焊接物理冶金_第五章_焊接裂纹.ppt

* 2)、焊接工艺 基本点，不产生硬化组织，不发生晶粒严重粗化现象,接头硬度↑ 粗晶区的应力腐蚀裂纹的扩展敏感性最大，主要是由于晶粒粗大，以致裂纹尖端集中的位错数量增大，并可形成大的滑移阶梯，从而利于应力腐蚀裂纹的形成和扩展。 * 消除应力处理 焊后消除应力处理是防止产生应力腐蚀裂纹的重要环节。 例氢化脱硫装置的硫化物应力腐蚀开裂试验，钢种弯曲成形加工后的热处理温度 温度 350℃ 400℃ 450℃ 500℃ 550℃ 650℃ 850℃ 1Cr18Ni8 x x x x x o o o 1Cr18Ni9Ti X x o o o o o o 其中x裂纹，o无裂纹 * 1.整体消除应力处理 消除应力的程度可用下式估算 P=T（lgt+20)*10-3 P—消除应力效果参数 T—热力学温度 t —保温时间 2.局部消除应力处理 R----管子半径 ---板厚 加热宽度 * （三）、生产管理 1、? 防蚀处理 介质隔离、涂层、衬里 介质处理、加缓蚀剂等 电化防蚀、阴极化或阳极化、表面技术处理 2、? 定时检查及分析 定期检查、及时补修 本节结束 * 焊接裂纹综合分析和判断 一、宏观分析及判断 （一）被焊材质和焊接材料的化 学成分 （二）根据施工中的焊接工艺 （三）产品结构的运行工况条件 * 二、微观分析及判断 1、热裂纹 2、冷裂纹 3、再热裂纹 4、层状撕裂 5、应力腐蚀裂纹 图形详见前几节 * 三、断口分析及判断 断裂形式 穿晶断裂 沿晶断裂 韧性断裂 韧窝断裂 滑移断裂 脆性断裂 疲劳断裂—疲劳纹 解理断裂 准解理断裂 塑性断裂 脆性断裂 疲劳断裂—疲劳花纹 等轴韧窝 剪切韧窝 撕裂韧窝 蛇形滑移 波形滑移 平直滑移 * (一)焊接裂纹的断裂形式及断口形态 2、解理断裂 3、准解理数裂 4、沿晶断裂 1、韧窝断裂 等轴韧窝 撕裂韧窝 剪切韧窝 * * * (二)热裂纹断口形貌 * (三)冷裂纹断口形貌 * (四)再热裂纹断口形貌 * (五)层状撕裂断口形貌 * (六)应力腐蚀裂纹断口形貌 图5.25 碳当量与临界含氢量的关系 a) Pcm与 [ H ] cr ；b) CE与 [ H ] cr b. 氢的作用 图5. 26 高强钢热影响区（HAZ）延迟裂纹的形成过程 b. 氢的作用 c. 拘束度影响 拘束度 RF＝E?/L E: 弹性模量 ?：板厚 L：拘束长度 ?＝ mRF ＝mE?/L ?: 拘束应力 m: 拘束应力转换系数 图5.27 对接接头的拘束度模型 图5.28 实际结构拘束度的统计 图5.29 不同坡口形式R与σ的关系 焊接冷裂纹敏感指数 图5.30 氢致剥离裂纹形成的位置 图5.31 冷裂原因及其对策 图5.？ 层状撕裂类型 a) 焊根冷裂纹为启裂源的层状撕裂；b) 焊趾冷裂纹为启裂源的层状撕裂 c) 沿热影响区轧层夹杂物启裂的层状撕裂； d) 沿板厚中心（远离HAZ）轧层夹杂物启裂的层状撕裂 * 层状撕裂 1、产生的部位和形状 宏观形状：在外观上具有阶梯状的形式，由基本上平行于轧制方向表面的平台与大体上垂直于平台的剪切壁所组成。 微观形状：扫描电镜观察低倍下：断口表面呈典型的木纹状，是层层平台在不同高度分布的结果 部位：母材或热影响区 一、特征及危害性 * 2、产生在厚板结构中 十字接头,丁字接头,角接头，平台局部地区有硅酸盐或氧化物夹杂物 * 种类 依产生部位分: 第一类 是在焊接热影响区焊趾或焊根 冷裂纹诱发而形成层状措裂；  第二类 热影响区沿夹杂开裂；  第三类 远离热影响区母材中沿夹杂开裂 MnS片状夹杂较多。 * 二、形成机理及影响因素 (一)、层状撕裂的形成过程 1、厚板结构中焊接时刚性拘束条件下，产生较大的Z向应力和应变，当应变达到超过材料的形变能力之后，夹杂物与金属基体之间弱结合面发生脱离，形成显微裂纹，裂纹尖端的缺口效应造成应力、应变的集中，迫使裂纹沿自身所处的平面扩展，把同一平面而相邻的一群夹杂物连成一平，形成所谓的“平面”。 * 2、与此同时相邻近的两个平台之间的裂纹尖端处，在应力应变影响下在剪切应力作用下发生剪切断裂，形成“剪切壁“，这些平台和剪切壁在一起，构成层状撕裂所持有的阶梯形状。 * (二)、影响因素 1、非金属夹杂物的种类 2、焊接Z向应力 3、母