1546图4.2结晶裂纹的位置、走向与焊缝结晶方向的关系1646这些结晶裂纹的共同特点：所有结晶裂纹都是延一次

8、结晶的晶界分布，特别是沿柱状晶的晶界分布。焊缝中心线两侧的弧形裂纹是在平行生长的柱状晶晶界上形成的。在焊缝中心线上的纵向裂纹恰好是处在从焊缝两侧生成的柱状晶的汇合面上。多数结晶裂纹的断口上可以看到氧化的色彩，说明了它是在高温下产生的。在扫描电镜下观察结晶裂纹的断口具有典型的沿晶开裂特征，断口晶粒表面圆滑。1746图4.4收缩应力作用下结晶裂纹形成示意图a）柱状晶界形成裂纹b）焊缝中心线上形成裂纹18462、结晶裂纹形成机理结晶裂纹都产生于树枝状晶粒的交界处，这说明在焊缝结晶过程中晶界是个薄弱地带