??????? A、.裂紋的分類
??????? 根據裂紋尺寸大小,分為三類:(1)宏觀裂紋:肉眼可見的裂紋。(2)微觀裂紋:在顯微鏡下才能發現。(3)超顯微裂紋:在高倍數顯微鏡下才能發現,一般指晶間裂紋和晶內裂紋。
??????? 從產生溫度上看,裂紋分為兩類:
??????? (1)熱裂紋:產生于Ac3線附近的裂紋。一般是焊接完畢即出現,又稱結晶裂紋。這種二裂紋主要發生在晶界,裂紋面上有氧化色彩,失去金屬光澤。
??????? (2)冷裂紋:指在焊畢冷至馬氏體轉變溫度M3點以下產生的裂紋,一般是在焊后一段時間(幾小時,幾天甚至更長)才出現,故又稱延遲裂紋。
??????? 按裂紋產生的原因分,又可把裂紋分為: (1)再熱裂紋:接頭冷卻后再加熱至500~700℃時產生的裂紋。再熱裂紋產生于沉淀強化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金屬)的焊接熱影響區內的粗晶區,一般從熔合線向熱影響區的粗晶區發展,呈晶間開裂特征。
??????? （2）層狀撕裂主要是由于鋼材在軋制過程中,將硫化物(MnS)、硅酸鹽類等雜質夾在其中,形成各向異性。在焊接應力或外拘束應力的使用下,金屬沿軋制方向的雜物開裂。
??????? (3)應力腐蝕裂紋:在應力和腐蝕介質共同作用下產生的裂紋。除殘余應力或拘束應力的因素外,應力腐蝕裂紋主要與焊縫組織組成及形態有關。
??????? B、.裂紋的危害裂紋,尤其是冷裂紋,帶來的危害是災難性的。世界上的壓力容器事故除極少數是由于設計不合理,選材不當的原因引起的以外,絕大部分是由于裂紋引起的脆性破壞。
??????? C、.熱裂紋(結晶裂紋)
??????? (1)結晶裂紋的形成機理熱裂紋發生于焊縫金屬凝固末期,敏感溫度區大致在固相線附近的高溫區,最常見的熱裂紋是結晶裂紋,其生成原因是在焊縫金屬凝固過程中,結晶偏析使雜質生成的低熔點共晶物富集于晶界,形成所謂\"液態薄膜\",在特定的敏感溫度區(又稱脆性溫度區)間,其強度極小,由于焊縫凝固收縮而受到拉應力,最終開裂形成裂紋。結晶裂紋最常見的情況是沿焊縫中心長度方向開裂,為縱向裂紋,有時也發生在焊縫內部兩個柱狀晶之間,為橫向裂紋。弧坑裂紋是另一種形態的,常見的熱裂紋。
??????? 熱裂紋都是沿晶界開裂,通常發生在雜質較多的碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼等材料氣焊縫中
??????? (2)影響結晶裂紋的因素
??????? a合金元素和雜質的影響碳元素以及硫、磷等雜質元素的增加,會擴大敏感溫度區,使結晶裂紋的產生機會增多。
??????? b.冷卻速度的影響冷卻速度增大,一是使結晶偏析加重,二是使結晶溫度區間增大,兩者都會增加結晶裂紋的出現機會；
??????? c.結晶應力與拘束應力的影響在脆性溫度區內,金屬的強度極低,焊接應力又使這飛部分金屬受拉,當拉應力達到一定程度時,就會出現結晶裂紋。
??????? (3)防止結晶裂紋的措施a.減小硫、磷等有害元素的含量,用含碳量較低的材料焊接。b.加入一定的合金元素,減小柱狀晶和偏析。如鋁、銳、鐵、鏡等可以細化晶粒。,c.采用熔深較淺的焊縫,改善散熱條件使低熔點物質上浮在焊縫表面而不存在于焊縫中。d.合理選用焊接規范,并采用預熱和后熱,減小冷卻速度。e.采用合理的裝配次序,減小焊接應力。
??????? D、.再熱裂紋
??????? (1)再熱裂紋的特征
??????? a.再熱裂紋產生于焊接熱影響區的過熱粗晶區。產生于焊后熱處理等再次加熱的過程中。
??????? b.再熱裂紋的產生溫度:碳鋼與合金鋼550~650℃奧氏體不銹鋼約300℃
??????? c.再熱裂紋為晶界開裂(沿晶開裂)。
??????? d.最易產生于沉淀強化的鋼種中。
??????? e.與焊接殘余應力有關。
??????? (2)再熱裂紋的產生機理
??????? a.再熱裂紋的產生機理有多種解釋,其中模形開裂理論的解釋如下:近縫區金屬在高溫熱循環作用下,強化相碳化物(如碳化鐵、碳化饑、碳化鏡、碳化錯等)沉積在晶內的位錯區上,使晶內強化強度大大高于晶界強化,尤其是當強化相彌散分布在晶粒內時, 阻礙晶粒內部的局部調整,又會阻礙晶粒的整體變形,這樣,由于應力松弛而帶來的塑性變形就主要由晶界金屬來承擔,于是,晶界應力集中,就會產生裂紋,即所謂的模形開裂。
??????? (3)再熱裂紋的防止a.注意冶金元素的強化作用及其對再熱裂紋的影響。b.合理預熱或采用后熱,控制冷卻速度。c.降低殘余應力避免應力集中。d.回火處理時盡量避開再熱裂紋的敏感溫度區或縮短在此溫度區內的停留時間。
??????? E、.冷裂紋.
??????? (1)冷裂紋的特征 a.產生于較低溫度,且產生于焊后一段時間以后,故又稱延遲裂紋。b.主要產生于熱影響區,也有發生在焊縫區的。c.冷裂紋可能是沿晶開裂,穿晶開裂或兩者混合出現。d.冷裂紋引起的構件破壞是典型的脆斷。
??????? (2)冷裂紋產生機理a.瘁硬組織(馬氏體)減小了金屬的塑性儲備。b.接頭的殘余應力使焊縫受拉。c.接頭內有一定的含氫量。
??????? 含氫量和拉應力是冷裂紋(這里指氫致裂紋)產生的兩個重要因素。一般來說,金屬內部原子的排列并非完全有序的,而是有許多微觀缺陷。在拉應力的作用下,氫向高應力區(缺陷部位)擴散聚集。當氫聚集到一定濃度時,就會破壞金屬中原子的結合鍵,金屬內就出現一些微觀裂紋。應力不斷作用,氫不斷地聚集,微觀裂紋不斷地擴展,直致發展為宏觀裂紋,最后斷裂。決定冷裂紋的產生與否,有一個臨界的含氫量和一個臨界的應力值o當接頭內氫的濃度小于臨界含氫量,或所受應力小于臨界應力時,將不會產生冷裂紋(即延遲時間無限長)。在所有的裂紋中,冷裂紋的危害性最大。
??????? (3)防止冷裂紋的措施 a.采用低氫型堿性焊條,嚴格烘干,在100~150℃下保存,隨取隨用。b.提高預熱溫度,采用后熱措施,并保證層間溫度不小于預熱溫度,選擇合理的焊接規范,避免焊縫中出現洋硬組織c.選用合理的焊接順序,減少焊接變形和焊接應力d.焊后及時進行消氫熱處理。
??????? 4、未焊透??? 未焊透指母材金屬未熔化,焊縫金屬沒有進人,接頭根部的現象。
??????? A、產生未焊透的原因(1)焊接電流小,熔深淺。(2)坡口和間隙尺寸不合理,鈍邊太大。(3)磁偏吹影響。(4)焊條偏芯度太大(5)層間及焊根清理不良。
??????? B、.未焊透的危害 未焊透的危害之一是減少了焊縫的有效截面積,使接頭強度下降。其次,未焊透焊透引起的應力集中所造成的危害,比強度下降的危害大得多。未焊透嚴重降低焊縫的疲勞強度。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。未焊透引起的應力集中所造成的危害,比強度下降的危害大得多。未焊透嚴重降低焊縫的疲勞強度。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。
??????? C、.未焊透的防止??? 使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。另外,焊角焊縫時,1用交流代替直流以防止磁偏吹,合理設計坡口并加強清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產生。
??????? 5、未熔合 未熔合是指焊縫金屬與母材金屬,或焊縫金屬之間未熔化結合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分為坡口未熔合,層間未熔合根部未熔合三種。
??????? A、.產生未熔合缺陷的原因(1)焊接電流過小;(2)焊接速度過快;(3)焊條角度不對;(4)產生了弧偏吹現象;旺,(5)焊接處于下坡焊位置,母材未熔化時已被鐵水復蓋;(6)母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結合等。
??????? B、未熔合的危害??? 未熔合是一種面積型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合對承載截面積的減小都非常明顯,應力集中也比較嚴重,其危害性僅次于裂紋。
??????? C、.未熔合的防止 采用較大的焊接電流,正確地進行施焊操作,注意坡口部位的清潔。
??????? 6、其他缺陷
??????? (1)焊縫化學成分或組織成分不符合要求: 焊材與母材匹配不當,或焊接過程中元素燒損等原因,容易使焊縫金屬的化學成份發生變化,或造成焊縫組織不符合要求。這可能帶來焊縫的力學性能的下降,還會影響接頭的耐蝕性能。
??????? (2)過熱和過燒: 若焊接規范使用不當,熱影響區長時間在高溫下停留,會使晶粒變得粗大,即出現過熱組織。若溫度進一步升高,停留時間加長,可能使晶界發生氧化或局部熔化,出現過燒組織。過熱可通過熱處理來消除,而過燒是不可逆轉的缺陷。
??????? (3)白點:在焊縫金屬的拉斷面上出現的象魚目狀的白色斑,即為自點F白點是由于氫聚集而造成的,危害極大。
???????
???????