第講焊接熱裂紋教學(xué)ppt課件

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1、第四章焊接氣孔和裂紋第16講146上講回顧主要內(nèi)容：1、氣孔的類(lèi)型及其分布特征2、焊縫中形成氣孔的機(jī)理3、影響因素及防治措施246焊接裂紋在焊縫金屬和熱影響區(qū)中都可能產(chǎn)生，是焊接凝固冶金和固相冶金過(guò)程中產(chǎn)生最為危險(xiǎn)的一種缺陷。焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞事故大部分都是由焊接裂紋所引起。一、裂紋的危害焊接裂紋種類(lèi)繁多，有些裂紋在焊后立即產(chǎn)生，有些在焊后延續(xù)一段時(shí)間才產(chǎn)生，甚至在使用過(guò)程中，在一定外界條件誘發(fā)下才產(chǎn)生。裂紋既出現(xiàn)在焊縫和熱影響區(qū)表面，也產(chǎn)生在其內(nèi)部。4.2焊接裂紋346裂紋對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的危害有：

2、1)減少了焊接接頭的工作截面，因而降低了焊接結(jié)構(gòu)的承載能力。2)構(gòu)成了嚴(yán)重的應(yīng)力集中裂紋是片狀缺陷，其邊緣構(gòu)成了非常尖銳的切口。具有高的應(yīng)力集中，既降低結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度，又容易引發(fā)結(jié)構(gòu)的脆性破壞；3)造成泄漏用于承受高溫高壓的焊接鍋爐或壓力容器，用于盛裝或輸送有毒的、可燃的氣體或液體的各種焊接儲(chǔ)罐和管道等，若有穿透性裂紋，必然發(fā)生泄漏，在工程上是不允許的；4464)表面裂紋能藏垢納污容易造成或加速結(jié)構(gòu)的腐蝕。5)留下隱患，使結(jié)構(gòu)變得不可靠延遲裂紋產(chǎn)生的不定期性，以及微裂紋和內(nèi)部裂紋易于漏檢。漏檢的

3、裂紋即使很小，在一定條件下會(huì)發(fā)生擴(kuò)展，這些都增加了焊接結(jié)構(gòu)在使用中的潛在危險(xiǎn)。若無(wú)法監(jiān)控便成為極不安全的因素。546二、焊接裂紋的分類(lèi)及其特點(diǎn)1．焊接裂紋的分類(lèi)焊接裂紋可以從不同角度進(jìn)行分類(lèi)。1)按焊接裂紋的分布形態(tài)分a、在裂紋產(chǎn)生的區(qū)域上有：焊縫裂紋、熱影響區(qū)裂紋b、在相對(duì)于焊道的方向上有：縱向裂紋走向與焊縫軸線平行橫向裂紋走向與焊縫軸線基本垂直c、在裂紋的尺寸大小上有：宏觀裂紋(通常肉眼可見(jiàn))、微觀裂紋646d、在裂紋的分布上有:表面裂紋、內(nèi)部裂紋和弧坑(火口)裂紋e、相對(duì)于焊縫斷面的位置上

4、有：焊趾裂紋、根部裂紋、焊道下裂紋和層狀撕裂等2)按裂紋產(chǎn)生的機(jī)理分按裂紋產(chǎn)生機(jī)理分類(lèi)能反映裂紋的成因和本質(zhì)，現(xiàn)歸納成：熱裂紋(包括結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋）冷裂紋(包括延遲裂紋、淬硬脆化裂紋、低塑性脆化裂紋等)再熱裂紋、層狀撕裂和應(yīng)力腐蝕裂紋等5類(lèi)。746圖4.1焊接接頭裂紋分布示意圖846缺陷序號(hào)缺陷類(lèi)型缺陷位置缺陷序號(hào)缺陷類(lèi)型缺陷位置1焊縫邊沿缺陷中間7夾渣中間1C焊縫邊沿缺陷中間8未融合中間2根部裂紋中間11根部未焊透中間5中部裂紋中間13中部未焊透中間6孔狀缺陷中間14B分層中間

5、9461046§4.2.1焊接熱裂紋一、焊接熱裂紋類(lèi)型在焊接過(guò)程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)時(shí)所產(chǎn)生的焊接裂紋稱(chēng)熱裂紋。焊接熱裂紋可分成結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋三類(lèi)。1146（一）結(jié)晶裂紋焊縫結(jié)晶過(guò)程中，在固相線附近，由于凝固金屬的收縮，殘余液體金屬不足以及時(shí)填充，在應(yīng)力作用下發(fā)生沿晶開(kāi)裂，稱(chēng)為結(jié)晶裂紋。主要產(chǎn)生在：含雜質(zhì)較多的碳鋼、低合金鋼焊縫中（含S、P、C、Si偏高）和單相奧氏體鋼、鎳基合金以及某些鋁合金的焊縫中。1246（二）高溫液化裂紋液化裂紋的尺寸很小，產(chǎn)生的

6、機(jī)理與結(jié)晶裂紋基本相同。裂紋出現(xiàn)位置：近縫區(qū)或多層焊的層間部位主要發(fā)生在：含有鉻鎳的高強(qiáng)鋼、奧氏體鋼以及某些鎳基合金的近縫區(qū)或多層焊的層間部位。母材和焊絲中的S、P、Si、C偏高時(shí)，液化裂紋的傾向?qū)@著增高。1346（三）多邊化裂紋焊接時(shí)焊縫或近縫區(qū)在固相線稍下的高溫區(qū)間，由于剛凝固的金屬中存在很多晶格缺陷及嚴(yán)重的物理和化學(xué)不均勻性，在一定的溫度和應(yīng)力作用下，這些晶格缺陷遷移和聚集，形成了二次邊界，它的組織性能脆弱，高溫時(shí)的強(qiáng)度和塑性都很差，只要有輕微的拉伸應(yīng)力，就會(huì)沿多邊化的邊界開(kāi)裂，產(chǎn)生所謂

7、“多邊化裂紋”。主要發(fā)生在：純金屬或單相奧氏體合金的焊縫中或近縫區(qū)。1446二、結(jié)晶裂紋的特征及產(chǎn)生機(jī)理結(jié)晶裂紋又稱(chēng)凝固裂紋，是在焊縫凝固過(guò)程的后期所形成的裂紋。1、一般特征結(jié)晶裂紋只產(chǎn)生在焊縫中，多只縱向分布在焊縫中心，也有呈弧形分布在焊縫中心線兩側(cè)，而且這些弧形裂紋與焊波呈垂直分布(見(jiàn)圖4-2)。通常縱向裂紋較長(zhǎng)、較深，而弧形裂紋較短，較淺?；】恿鸭y亦屬結(jié)晶裂紋，它產(chǎn)生于焊縫收尾處。1546圖4.2結(jié)晶裂紋的位置、走向與焊縫結(jié)晶方向的關(guān)系1646這些結(jié)晶裂紋的共同特點(diǎn)：所有結(jié)晶裂紋都是延一次

8、結(jié)晶的晶界分布，特別是沿柱狀晶的晶界分布。焊縫中心線兩側(cè)的弧形裂紋是在平行生長(zhǎng)的柱狀晶晶界上形成的。在焊縫中心線上的縱向裂紋恰好是處在從焊縫兩側(cè)生成的柱狀晶的匯合面上。多數(shù)結(jié)晶裂紋的斷口上可以看到氧化的色彩，說(shuō)明了它是在高溫下產(chǎn)生的。在掃描電鏡下觀察結(jié)晶裂紋的斷口具有典型的沿晶開(kāi)裂特征，斷口晶粒表面圓滑。1746圖4.4收縮應(yīng)力作用下結(jié)晶裂紋形成示意圖a）柱狀晶界形成裂紋b）焊縫中心線上形成裂紋18462、結(jié)晶裂紋形成機(jī)理結(jié)晶裂紋都產(chǎn)生于樹(shù)枝狀晶粒的交界處，這說(shuō)明在焊縫結(jié)晶過(guò)程中晶界是個(gè)薄弱地帶