焊接热裂纹-凝固裂纹探索.ppt

轮船断裂 压力容器爆炸 材料连接原理 本节将重点讲授凝固裂纹的定义、特征及形成机理 所谓焊接热裂纹是焊接过程中在高温阶段产生的开裂现象，多在固相线附近发生。 材料连接原理 母 材：杂质含量较高的船用低碳钢 焊接方法：CO2气体保护焊 凝固裂纹实例1 材料连接原理 凝固裂纹实例2 母 材：Q345B低合金高强钢 焊接方法：窄间隙激光填丝焊 材料连接原理 母 材：不锈钢 焊接方法：手工电弧焊 着色探伤后发现在焊缝中心存在一些肉眼观察不到的细小裂纹 凝固裂纹实例3 材料连接原理 母材：6013铝合金 焊接方法：激光焊 激光功率P=5kW 焊接速度V=1.5mm/min 观察方法：高速摄像 焊后焊缝的表面形貌 （沿焊缝中心开裂的凝固裂纹） 凝固裂纹实例4 材料连接原理 3.1） 凝固裂纹的特征？ 微观特征：表面无金属光泽，常有氧化颜色 材料连接原理 宏观特征：焊缝柱状晶交界处，沿焊缝中心的纵向裂纹 产生材料：含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中和单相 奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金 材料连接原理 3.2） 什么是凝固裂纹？(定义） 温度：固相线附近 拉应力作用 沿晶开裂 熔池结晶的阶段及脆性温度区间 δ：塑性 δmin：脆性温度区间的最 低塑性 T：温度 TL：液相线 TS：固相线 TB：脆性温度区间 材料连接原理 TL TS δmin TB 材料连接原理 固-液阶段 液态薄膜—根本原因 拉伸应力—必要条件 凝固裂纹的产生原因 液态薄膜 材料连接原理 a) 拉伸应力所产生的应变随温度按直线1变化时，产生的应变量e1δmin，不产生凝固裂纹; c) 按直线3变化时, 应变量e3=δmin，处于临界状态。 此时的应变增长率成为临界应变增长率，以CST表示，及CST=tanθ。 b) 按直线2变化时，应变量e2δmin，此时必将产生裂纹； CST综合地反映了材料凝固裂纹的敏感性，为防止产生凝固裂纹，必须满足下面条件： CST 1 3 2 e1 e3 e2 θ 焊接时产生凝固裂纹的条件 材料连接原理 课后作业 为什么采用临界应变增长率CST作为判据 来比较金属材料的热裂倾向更为合理？用脆性温度区间来作为判据如何？