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必知的焊接知识:焊接裂纹的分类与特点
发布日期:2025-01-06 11:30     浏览量:
焊接领域,焊接裂纹可是个棘手难题,其种类丰富,产生条件与原因也千差万别。有的裂纹焊后瞬间现身,有的稍作 “潜伏”,过段时间才冒头,甚至会在后续使用中,受外界特定条件诱发出现。而且,它们不光出现在焊缝、热影响区表面,内部也常常中招。深度了解焊接裂纹的分类与特点就显得尤为关键,接下来就让我们一同开启这场知识探秘之旅。

 

一、按分布形态剖析焊接裂纹

在裂纹产生的区域上有焊缝裂纹和热影响区裂纹;在相对于焊道的方向上有纵向裂纹和横向裂纹,纵向裂纹的走向与焊缝轴线平行,横向裂纹的走向与焊缝轴线基本垂直;在裂纹的尺寸大小上有宏观裂纹和微观裂纹;在裂纹的分布上有表面裂纹、内部裂纹和弧坑(火口)裂纹;相对于焊缝垂直面的位置上,有焊趾裂纹、根部裂纹、焊道下裂纹和层状撕裂等。

(1)纵向裂纹

基本上与焊缝轴线平行的裂纹,可能存在于焊缝金属中(1)、熔合线上(2)、热影响区(3)以及母材金属中(4)。

(2)横向裂纹

基本上与焊缝轴线垂直的裂纹,可能存在于焊缝金属中(1)、热影响区中(3)以及母材金属中(4)。

(3)放射状裂纹

具有某一公共点的放射状裂纹,基本上与焊缝轴线平行的裂纹,可能存在于焊缝金属中(1)、热影响区(3)以及母材金属中(4)。

(4)弧坑裂纹

在焊缝收弧弧坑处的裂纹,可能是纵向的(5)、横向的(6)和星形的(7)。

(5)间断裂纹群

一组间断的裂纹可能存在于金属中(1)、热影响区(3)以及母材金属中(4)。

(6)柱状裂纹

在某一公共裂纹派生的一组裂纹,可能存在于焊缝金属中(1)、热影响区(3)以及母材金属中(4)。
 

二、按产生机理深挖焊接裂纹

(1)热裂纹

结晶裂纹:在结晶后期,杂质较多的碳钢、低中合金钢、奥氏体钢、镍基合金这类材料,由于低熔点共晶形成液态薄膜,弱化了晶粒间连接。此时,拉伸应力一 “发力”,焊缝上就容易开裂,少量会在热影响区沿奥氏体晶界出现,敏感温度处于固相线以上稍高的固液状态。
多边化裂纹:纯金属及单相奥氏体合金焊接时,已凝固的结晶前沿,在高温与应力双重作用下,晶格缺陷移动聚集,形成低塑性的二次边界,稍受应力就产生裂纹,敏感温度在固相线以下再结晶温度,常于焊缝、热影响区沿奥氏体晶界开裂。
液化裂纹:含 S、P、C 较多的镍铬高强钢、奥氏体钢和镍基合金等材料,在焊接热循环峰值温度冲击下,热影响区和多层焊层间发生重熔,应力一来,就在热影响区及多层焊区间沿晶界产生裂纹,敏感温度在固相线以下稍低位置。

(2)冷裂纹

淬硬脆化裂纹:中、高碳钢,低、中合金钢,钛合金等材料焊接时,淬硬组织遇上焊接应力,就在热影响区(少量在焊缝)沿晶或穿晶产生裂纹,敏感温度在 Ms 点以下。
低塑性脆化裂纹:含碳的 Ni-Cr-Mo 钢、马氏体不锈钢、工具钢这类材料,在较低温度下,自身收缩应变超出塑性储备,于是热影响区及焊缝沿晶或穿晶出现裂纹,敏感温度在 Ms 点附近。
延迟裂纹:铸铁、堆焊硬质合金焊接时,淬硬组织、氢、拘束应力三方 “勾结”,催生出具有延迟特性的裂纹,在 400℃以下的热影响区及焊缝沿晶或穿晶出现。

(3)再热裂纹

厚板焊接结构进行消除应力处理时,含有沉淀强化的高强钢、珠光体钢、奥氏体钢、镍基合金等材料的热影响区粗晶区,要是存在应力集中,应力松弛产生的附加变形大于蠕变塑性,600 - 700℃再次加热时,热影响区粗晶区沿晶就会出现再热裂纹。

(4)层状撕裂

含有杂质的低合金高强度厚板结构,内部分层夹杂物沿轧制方向分布,焊接时垂直轧制方向应力一作用,热影响区或稍远地方就产生 “台阶” 式层状开裂,敏感温度约在 400℃以下。

(5)应力腐蚀裂纹

碳钢、低合金钢、不锈钢、铝合金等制成的焊接容器、管道等结构,在腐蚀介质与应力共同作用下,会产生延迟开裂,任何工作温度下,焊缝和热影响区都可能沿晶穿晶出现裂纹。
 
焊接裂纹的复杂性远超想象,不同的分类背后对应着各异的产生机制与表象特征。在实际的焊接工作场景里,知识就是守护质量与安全的坚盾。希望各位读者能在操作台前、施工现场,敏锐洞察每一处细微异常,用所学知识规避裂纹的产生,为制造业的蓬勃发展持续注入强劲动力。

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