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裂纹:
按裂纹产生的部位可分为纵向裂纹、横向裂纹、熔合线 裂纹、根部裂纹和弧坑裂纹五种。按裂纹产生的温度和时间可分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。焊接裂纹是一种危害性极大的缺陷,不仅使焊接接头的强度降低,而且裂纹的端部应力高度集中,极易扩展,焊件承载后,将会导致焊件的破坏。
①热裂纹:再焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹,叫热裂纹。这种裂纹只产生再焊缝金属中,其特征是断口呈兰黑色,即金属在高温被氧化的颜色。裂纹总是产生在焊缝正中心或垂直于焊缝鱼鳞波纹,焊缝表面可见的热裂纹是不明显的锯齿形。弧坑或气焊火口处的花纹状或稍带锯齿状的直线裂纹也属于热裂纹。产生的原因:当熔池冷却结晶时,由于收缩受到周围母材的阻碍,相当于熔池受到了一个拉应力的作用,此时如熔池中存在有较多的杂质,这些杂质会和铁形成一个熔点较低的共晶物。当熔池结晶快结束时,这些最后凝固的低熔点共晶会在晶间形成一液态薄层;在拉应力的作用下,晶间薄层会造成空隙,熔池结晶结束时,这种空隙就成为裂纹。因此,热裂纹可看成是拉应力和低熔点共晶两者联合作用的结果,增大任何一个方面的作用,都能形成热裂纹。
影响焊接接头中形成热裂纹的因素有:
a、合金元素:是影响热裂纹倾向最本质的因素。其中促使形成热裂纹的元素有碳、硫、磷,因为这些元素极易在熔池中形成低 熔点共晶。能够防止形成热裂纹的元素有锰,因为锰在熔池中具有脱硫作用,可以减少硫的有害作用。
b、结构刚性:结构抵抗变形的能力叫刚性。刚性大时,不易变形,因此产生的拉应力增加,容易生成热裂纹。
C、冷却速度:焊接接头的冷却速度越大,越容易产生热裂纹。因此,冬天施焊时,由于周围环境温度较低,所以焊接接头冷却速度很快,同样的材料在冬天施焊时,裂纹倾向显著增加。
d、焊缝成形系数:成型系数小的焊缝,其形状是窄而深,此时杂质都分布在熔池中间,和拉应力处于垂直方向,因此,在拉应力的作用下,很容易在焊缝中间产生热裂纹。如果增大焊缝的成型系数,即形成宽而浅的焊缝,此时杂质被排至熔池上方,在同样的拉应力作用下,却具有较高的抗热裂纹能力。
②预防产生热裂纹的措施:
a、控制焊缝中有害杂质的含量,即应控制母材及焊缝原材料中碳、硫、磷的含量。如焊丝中的硫磷含量不应大于0.03-0.34%;焊接低碳钢和低合金钢用的焊丝含碳量不得超过0.12%。
b、预热:即焊前对焊件整体或局部进行加热。预热可以减小冷却速度。
c、采用碱性焊条:碱性焊条的熔渣具有较高的脱硫、磷的能力,可以减轻硫、磷的有害作用。
d、控制焊缝形状:尽量得到成型系数较大的焊缝,如焊接电流不能太大,适当采用多层焊道等。
e、采用收弧板:将弧坑引至焊件外面,即使发生弧坑裂纹,也不致影响焊件本身。