14CrNi4MoV钢焊接热裂纹及防止措施的分析.doc

陕西航空职业技术学院 毕业设计（论文）说明书 材料工程 系 焊接技术及自动化专业 毕业设计（论文）题目 14CrNi4MoV钢焊接热裂纹及防止措施研究 学生姓名 学号 指导教师 职称 2011 年 9 月 25 日 毕业设计（论文）任务书 材料工程 系 焊接技术及自动化 专业 学生姓名 学号 一、毕业设计（论文）题目 14CrNi4MoV钢焊接热裂纹及防止措施研究 二、毕业设计（论文）时间 2011 年 9 月 20 日至 2011 年 10 月 1 日 三、毕业设计（论文）地点： 陕西航空职业技术学院 四、毕业设计（论文）的内容要求： （1）明确热裂纹的概念，熟悉焊接裂纹的危害及分类。 （2）明确14CrNi4MoV钢化学成分、基本性能、应用。 （3）分析14CrNi4MoV钢焊缝中结晶裂纹及防止措施。 （4）分析14CrNi4MoV钢焊缝中热影响区液化裂纹及防止措施。 （5）论述消除应力裂纹特征及防止措施。 （6）分析焊接件的质量检验方法。 指导教师 2011 年 9 月25 日 批 准 年 月 日 前 言 毕业设计是大学专科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结和检查。 本组毕业设计题目为《14CrNi4MoV钢焊接热裂纹及防止措施研究》。在毕业设计前期，我温习了《焊接结构生产》、《焊接质量管理与检验》、《焊接方法与设备》、《金属材料及热处理》、《熔焊原理及金属材料焊接》等知识，并查阅了《金属学与热处理》、《金属工艺学》等资料。在毕业设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识结合指导老师下达的任务书。细心认真地做好这次毕业设计。在毕业设计后期，根据老师对毕业设计的编排要求，进行毕业设计手稿的电子排版整理，并希望得到老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。 毕业设计的两周内里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、工艺设计，整理编排使我加深了对相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。在查询资料时是自我学习、向他人学习的重要过程，是对自己三年知识的一次考验。 毕业设计要求设计合理符合实际，各种材料的分析方法正确规范。但是由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请老师批评指正。 第1章 焊接裂纹 在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生产生的缝隙，叫做焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。裂纹是可以引发灾难性事故的、危害最大的一类缺陷。 1.1 焊接热裂纹的概念及分类 一、热裂纹的概念 焊接热裂纹多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界分布的特征，有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。 焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内，也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。 热裂纹 （高温裂纹） 产生：焊接接头的冷却过程中，且温度处在固相线附近的高温阶段。 温度－—高温下产生，在结晶温度附近； 存在部位――焊缝为主，热影响区； 特征――宏观看，焊缝热裂纹多沿焊缝的轴向成纵向分布（连续或断续），裂口均有较明显的氧化色彩，裂口宽度0.05～0.5mm，末端略呈圆形； 微观看，沿晶粒边界（包括亚晶界）分布，属于沿晶（或称晶间）断裂性质。 二、热裂纹的分类及防止措施 按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同，焊接热裂纹可分为凝固裂纹，液化裂纹，多边化裂纹和失塑裂纹4种。 1、凝固裂纹 凝固裂纹又称结晶裂纹，产生在焊缝金属凝固过程后期的脆性温度区间。此时焊缝金属结晶接近完成，但晶粒间尚存在着很薄的液相层，塑性很低。当由冷却不均匀收缩而产生的拉伸变形超过临界值时，即沿晶界液相层开裂。这种裂纹大多起源于树枝状晶的 最终汇合处，沿晶间扩展，严重时裂纹一直扩展到焊缝 表面，因而凝固裂纹断口上可发现明显的氧化色。凝固 裂纹常出现在含硫、磷(有时含硅，碳)较多的碳钢焊缝中和单相奥氏体不锈钢、耐热钢、镍基合金及铝合金焊缝中。防止凝固裂纹发生的冶金措施有:调整成分，细化晶粒，严格控制会形成低熔点共晶的杂质元素含量， 以提高金属材料在脆性温度区间的塑性，缩小脆性温 度区间，并从焊接构件设计和焊接工艺上设法尽量减 少在脆性温度区间的拉伸应变。 液化裂纹在邻近焊接熔池的母材区或多层焊的 前一焊道上，因受焊接