焊接热裂纹与母材晶粒粗大的关系讨论
2008年(第7卷)总目次
第１ 期
构建政产学研合作 创新人才培养模式 …… ……………… …………………… …………… 刘全胜 ， 陈玉平 ， 王怀宝（ １ ｏ） 高职专业教学 资源库与 图书馆数字资源建设 …… ………………… ………………… …… …………………… 姜敏凤 （３ ０） 计算机应用技术专业工学结合人才培养模式 … ………………… …………………… ………………………… 周志德（６ ０） 切实加强实验 （ ） 的环境建设 ………………… ……………………………………………… ……………… 周陆飞（Ｏ 训 室 １） 无锡职业技 术学 院课程模块库的建设 ………………… ……………………………… …… …… ……………… 顾 惠明（２ １） 阿根廷职业教育考察情况及随想 ……… ………… …………… ………… ………… ………… ……… 傅 筠 ， 王 颖 （４ １） 高职学生就业 的特点与对策 ………………… …………………………………………………… …… ………… Ｉ 冻耀庆 （７ １） 高职学生创业必备的综合能力 及其 培养 …… ……………… …… ……………………………… ……………… 丁邦俊 （９ １） 关于高职工学结合教材建设的思考 …… …………………… ……………………………………………… …… 陈桂梅 （２ ２） 高职院校校 园文化建设的现状 及对 策 … …… ……………… ………………………………………… …… …… 陈群辉 （５ ２） 自混合 干涉对分布反馈激 光器线宽 的影响 ……… …………………… …………………… … 张银阁 ， 王 鸣， 周俊萍（ ８ ２） 机器人操作臂逆运动学分析 ………………… …………………………………………………… …… ………… 周广宏 （ １ ３） 基于．Ｅ Ｎ Ｔ技术 “ 多媒体教学效果” 调查 系统 的设计 ……………………………………………………………… 程载和 （４ ３） Ｈ Ｍ合成及其在苯乙烯 阳离子聚合体系中的作 用 …………… ………… ………… …………… …… 宋静辉 ， Ｐ 陈奠宇 （７ ３） 传统民间艺术与现代包装设计 的融合 … …………………… ………………………………………… …… …… 鲁 华 （０ ４） 焊接热裂纹与母材晶粒粗大的关 系讨论 …… ……… ……… ……… ……… ……… …………… …… 严 勇 ， 汪 浒（ ２ ４） 穷举法 与粒子群算法的 比较 … …………………… ………………………………………………………… …… 王得燕（ ４ ４） 校 园网计费系统研究与设计 …… …………………………… …… ……………………………………………… 吴 伟（ ６ ４） 对 高职 院校人力资源管理 的思考 … ………… …… …………… ………… …………… ………… …… 于学甫 ， 胡全裕（ ９ ４） 加强高职党建工作 推进 和谐校 园建设 …… ……… ……… ……… ……… ……… …………… …… 葛志亮 ， 王金娟（ １ ５） 论 院校二级研究生德 育工作 的实践途径 …… ………… …… ……… ………… ………… ………… … 李凌锋 ， 陈延杰（ ３ ５） 论项 目团队精神的构件 … ………… …………… ………… ………… …………… ……………… …… 许爱丽 ， 董吉松（ ５ ５） 管理者最需要的是慧眼和点子 ………… ……………………………… …… …… ……………………………… 王雅琴（ ７ ５） 我 国网络教育应 用现状及对策探析 ……………… …………………… …… …… ……………………………… 刘海波（０ ６） 社会主义市场经济条件下 的主导价值观 ……………… …………………… …………………………………… 王 占东（ ２ ６） 激励理论在大学英语教学 中的应用 ……… ……… …… ……一…… ………… ………… …………… 黄文杰 ， 韩玉强（５ ６） 关 于高职数学教学改 革的几点思考 ………… …………………… ……………………………………………… 朱 翔（７ ６） 过程装备与控制工程专业本科教学 的思考 ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………… 宋春芳 ， 王曙光（９ ６） 机械制图与 Ａ ｔＣ Ｄ融合教学模式优化研究 …………… ………… ………… ……………… …… 尤惠媛 ， ｕ Ａ ｏ 王定保（ １ ７） 华为一 Ｃ Ｍ 实验室建设 …… …………………… …………………… ………………… ……………… 闾立新 ， ３Ｏ 张 燕（３ ７） 《 建筑制 图与计算机绘图》 课程教学的思考 ……… ………… …… ………… ……… …… …………… 王 俭 ， 伟 （５ 王 ７） 外贸英语实践教学模式 的探索与实践 ………………… ………………………… …… ………………………… 张淑芳（７ ７） 《 计算机网络》 课程改革的实践与探 索 ………… ……… ……… ……… ………… ………… ………… 张艳红 ， 周沿海 （９ ７） 跨文化交 际中的语用失误 ………… ………… ………… …………… ………… ………… …………… 舒 琼 ， 雷 卿（ １ ８） 国外叙 事研究应用及进展 …………………… ………………………………………………………… ………… 贾 飞（４ ８） 追求爱情和幸福 的“ 叛女 ”…………………… …………………………………………………… …… ………… 邹 云虹 （７ ８） 《 老残游记》 音乐描写的独特魅力 ……………………… ………………………………………… …… ………… 陈 今 （９ ８） 浅论建设工程价款优先受偿权 的理解与适用 ……… …… ………………… ……………………………… …… 张 字 （ １ ９） 论斯宾诺莎 的神学观 ……………………………… …… …………………………………………………… …… 陈 勇 （４ ９）
xy-焊接缺陷习题
德州职业技术学院
焊接冶金缺陷习题课
6、焊接热影响区 答：熔焊时在集中热源的作用下，焊缝两侧发生组 织和性能变化的区域。 7、延迟裂纹 答：不是在焊后立即出现的冷裂纹。· 8、结晶裂纹 答：焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金 属的收缩，残余液体金属不足而不能及时填充， 在用力作用下发生沿晶开裂，故称结晶裂纹。
金属熔焊原理
德州职业技术学院
Байду номын сангаас
焊接冶金缺陷习题课
四 简答题 1、高强钢焊接时产生延迟裂纹的原因主要是什么？ 答：高强钢焊接时产生延迟裂纹的原因主要是： （1）钢种的淬硬倾向； （2）焊接接头的含氢量及其分布； （3）焊接接头的拘束应力。
金属熔焊原理
德州职业技术学院
焊接冶金缺陷习题课
2、防止延迟裂纹的冶金措施有哪些？ 答：（1）选用低碳微量多合金化的母材； （2）降低焊缝含氢量：选用低氢焊接材料，烘干焊 条消理焊件焊丝，采用低氢焊接方法； （3）加入某些合金元素，提高焊缝金属的塑性； （4）采用奥氏体组织的焊条焊接某些淬硬倾向较大 的低合金高强钢
金属熔焊原理
德州职业技术学院
焊接冶金缺陷习题课
6、气泡的生核的基本条件是液态金属中有过饱和的 气体。（ ） 7、氢气孔多出现在焊缝表面，断面形状多为螺钉状 ，从焊缝表面看呈圆喇叭口形，气孔的四周有光 滑内壁。（ ） 8、氮气孔一般成堆出现，形似蜂窝。（ ）
9、 CO气孔是析出性气孔。（ ）
10、 H气孔是反应性气孔。（ ）
焊接冶金缺陷习题课
10、简述裂纹的危害。 （1）减少了焊接接头的有效工作截面，降低承载 能力。 （2）造成了严重的应力集中，既降低疲劳强度。 （3）造成泄漏。 （4）表面裂纹容易造成或加速结构的腐蚀。 （5）留下隐患，使结构变得不可靠。
裂纹分类-热裂纹讲解
(1)硫和磷 硫、磷几乎在各类钢中都会增高结晶裂纹的倾向，即使 是微量存在，也会使结晶区间大为增加。 硫和磷在钢中还能引起偏析。元素的偏析程度可 用下式表示：
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(2) 碳 碳在钢中是影响结晶裂纹的主要元 素，并能加剧其他元素的有害作用(如硫、 磷等)。国际上采用碳当量作为评价钢种 焊接性的尺度，可见碳的重要影响。
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以上仅从三个方面概要地讨论了冶 金因素对产生结晶裂纹的影响，它们之 间往往是相互影响、错综复杂的，有时 还是矛盾的。总之，对于结晶裂纹的机 理，影响因素等均须作进一步研究。
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(二)力学因素对产生结晶裂 纹的影响
产生结晶裂纹的影响因素是很复杂 的，但概括起来主要是冶金因素和力学 因素，二者之间既有内在的联系，又有 各自独立规律。对于各种情况下，产生 结晶裂纹的条件必须是冶金因素和力学 因素共同作用，二者缺一不可。
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是否产生结晶裂纹主要决定于 以下三个方面
a. 脆性温度区TB的大小 TB越大，由于焊缝收缩产生拉伸应力的作用时间也越 长，产生的应变量也越大，故产生结晶裂纹的倾向也 就越大。 TB大小主要决定于焊缝的化学成分、低熔共 晶的性质及分布、晶粒大小及方向性等。
b. 在脆性温度区内金属的塑性 在TB内焊缝金属的塑性越小，就越容易产生结晶裂纹。 c. 在脆性温度区内的应变增长率 在TB内，随温度下降，由于收缩产生的拉伸应力增大， 因而应变的增长率也将增大，这就容易产生结晶裂纹。
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(一)冶金因素对产生结晶裂纹 的影响
所谓纳晶裂纹的冶金因素主要是合 金状态图的类型、化学成分和结晶组织 形态等 1．合金状态图的类型和结晶温度区间
试验研究表明，结晶裂纹倾向的大小是随合金状态图结 晶温度区间的增大而增加。
不锈钢是否需要焊后热处理
不锈钢是否需要焊后热处理焊后热处理的作用：通过焊后热处理可以解决焊接残余应力，软化淬硬区，改善组织，减少含氢量，从而降低焊接接头的延迟裂纹倾向。
问题案例：既然焊后热处理可以解决焊接残余应力，那是否所有的金属材料都需要焊后进行热处理？某石化公司高温高压渣油加氢装置TP347厚壁管道（ø427×50）焊后经RT射线检测未发现超标缺陷，但经过稳定化热处理后却发现大量裂纹。
以下介绍两个定义：焊接热裂纹与再热裂纹。
定义①焊接热裂纹分为两种，其一为凝固裂纹(或叫结晶裂纹)，结晶裂纹是焊接熔池在次结晶晶界的开裂，一般发生在凝固线温度(T,)区间，结晶裂纹只出现在焊缝中，尤其易出现在弧坑中，此时也叫弧坑裂纹；其二为液化裂纹，液化裂纹是紧靠熔合线的近焊缝区过热段的母材晶界被局部重熔、出现晶间液膜分离，在收缩应力的作用下产生的裂纹，液化裂纹常出现在近焊缝区。
无论是晶界裂纹还是液化裂纹，都具有沿晶开裂的特点。
热裂纹的微观特征表现为：晶粒有明显的树枝状突出，晶间面圆滑，断口有明显的氧化。
热裂纹一般比较细小，它既可能出现在焊缝表面，也可能出现在焊缝金属内部。
347/H比321/H等更容易出现热裂纹的主要原因：铌是强烈的氮化物和碳化物形成元素，可明显提高钢的室温性能和高温性能。
铌还是一种细化晶粒的元素，含微量的铌（例如0.03%）就能显著细化钢材的晶粒，并提高钢的室温抗拉强度。
而高的强度对抗热裂反而不利。
铌与铁、碳等元素易形成低熔点共晶物，增加焊缝金属的热裂纹倾向，工程上，347/H不锈钢中的Nb/C应不小于10，但铌含量不宜超过1%。
定义②再热裂纹是指焊后对焊接接头再次加热时所产生的开裂现象。
再热裂纹常发生在靠近再结晶温度的温度区间，它与液膜无关，而是由于再结晶导致的晶界韧性陡降，在焊接残余应力发生应力松弛时引起的应变超过晶界金属的变形能力而导致的开裂。
再热裂纹的产生有两个条件：(1）存在焊接残余应力或外载荷引起的应力集中。
S31008焊接过程中出现的裂纹及解决
S31008焊接过程中出现的裂纹及解决摘要：本文主要探讨了S31008焊接过程中的主要问题，进而分析了S31008出现焊接问题的原因，讨论了S31008焊接问题的主要解决措施，以期能够提高S31008焊接的效果。
关键词：S31008；焊接；问题；解决一、前言目前，在无锡有几百家压力容器制造厂家，但大部分制造厂制造的产品，如反应釜、换热器、储罐、塔器等，而所用钢材仍然为最常用的材料，不锈钢为S30408、S31603、S32168，碳钢为Q345R、Q235-B、20等。
但是随着社会经济的高速发展，用户对压力容器的要求越来越高，体积一个比一个大，承受的压力从低压向高压、超高压发展，对承载的物料的要求也越来越严苛，例如生产盛放的物料为甲酸钠溶液，因为甲酸钠溶液有一定的腐蚀性，所以采用S31008不锈钢板做为承载设备。
二、S31008焊接过程中出现的焊接裂纹在生产中采用的钢板为S31008具体如下：标准牌号 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu 其他GB24511-2009 S31008 0.04~0.08 ≤1.5≤2.00≤0.035≤0.0219~22 24~26 - - -采用的焊条具体如下标准牌号 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu 其他GB/T983-2012 E310-16(A402 0.08~0.2 ≤0.75 1.0~2.5 ≤0.03≤0.0320~22.5 25~28 ≤0.75≤0.75-钢板的厚度30mm,焊条为A402，直径4.0mm，坡口为X型，直径4.0的焊接参数如下：I=140-160A U=22-24V v=240-280mm/根层间温度≤100℃。
在焊接过程中，在每一根焊条收弧后，都会出现裂纹如图而同样的条件下，板材不变，焊条仍然是A402，坡口形式改U型，焊接参数不变，在施焊过程中每一根焊条收弧后，都会出现如上图中的裂纹，因为裂纹在收弧后立即出现，所以肯定为热裂纹。
q235·a·f钢焊接热裂纹产生的原因及对策
疋科技_虱Q235A F钢焊接热裂纹产牛的原因及对策赵志强(徐州技师学院，江苏徐州221000)喃要]Q235A F这种低碳钢总体上来说焊接}生优良。
但少数情况下焊接会有热裂纹出现，热裂纹的产生与焊材或母材中碳、硫、磷含量过高都有关。
为避免热裂纹的出现，必须减少碳、硫、磷溶入焊缝，可以采用碱}生焊条焊接等措施加以解决。
哄键词]Q235A F；热裂纹；对策Q235A F钢是屈服强度为235M Pa，质量等级为A级，沸腾法脱氧的低碳钢。
它属于普通碳素结构钢的范畴。
按G B700—88要求其舍碳量为014％～022％，另外含有O．3％～065％的锰和不大于030％的硅两种有益元素以及不大于0050％的硫和不大于0045％的磷两种杂质元素。
总体来说这种钢C、M n、S i含量少，碳当量值很低，通常情况下其焊接性能优良，整个焊接过程不需要采取特殊工艺措施，即可获得满意的焊接接头。
但在少数情况下，其焊接性也会不好，焊接时也可能会有裂纹产生。
去年春季开学时，我校购进一批12m m厚Q235A F钢板和一批E4303焊条，对学生进行焊条电弧焊板对接V型坡口立焊单面焊双面成形课题实训I时，就出现了在焊缝中产生裂纹的现象。
裂纹集中出现在打底焊道的中间位置，特别是未填满的弧坑处。
熄弧后，稍微冷却即可看到弧坑处有裂纹产生，清除熔渣，可发现裂纹断口处有明显的氧化色彩。
据此我们判断裂纹是在焊缝处于较高温度时形成的，是热裂纹。
焊接裂纹是在焊接过程中，焊接接头局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成新界面所产生的缝隙。
它是焊接接头中最危险的焊接缺陷，其危害性极大，是焊接结构和容器发生突然破坏，造成灾难性事故的主要原因之一。
因此，也是生产中要防止的重点。
热裂纹是在焊接过程中焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时产生的，故称为热裂纹。
从金属材料断裂理论可知，焊接热裂纹具有高温沿晶断裂的性质，发生高温沿晶断裂的条件是在高温阶段晶间延性或塑性变形能力6m i n不足以承受焊缝金属凝固和高温冷却过程积累的应变量￡，即E≥6m i m时产生的。
常见焊接裂纹的解析
常见焊接裂纹的解析焊接裂纹，焊接件中最常见的一种严重缺陷。
在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，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而所产生的缝隙。
它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征，按照形成的条件可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四帧一、冷裂纹冷裂纹是在焊接过程中或焊后，在较低的温度下，大约在钢的马氏体转变温度（即Ms 点）附近，或300〜200C以下（或TV0.5Tm, Tm为以绝对温度表示的熔点温度）的温度区间产生的，故称冷裂纹。
冷裂又可分为延迟裂纹、淬火裂纹和低塑性脆化裂纹。
（一）产生条件1.焊接接头形成淬硬组织。
由于钢的淬硬倾向较大，冷却过程中产生大量的脆、硬，而且体积很大的马氏体，形成很大的内应力。
接头的硬化倾向：碳的影响是关键，含碳和貉虽:越多、板越厚、截积越大、热输入量越小，硬化越严重。
2.钢材及焊缝中含扩散氢较多，氢原子在缺陷处（空穴、错位）聚积（浓集）形成氢分子，氢分子体积较氢原子大，不能继续扩散，不断聚积，产生巨大的氢分子压力，甚至会达到几万个大气压，使焊接接头开裂。
许多情况下，氢是诱发冷裂最活跃的因素。
3.焊接拉应力及拘朿应力较大（或应力集中）超过接头的强度极限时产生开裂。
（二）产生原因：可分为选材和焊接工艺两个方面。
1.选材方而（1）母材与焊材选择匹配不当，造成悬殊的强度差异；（2）材料中含碳、、铝、锐、硼等元素过髙，钢的淬硬敏感性增加。
2.焊接工艺方面（1）焊条没有充分烘干，药皮中存在着水分（游离水和结晶水）：焊材及母材坡口上有油、锈、水、漆等：环境湿度过大（＞90%）；有雨、雪污染坡口。
以上的水分及有机物，在焊接电弧的作用下分解产生H,使焊缝中溶入过饱和的氢。
（2）环境温度太低：焊接速度太快；焊接线能量太少。
会使接头区域冷却过快，造成很大的内应力。
（3）焊接结构不当，产生很大的拘束应力。
（4）点焊处已产生裂纹，焊接时没有铲除掉；咬边等应力集中处引起焊趾裂纹：未焊透等应力集中处引起焊根裂纹；夹渣等应力集中处引起焊缝中裂纹。
焊缝组织观察及分析
•
实验内容及步骤
• • • • 取一焊接接头试样： 仔细观察并画出焊接接头宏观组织，分 析形成原因： 仔细观察焊接接头不同区域显微组织变 化，画出各区典型组织示意图； 结合自己的试样和其他同学的试样，比 较不同钢种，不同焊接条件下组织的变 化。
实验报告要求
实验目的 画出观察到的焊缝及热影响区各部分的组 织示意图，并注明名称、状态、腐蚀剂、 放大倍数、组织组成物。 • 焊缝组织讨论 – 联系焊接过程分析焊缝组织形成特点； – 结合本次实验材料讨论不易淬火钢和易 淬火钢特征； – 讨论焊接条件对焊接头组织的影响。 • •
焊缝组织观察及分析
王运玲
实验目的
• • 观察焊缝宏观组织，观察焊缝，热影响 区及母材金属的显微组织； 了解焊缝金相检验方法。
实验概述
• 焊接工艺一种引用极为广泛的热加工成型工艺。在现 代船舶、石油、化工、电力、机械制造、桥梁和国防 工程上，许多产品都使用焊接结构。为了仔细分析焊 缝金属组织和检查焊缝质量，除了外部检查法、机械 性能试验、χ射线和γ射线透视法、电弧检查法以及水 压试验等方法外，金相分析方法是一个重要的、占有 突出地位的手段之一。 一般把焊缝组织划分宏观组织和微观组织，因此焊缝 接头的金相检验一般也分为宏观分析和显微分析两种。 焊接接头的宏观组织 可分为三个部分：（1）中心 焊缝区；（2）靠近焊缝的热影响区（3）母材金属。
实验概述
• 不易淬火钢的热影响区组织
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图8-1为焊接热影响区和铁碳相图之间的关系。以此来分析20钢 焊接热影 响区的组织变化。组织发生显著变化热影响区分为四个区域。 （1）熔合区 即融合线附近焊缝金属到基体金属的过渡部分，温度处在固 相线附近与液相线之间，金属处于局部熔化状肪，晶粒十分粗大，化学成 分和组织极不均匀，冷却后的组织为过热组织，呈典型的魏氏组织。这段 区域很窄（0.1-1mm）,金相观察实际上很难明显的区分出来，但该区对于 焊接接头的强度、塑性都有很大影响，往往熔合线附近是裂纹和脆断的发 源地。 （2）过热区（粗晶粒区）加热温度范围Tks-Tm(Tks为开始晶粒急剧长大 温度，Tm为熔点)，当加热至1100℃以上至熔点，奥氏体晶粒急剧长大， 尤其在1300℃以上，奥氏体晶粒急剧粗化，焊后空冷条件下呈粗大的魏氏 组织，塑性、韧性降低，使接头处易出现裂纹。 （3）正火区（细晶粒区）即相变重结晶区，加热温度范围AC3- Tks之间， 约为900-1100℃，全部为奥氏体，空冷后得到均匀细小的铁素体+珠光体 组织，相当于热处理中的正火组织，故又称正火区。 （4）部分相变区，即不完全重结晶区，加热温度AC1- AC3，约750900℃，钢被加热奥氏体+ 部分铁素体区域，冷却后的组织为细小铁素体+ 珠光体+部分大块未变化的铁素体，晶粒大小不均匀。
奥氏体不锈钢焊接热裂纹的成因及防止对策
奥氏体不锈钢焊接热裂纹的成因及防止对策摘要：奥氏体不锈钢热裂纹的产生主要是由于焊剂熔池中的冶金效应和内外部拉应力共同作用的结果。
母材和焊材的化学成分将影响焊接熔池中的冶金效果，焊接工艺措施是确保减小拉应力产生的有效手段。
为了有效地防止奥氏体不锈钢焊接热裂纹的产生，主要从两个方面入手，首先控制化学成分，采用低C、低S、低P、加入稳定化元素的母材和焊材；其次采用合理的焊接工艺措施，尤其将焊接线能量控制在较低水平，防止产生大的内应力。
本文对0Cr25Ni20不锈钢的焊接热裂纹产生的原因进行分析，目的是保证该种不锈钢的焊接实用性，防止产生焊接裂纹。
从焊接热裂纹的成因角度出发，采取热裂纹防止措施，保证0Cr25Ni20不锈钢的焊接质量。
关键词：奥氏体不锈钢；焊接；热裂纹；防止对策不锈钢的种类按照其化学成分和组织结构的不同，可以分为以铬为主加元素的铁素体不锈钢和马氏体不锈钢，从理论上讲，与铁素体不锈钢和马氏体不锈钢相比，铬镍奥氏体不锈钢的焊接性被认为是较好的，但这并不意味着在所有的情况下该钢的焊接质量都能达到较高的使用要求。
在役的奥氏体不锈钢焊接结构中，焊接接头出现热裂纹等问题案例时有发生，不仅影响了结构的正常使用和安全性，还给企业造成经济损失。
一、概述不锈钢药芯焊丝因其具有工艺性能优良、力学性能稳定等特点，国外近年来广泛应用于石化、压力容器、造船、钢结构和工程机械等行业。
我国处于不锈钢应用的高速增长期，不锈钢焊材的用量也随之迅猛增长。
采用不锈钢药芯焊丝来焊接是近二三十年来的事，在研发不锈钢药芯焊丝的过程中也面临着诸多问题。
其中一个不可避免的问题就是奥氏体不锈钢焊接过程中的热裂纹。
焊接热裂纹不仅给生产带来许多困难，还可能带来一些事故，危害甚大。
热裂纹是在焊接时高温产生的，故称热裂纹（hotcracking），热裂纹是由冶金因素和力学因素相互作用形成的。
二、奥氏体不锈钢焊接热裂纹产生因素1、焊接结晶裂纹具有高温沿晶断裂的性质。
焊接接头再热裂纹产生原因、措施及方法(干货)
焊接接头再热裂纹产生原因、措施及方法近年来特种设备上低合金高强材料的应用越来越普遍，这与锅炉压力容器高温高压的工况有关，但特种设备在制造过程中往往发现焊缝在热处理后发现裂纹，特别如 2.25Cr-1Mo，13MoNiMoR等材料，这引起了制造厂的注意。
1.焊接接头中裂纹的种类很多结晶裂纹:焊接熔池凝固结晶时，在液相与固相并存的温度区间，由于结晶偏析和收缩应力应变的作用，焊缝金属沿一次结晶晶界形成的裂纹。
此类裂纹只发生在焊缝中(包括弧坑)。
液化裂纹:焊接过程中，在焊接热循环峰值温度作用下，在多层焊缝的层间金属与母材近缝区金属中，由于晶间金属/受热重新熔化，在一定的收缩应力作用下，沿奥氏体晶界开裂的现象，有的文献称为“热撕裂”。
高温低塑性裂纹:在液相结晶完成以后，焊接接头金属从材料的塑性恢复温度开始冷却，对于某些特殊的材料，当冷却到一定的温度范围时，由于应变速率和某些冶金因素的相互作用，引起塑性下降，导致焊接接头金属沿晶界开裂。
一般发生在比液化裂纹的部位距熔合线更远一些的热影响区。
再热裂纹:焊接后，在消除残余应力热处理或不经任何热处理的焊件，处于一定温度下服役的过程中，在一定条件下产生的沿奥氏体晶界发展的裂纹。
事实上再热裂纹是低合金高强钢焊接性要解决的主要问题之一，特别是某些含有较多碳化物形成元素如Cr，Mo，V，并可产生沉淀碳化物的低合金高强钢和热强钢厚板焊缝中，往往就会在焊后消除应力热处理过程中产生再热裂纹，处理这些缺陷既费工又费时，对生产带来很大影响。
下面就再热裂纹的形成机理和制造过程中的预防措施及检验方法进行简析。
2.再热裂纹的机理再热裂纹的形成，简单来说就是晶内由于强化强度很大而晶界强度较弱，在焊后热处理时，应力松弛时的形变集中加在了晶界上，一旦晶界应变超出了晶界的强度极限时，会导致沿晶界开裂产生裂纹。
（1）再热裂纹形成的内因焊接时，熔合线附近的热影响区被加热到1200℃左右，尤其是厚板多次被加热后，晶粒粗大，而在冷却时强碳化物析出较慢，同样在埋弧焊时，由于线能量较大，焊缝中间的晶粒也较粗大，在随后的SR处理(480～680℃)过程中，碳化物（V4C3、NbC、MoC等）在晶内弥散沉淀，从而强化了晶内（晶内热强性好），使热处理时，应力松弛时的应变集中加载在晶界上；晶粒粗大，使承载应变的晶界数锐减，同样应变单位晶界应变量大大增加；另外，在焊后SR处理时，低熔点杂质及B、Sb、Sn、As等微量元素偏析于晶界，减弱了晶界的塑性，应变超过晶界的塑性极限就形成开裂。
焊接裂纹成因分析及其防治措施
焊接裂纹成因分析及其防治措施1、焊接裂纹的现象在焊缝或近缝区，由于焊接的影响，材料的原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为焊接裂缝，它具有缺口尖锐和长宽比大的特征。
按产生时的温度和时间的不同，裂纹可分为：热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀裂纹和层状撕裂。
在焊接生产中，裂纹产生的部位有很多。
有的裂纹出现在焊缝表面，肉眼就能观察到；有的隐藏在焊缝内部，通过探伤检查才能发现；有的产生在焊缝上；有的则产生在热影响区内。
值得注意的是，裂纹有时在焊接过程中产生，有时在焊件焊后放置或运行一段时间之后才出现，后一种称为延迟裂纹，这种裂纹的危害性更为严重。
常见裂纹的发生部位与型态如下图所示。
常见裂纹的发生部位与型态2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害最大的缺陷，除了降低焊接接头的承载能力，还因裂缝末端的尖锐缺口将引起严重的应力集中，促使裂缝扩展，最终会导致焊接结构的破坏，使产品报废，甚至会引起严重的事故。
通常，在焊接接头中，裂缝是一种不允许存在的缺陷。
一旦发现即应彻底清除，进行返修焊接。
3、焊接裂纹的产生原因及防治措施由于不同裂缝的产生原因和形成机理不同，下面就热裂缝、冷裂缝和再热裂缝三类分别予以讨论3.1、热裂纹热裂缝一般是指高温下（从凝固温度范围附近至铁碳平衡图上的A3线以上温度）如下图所示所产生的裂纹，又称高温裂缝或结晶裂缝。
热裂缝通常在焊缝内产生，有时也可能出现在热影响区，如图所示。
原因：由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层存在形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂缝。
此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，则在加热温度超过其熔点的热影响区，这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开而形成热影响区液化裂缝。
总之，热裂缝的产生是冶金因素和力学因素综合作用的结果。
防治措施：防止产生热裂缝的措施，可以从冶金因素和力学因素两个方面入手。
热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂,这些你都了解吗？
癖接裂纹就其本质来分，可分为热裂纹、再热裂纹'冷裂纹、层状撕裂等.下面就各杵裂奴的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。
Ol热裂纹在焊接时高温下产生的，故称热裂纹，它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。
根据所焊金属的材料不同（低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等），产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同.目前，把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类.（1）结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中（含S,P,C,Si黑高）和单相奥氏体钢、银基合金以及某些话合金焊逢中.这种裂纹是在焊逢结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足，不能及时添充，在应力作用下发生沿晶开裂.防治措施为：在冶金因素方面，适当调整焊逢金属成分，缩短照性温度区的范围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质的含量；细化焊逢金属一次晶粒，即适当加入M。
、V、Ti.Nb等元素;在工艺方面，可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。
(2)近缱区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹，它的尺寸很小，发生于HAZ近缝区或层间。
它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属,在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成物被重新熔化，在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。
这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的.特别是在冶金方面，尽可能降低硫、磷、畦、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的；在工艺方面，可以减小线能量，减小熔池熔合线的凹度.(3)多边化裂纹是在形成多边化的过程中，由于高温时的芨性很低造成的.这种裂纹并不常见，其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等,02再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金（包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高混合金，以及某些奥氏体不锈钢），他们焊后并未发现裂纹，而是在热处理过程中产生了裂纹。
焊接原理焊接热影响区组织和性能
3.注意问题
1).热影响区中熔合区,过热区晶粒严重 长大,是焊接接头的薄弱地带. 2).低碳钢的不完全重结晶区,在急冷急 热的条件下,会表现出高碳钢的行为. 3).成分偏析严重,C.P.S高时易产生淬硬 组织,裂纹.
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二.焊接热影响区的性能
(一)HAZ的硬化 硬度
为了方便起见,常常用硬度的变化来判定 热影响区的性能变化,硬度高的区域,强度 也高,塑性.韧性下降,测定热影响区的硬 度分布可以间接来估计热影响区的强度, 塑性和裂纹倾向影响硬度的因素。
5பைடு நூலகம்
熔合区 焊缝金属 母材
16Mn钢焊接热 影响区
过热 区
不完全重结晶区
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2.易淬火钢
此类钢热影响区的组织分布与母材焊前热 处理有关焊前热处理.退火,正火,调质(淬 火+高回火) 1).完全淬火区 2).不完全淬火区 3).对于调质处理的钢(母材焊前处于调质状 态)回火区以下,发生不同程度的回火处理 ─回火区.组织性能变化取决于焊前调质 状态的温度.
焊接热影响区组织和性能
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焊接热影响区的组织和性能
一.焊接热影响区的组织分布
焊接结构钢根据热处理特性不同分为两类 :淬火钢,不易淬火钢,分别讲述淬火钢和 不易淬火钢的组织分布.
1.不易淬火钢:如低碳钢,某些不易淬硬的
低合金钢,如16Mn.15MoV.15MnTi等
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热影响区的组织分布
1).熔合区 2).过热区 3).相变重结晶区 4).不完全重结晶区 对于低碳钢,一些淬硬倾向不大的钢 (16Mn.15MnTi等)除过热区外其它各 区组织基本相同. 低碳钢过热区主要是魏氏组织W
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(二)焊接热影响区的脆化 1)粗晶脆化
焊接部分思考题解答
焊接部分思考题解答1．熔焊、压焊和钎焊的实质有何不同？解：熔焊的实质是金属的熔化和结晶，类似于小型铸造过程。
压焊的实质是通过金属欲焊部位的塑性变形，挤碎或挤掉结合面的氧化物及其他杂质，使其纯净的金属紧密接触，界面间原子间距达到正常引力范围而牢固结合。
钎焊的实质使利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件。
2．焊条药皮由什么组成？各有什么作用？解： 1）稳弧剂主要使用易于电离的钾、钠、钙的化合物，如碳酸钾、碳酸钠、大理石、长石和钾（或钠）水玻璃等，以改善引弧性能，提高电弧燃烧的稳定性。
2）造渣剂其组成是金红石、大理石、钛百粉、长石、菱苦土、钛铁矿、锰矿等，其主要作用是在焊接过程中形成具有一定物化性能的熔渣覆盖于熔池的表面，不让大气侵入熔池，且有冶金作用。
3）造气剂用糊精、淀粉、纤维素等有机物，或碳酸钙等无机物做造气剂。
这些物质在电弧热的作用下分解出CO和H2等气体包围在电弧与熔池周围，起到隔绝大气、保护熔滴和熔池的作用，并影响熔滴过渡。
4）脱氧剂主要应用锰铁、硅铁、钛铁、铝铁和石墨等，脱去熔池中的氧。
锰铁还兼起脱硫作用。
5）合金剂主要应用锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁和钨铁等铁合金，向熔池中渗入合金元素，使焊缝得到必要的化学成分。
6）粘结剂常使用钾、钠水玻璃。
将上述各种药皮成分按配比制成粉末，有粘结剂调和后牢固地涂在焊芯上，从而制成焊条。
3．酸性焊条和碱性焊条在特点和应用上有何差别？解：4．与手弧焊相比，埋弧自动焊有什么特点？解：埋弧自动焊与手弧焊相比，有以下特点：（1）生产率高埋弧自动焊使用的光焊丝可通过较大的电流（100A以上），能得到计较高的熔敷速度和较大的熔深；焊丝很长，卷成盘状，焊接过程中连续施焊，节省了更换焊条的时间。
所以，它比手弧焊的生产率提高5～10倍。
（2）焊接质量高而且稳定埋弧自动焊焊剂供给充足，电弧区保护严密，熔池保持液态时间较长，冶金过程进行得较为完善，气体和杂质易于浮出，同时，焊接规范自动控制调节，所以，焊接质量高而稳定，焊缝成形美观。
焊接的六大缺陷产生原因和预防措施大汇总
一、外观缺陷外观缺陷（表面缺陷）是指不用借助于仪器，从工件表面可以发现的缺陷。
常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有表面气孔和表面裂纹。
单面焊的根部未焊透等。
A、咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽，它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。
产生咬边的主要原因：是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。
焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。
直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。
某些焊接位置（立、横、仰）会加剧咬边。
咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。
防止咬边的预防：矫正操作姿势,选用合理的规范,采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。
焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。
B、焊瘤焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。
焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳（如偏芯），焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。
在横、立、仰位置更易形成焊瘤。
焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷，易导致裂纹。
同时，焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，会带来应力集中。
管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。
防止焊瘤的措施：使焊缝处于平焊位置,正确选用规范，选用无偏芯焊条，合理操作。
C、凹坑凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。
凹坑多是由于收弧时焊条（焊丝）未作短时间停留造成的（此时的凹坑称为弧坑），仰立、横焊时,常在焊缝背面根部产生内凹。
凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。
防止凹坑的措施：选用有电流衰减系统的焊机,尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范,收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动,填满弧坑。
D、未焊满未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。
填充金属不足是产生未焊满的根本原因。