焊接中冷裂纹的形成的原理及防止措施.ppt

冷裂纹是指金属经焊接或铸造成形后冷却到较低温度时产生的裂纹。这类裂纹是中碳钢、高碳钢、低合金高强钢、工具钢、钛合金及铸铁等材料成形加工时或使用过程中极易出现的一类工艺缺陷，对结构的安全使用破坏极大。;一、冷裂纹的分类及特征 二、冷裂纹的影响因素 三、延迟裂纹的形成机理 四、冷裂纹的控制;一、冷裂纹的分类及特征;延迟裂纹（氢致裂纹）;淬硬脆化裂纹;低塑性脆化裂纹; 铸造冷裂纹是铸件凝固后冷却到弹性状态时，因局部铸造应力大于材料强度极限而引起的开裂。这类裂纹总是发生在冷却过程中承受较高拉应力的部位，特别是应力集中部位。壁厚不均匀、形状复杂的大型铸件容易产生冷裂纹。 ;焊接生产中经常遇到的低合金钢接头中的延迟裂纹： ;二、冷裂纹的影响因素; 实际低合金高强钢接头中产生的冷裂纹是上述三大因素综合作用的结果，但有时可能只是其中一个或二个因素起主要作用，其余的起辅助作用。 三大影响因素的作用可归纳成经验公式来评价冷裂纹敏感性。其中最常用的关系式为： 式中，Pw、Pc是冷裂纹敏感指数；[H]是熔敷金属扩散氢含量； R是拘束度；δ是工件厚度（mm）；Pcm是钢材的碳当量。;（一）接头中扩散氢的含量与分布; [ H ]R 在接头中的分布状况取决于氢在接头中的扩散行为，后者服从以下规律： “浓度扩散” “相变诱导扩散” “应力诱导扩散” 可见接头中的 [ H ]R 聚集部位正是延迟裂纹的多发部位。; 相变诱导扩散 氢在奥氏体（γ-Fe）中的溶解度较大，扩散系数较小；而在铁素体（α-Fe）中的溶解度较小，扩散系数较大。因此，当金属自高温冷却发生 A→F相变时，氢就会由转变后的铁素体向尚未转变的奥氏体中扩散，导致氢在某些部位产生聚集。;“应力诱导扩散” 氢在金属中有向三向拉伸应力区扩散的趋势。在应力集中或缺口部位常会产生氢的局部聚集，使该处最早达到氢的临界含量。应力梯度越大，氢扩散的驱动力就越大，亦即应力对氢的诱导扩散作用越大。 ;（二）钢材的淬硬倾向;（三）接头中的拘束应力状态;三、延迟裂纹的形成机理; 由于微裂纹的形成与裂纹的扩展与 [ H ]R的扩散、聚集速度有关，所以有延迟断裂特征。产生裂纹之前的潜伏期的长短与裂纹区的应力大小有关。拉应力越小，启裂所需临界氢的浓度越高，潜伏期（延迟时间）就越长。;四、冷裂纹的控制;选用低氢型焊材或焊接方法;;;不同焊接工艺条件下熔覆金属中的扩散氢含量;;本章结束