焊接缺_陷及检 测课件.ppt

焊接拘束应力的大小决定于受拘束的程度，可用拘束度R来表示。拘束度的定义：单位长度焊缝，在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需要的力。反映了不同焊接条件下焊接接头所承受拘束应力的程度。 R值与拘束距离L和板厚δ有关， L越小， δ增大时，拘束度增大。当R值大到一定程度时就产生裂纹，此时的拘束度R称为临界拘束度Rcr。某焊接结构接头的临界拘束度越大，表示该接头的抗裂性越好。 1.钢种化学成分：钢种的碳当量越高，淬硬倾向越大，即增大冷裂纹的敏感性。以碳当量Pcm为基础，并考虑扩散氢含量和拘束条件而建立的裂纹敏感指数Pc和Pw： 根据Pc或Pw对裂纹的敏感性，建立了避免冷裂纹所需预热温度的经验公式： 2.拘束应力的影响：拘束应力是产生裂纹的必备条件，正确估算焊接拘束应力的大小是十分困难的，工程上常借助于拘束度来求得拘束应力。板厚越大，拘束度也越大。 板厚小于50mm时： 板厚大于50mm时： 计算或查表5-10得到R与由实验方法测得的临界拘束度Rcr相比较可作为评定冷裂纹敏感性的依据： 不产生裂纹 产生裂纹 焊接完了的瞬间可以认为焊缝金属中的氢是均匀的，在冷却的过程中，除了向表面逸出氢之外，还向母材热影响区扩散。这种扩散是不均匀的，常在有塑性应变和微观缺陷的部位发生氢的聚集，使这个部位很快达到临界氢浓度。 熔合线和焊根部位氢容易聚集。采用软质焊缝会降低氢聚集的程度。 改变坡口形式和采用预热、后热等可不同程度降低氢的聚集。 焊接线能量：过大会引起近缝区晶粒粗大，降低接头的抗裂性；过小会使热影响区淬硬，不利于氢的逸出，增大冷裂倾向。 预热的影响：合理选择预热温度可有效防止冷裂纹。预热过高会恶化劳动条件，并且局部预热会增加附加应力，促使产生冷裂纹。 焊后后热的影响：焊后进行紧急后热可使扩散氢充分逸出，在一定程度上降低残余应力的作用，也可适当改善组织，降低淬硬性。选择合适的后热温度可适当降低预热温度或代替某些重大焊接结构的中间热处理，改善劳动条件。 4.焊接工艺对冷裂纹的影响： 多层焊的影响：多层焊的后层对前层有消氢和改善热影响区组织的作用，所以多层焊时预热温度可比单层焊适当降低。另外，多层焊时尽可能严格控制层间预热温度或后热温度，以便使扩散氢逸出，否则，氢量会发生逐层积累。同时，多次加热会产生较大的残余应力，从而导致冷裂倾向增大。 ①冶金方面： 从冶炼技术上提高钢材的品质。一方面采用低碳多种微量合金元素的强化方式，在提高强度的同时也保证具有足够的韧性；另一方面，采用精炼技术尽可能降低钢中的杂质，使硫、磷、氧、氮等元素控制在极低水平； 从焊接技术上选择优质低氢焊接材料和低氢的焊接方法； 严格控制氢的来源，烘干焊条、焊剂，注意环境湿度，清理焊丝和坡口附近的铁锈、油污等； 提高焊缝金属的韧性，即采用钛、铌、钼、钒、硼、碲、稀土等微量元素韧化焊缝来防止冷裂纹； 利用焊缝金属的马氏体相变应力松弛效应降低焊接拘束应力，从而提高热影响区的抗冷裂性能； 采用奥氏体焊条焊接某些淬硬倾向大的中、低合金高强钢，可很好的避免冷裂纹。有新旧两种观点。 ②工艺方面： 正确制定施工程序、选择焊接线能量、预热温度、焊后后热以及焊后热处理等，合理选择焊缝匹配、注意焊缝的分布位置和施焊的顺序。 多层焊的层间温度不应低于预热温度，也不得高于预热温度的30℃以上； 采用低匹配的焊缝。 再热裂纹：在消除应力热处理时产生的裂纹和焊接结构在一定温度条件下工作时产生的裂纹。 一. 再热裂纹的主要特征 发生在焊接HAZ的粗晶部位并呈晶间开裂； 残余应力和应力集中同时存在时才产生再热裂纹，应力集中系数越大，产生再热裂纹所需的临界应力越小； 产生再热裂纹存在一个敏感温度区间； 含有沉淀强化元素的金属材料具有产生再热裂纹的敏感性，碳素钢和固溶强化的金属材料一般不产生再热裂纹。 二. 再热裂纹的影响因素及其防治 (一) 冶金因素 化学成分对再热裂纹的影响随钢种的不同而差异； 钢的晶粒度：晶粒度越大，则晶界开裂所需的应力越小，也就越容易产生再热裂纹； 钢中的杂质越多，会降低晶界开裂所需的应力； 接头的部位和缺口效应。 (二) 焊接工艺因素 1.焊接方法：根据钢种的淬硬倾向、对晶粒长大敏感性、焊接结构的形状、板厚及使用上的要求合理选择焊接方法。（焊接方法的不同其焊接线能量不同） 2. 预热及后热：为防止再热裂纹，必须采用更高的预热温度或配合后热才能有效。 3. 选用低匹配的焊接材料，降低部分强度，提高塑性和韧性； 4. 降低残余应力和避免应力集中。 层状撕裂：在厚壁结构的焊接过程中沿钢板厚度方向存在较大应力且钢中有较多的夹杂时，会沿钢板的轧制方向出现一种台阶状的裂纹。 特征：①呈阶梯状，沿轧向的应力开裂，是由平行于轧向的平台和大体垂直于平台的剪切壁组成； ②常出现于T形接头、角接头和十字接头中；③其