焊接裂纹及其危害性
焊接缺陷危害分析及其采取的工艺措施
焊接缺陷危害分析及其采取的工艺措施焊接是现代工业生产中最常见的加工工艺之一，但也容易造成焊接缺陷，如气孔、裂纹、夹渣等，这些缺陷不仅影响产品的外观和质量，还可能导致严重的安全事故。
因此，对焊接缺陷进行分析并采取相应的工艺措施是非常重要的。
一、焊接缺陷危害分析1.气孔：气孔指焊缝中的气体孔洞，这些气孔会导致焊缝强度降低，从而影响产品的使用寿命。
在高温、高压环境下，气孔还会导致焊缝的爆裂、破损等事故。
此外，焊接过程中产生的气孔还可能影响产品的封闭性和内部结构的安全性。
2.裂纹：焊接过程中产生的裂纹是焊接缺陷中比较严重的一种，它不仅大幅降低产品的强度和耐久性，还会导致焊接构件的失效。
特别是在高温、高压及震动等环境下，焊接裂纹很容易扩展，从而引发安全事故。
3.夹渣：夹渣是金属残渣或掉落在焊缝中的杂物，它会造成焊缝中部分区域断裂或分离，在高温、高压或振动的环境下容易引起产品的裂纹和断裂。
二、采取的工艺措施1.提高焊接质量控制：焊接过程中应严格控制气体含量，确保焊接工作区域的干燥和清洁，并加强焊接过程的监控和控制。
同时，对焊接设备和焊接工具进行维护和检修，保证设备状态以及焊接操作者的技术水平。
2.选择高品质的焊材：焊接过程中使用高品质的焊接材料，能有效减少焊缝中的夹渣和气孔，并提高焊接的强度和耐久性。
同时，选用适合任务的焊接材料和焊接工艺，也是降低缺陷发生率的有效措施之一。
3.采用合适的焊接工艺：针对不同的焊接任务，选择相应的焊接工艺，比如是手工焊、自动焊、埋弧焊等，能充分发挥这些工艺的优势，减少缺陷的发生。
4.使用检测和修复工具：对焊接过程和成品焊缝进行定期检查和修复，如使用钢丝刷、磨砂轮、压缩机等工具，将焊接缺陷修复，保证产品的质量和安全性。
总而言之，焊接缺陷是生产安全的重大隐患，企业应充分认识焊接缺陷的危害，采取相应的措施加强质量管理，以保证产品质量和安全性。
焊接裂纹产生原因及防治措施
以下为焊接裂纹产生原因及防治措施，一起来看看吧。
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。
2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害大的缺陷，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）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。
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。
控制母材及焊材有害元素、杂质含量限制母材及焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体）中易偏析元素及有害杂质的含量。
5.6 焊接裂纹-应力腐蚀裂纹
三、产生应力腐蚀裂纹的机理
（一）应力腐蚀产生的条件 （1）材料与腐蚀介质的匹配 纯金属不会产生SCC，金属中必须含有不同电极电 纯金属不会产生SCC，金属中必须含有不同电极电 位的组织。 材料必须在匹配的腐蚀条件下：如低碳钢在NaOH， 材料必须在匹配的腐蚀条件下：如低碳钢在NaOH， 硝酸盐溶液，海水中容易腐蚀；奥氏体不锈钢在氯 化物水溶液、海水、海洋气氛等容易腐蚀。 腐蚀介质较弱，腐蚀膜不太稳定时，容易出现SCC。 腐蚀介质较弱，腐蚀膜不太稳定时，容易出现SCC。 （2）拉应力是产生SCC的先决条件，特别是应力约等 ）拉应力是产生SCC的先决条件，特别是应力约等 于屈服应力时，更容易引发SCC。 于屈服应力时，更容易引发SCC。
四、应力腐蚀裂纹的影响因素及其防治
（一）组装 组装对产品质量的影响很大，强制组装会产生很大 的残余应力，另外，在组装过程中更应避免各种伤 痕，如拉筋、Ⅱ 痕，如拉筋、Ⅱ型铁、支柱、夹具等所留下的痕迹， 以及打弧时的烧痕，都应用砂轮磨去，否则就可能 是SCC的起源。 SCC的起源。 （二）焊接材料选择 尽管母材的抗SCC的能力很强，但选用的焊接材料 尽管母材的抗SCC的能力很强，但选用的焊接材料 不当，同样会使构件产生SCC。 不当，同样会使构件产生SCC。
（三）焊接工艺 制定合理的焊接工艺规程，如焊接线能量、焊接顺 序和坡口的形式及变形的控制等。前者是防止焊接 热影响区硬化和晶粒粗大，而后者是防止主生过大 的残余应力和应力集中等。 制定焊接工艺时，应满足两方面的不同要求，既防 止淬硬（过小的焊接线能量），也要防止晶粒严重 长大（线能量过大）。如采用多层焊接，对防止 SCC是有利的。 SCC是有利的。 对于奥氏体不锈钢，因无淬硬问题，主要是防止晶 粒长大（适于采用小的焊接线能量）。
焊接的六大缺陷,产生原因、危害
焊接的六大缺陷，产生原因、危害、预防措施都在这了一、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。
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。
未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。
焊接冶金缺陷(1)
实际拘束度>临界拘束度，产生冷裂纹。
焊接冶金缺陷(1)
3、延迟裂纹的防止措施
冶金措施 工艺措施
焊接冶金缺陷(1)
1）冶金措施
a) 改进母材的化学成分
➢ 采用低碳多种微量合金元素的强化方式－－
高强度+高韧性；尽量降低杂质元素（S，P，O，N等） 含量－－ 提高抗冷裂性能；
b) 严格控制氢的含量
清理油污和氧化皮；焊接材料的烘干；
Ø 热应力－－不均匀加热和冷却引起； Ø 组织应力－－金属相变引起；
构成 拘束 应力
Ø 结构应力－－结构自身拘束条件引起；
焊接冶金缺陷(1)
b）拘束度和拘束应力
➢ 拘束度－－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。
Ø 如平板对接接头：
刚性大（弹性模量 E 大或板厚h大）或拘束距离 L小的焊接 结构，拘束度R ↑,裂纹倾向↑。
线2e所－应对变应的p－∂塑e/性∂T 为TL临－液界相应线变增TS长－率固相，线用“CST”
表示T。B－C脆S性T 温越度大区，材TH料－对TB热上限裂纹T敏S'－感T性B下越限小。
焊接冶金缺陷(1)
2、结晶裂纹的影响因素
➢ 冶金因素 ➢ 应力因素
焊接冶金缺陷(1下) 一页
1）冶金因素
Ø 结晶温度区间 Ø 低熔共晶的形态 Ø 一次结晶的组织 Ø 合金元素的种类
焊接冶金缺陷(1)
• 结晶温度区间
S点合金成分
结晶温度区间大，脆性温 度区范围大
结晶裂纹的倾向大
焊接冶金缺陷(1)
• 低熔共晶的形态
Ø 当低熔共晶以球形状态存在时，结晶裂纹 的倾向↓.
Ø 当低熔点共晶以膜状存在时，结晶裂纹倾 向增加。
管道焊接内部缺陷
管道焊接内部缺陷成因及预防在管道焊接过程中,由于人员、设备、材料、方法、环境等各方面因素影响,在管道焊缝处产生缺陷。
管道焊接内部缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等。
一、裂纹。
在焊缝或热影响区内开裂形成的缝隙叫裂纹。
分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹等。
焊接裂纹危害性很大，它除了降低焊缝强度外，还因裂纹末端存在尖锐的缺口，而引起严重的应力集中，造成结构断裂破坏。
1、冷裂纹：焊缝冷却过程中，温度在200℃以下产生的裂纹，叫冷裂纹。
由于常在焊后一段时间发生，也叫延迟裂纹。
冷裂纹发生在烛焊缝或热影响区上，在碳钢或合金钢中发生较多。
1.1产生原因焊缝在结晶过程中，氢含量过高不能逸出，聚集在离熔合线附近的热影响区中；母材的淬硬倾向大，在冷却速度较快的条件下，热影响区形成脆而硬的马氏体组织；焊接过程中由于工件局部不均匀受热，焊缝在冷却过程中会产生很大的拉应力，这种拉应力随焊缝温度的下降而增大。
在氢、淬硬组织、应力三个因素共同作用下，即产生裂纹。
1.2预防措施1.2.1合理选择焊材。
选用低氢型焊条，减少含氢量,焊前严格按规定进行烘干，焊口边缘彻底清理干净，减少氢的来源；选用合适焊材，使焊缝与母材有良好的匹配，增加焊缝金属的塑性,不产生任何不良组织，如晶粒粗化及硬脆马氏体等。
1.2.2选择合理的焊接工艺。
如焊前预热、控制层间温度、减缓冷却速度，使用小电流、分散焊等措施减小焊件的温度差，改善焊缝及热影响区的组织状态等。
1.2.3焊后及时热处理。
使氢能从焊缝中逸出、减少焊接残余应力及改善接头的组织和性能。
1.2.4采用合理的焊接顺序和焊接方向，改善焊接的应力状态，降低焊接残余应力。
1.2.5制定合理的成形加工和组装工艺，尽可能减小冷却变形度，避免强制组装，预防组装过程中造成各种伤痕。
2、热裂纹：热裂纹是在稍低于凝固温度下产生的裂纹。
在300℃以上高温产生的裂纹都叫热裂纹。
热裂纹大多产生在焊缝中，有时也出现在热影响区内。
焊接裂纹的分类
焊接裂纹的分类焊接裂纹是指在焊接过程中或焊接后，由于内部应力、冷却速度等因素的影响，导致焊接接头内部或表面产生的裂纹。
根据裂纹的产生原因和裂纹形态不同，可以将焊接裂纹分为不同的类型。
下面就几种常见的焊接裂纹进行分类和介绍。
1. 热裂纹热裂纹是由于焊缝热影响区的结构组织和化学成分发生变化而引起的。
热裂纹通常在焊接过程中或焊接后的短时间内出现。
根据裂纹出现的位置和形态，热裂纹可以分为几种不同的类型：(1) 固相转变裂纹：当金属处于固相转变的温度范围内，由于组织的变化和内部应力的影响，容易产生热裂纹。
这种裂纹通常直接出现在焊缝和热影响区的边缘。
(2) 晶粒边界裂纹：在焊接过程中，由于焊接区和热影响区的组织结构发生变化，晶粒边界处的脆性增大，容易形成裂纹。
这种裂纹通常呈线状，沿着晶粒边界方向延伸。
(3) 退火裂纹：由于焊接过程中产生的应力或变形，在焊接后的退火过程中，容易引起焊接接头的内部产生裂纹。
这种裂纹通常在焊缝和热影响区内部产生，对焊接接头的强度和韧性产生负面影响。
2. 冷裂纹冷裂纹是由于焊接后在室温条件下产生的裂纹。
冷裂纹通常是由于焊接接头内部的残余应力和变形引起的。
根据裂纹形态和位置的不同，冷裂纹可以分为以下几种类型：(1) 焊接残余应力裂纹：由于焊接接头的热变形以及冷却过程中产生的残余应力，容易导致焊接接头内部产生裂纹。
这种裂纹通常沿着焊缝或热影响区的方向延伸，严重影响焊接接头的力学性能。
(2) 氢致裂纹：在焊接过程中，如果焊接材料和焊接环境中存在水、油、脂肪等含氢物质，容易引起焊接接头内部产生氢致裂纹。
这种裂纹通常呈细小的网状分布，对焊接接头的韧性和可靠性产生严重影响。
3.应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹是由于金属在受到应力和腐蚀介质的共同作用下产生的裂纹。
这种裂纹通常在金属制品长期使用过程中出现，对金属制品的可靠性和使用寿命产生严重影响。
根据裂纹产生的条件和形态不同，应力腐蚀裂纹可以分为以下几种类型：(1) 晶间腐蚀裂纹：当金属在受到腐蚀介质和应力的作用下，容易发生晶间腐蚀和产生裂纹。
焊接热裂纹-凝固裂纹
凝固裂纹的产生原因
液态薄膜
材料连接原理
固-液阶 液态段薄膜—根本原因
拉伸应力—必要条件
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 e1<δmin，不产生凝固裂纹;
θ
b) 按直线2变化时，应变量
e2>δmin，此时必将产生裂纹；
e1
e3
3
1
e2
2
c) 按直线3变化时, 应变量 e3=δmin，处于临界状态。
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2
材料连接原理
母 材：Q345B低合金高强钢 焊接方法：窄间隙激光填丝焊
凝固裂纹实例3
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4
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
焊缝结 温度：固相线附近 凝固金属
晶
收缩
拉应力作用
凝固裂 沿晶开裂 纹
残余液态金属 不能及时填充 空隙
材料连接原理
4. 凝固裂纹的形成机理
固相 固-液态 液-固态 液相
TS
TL
δmin TB 熔池结晶的阶段及脆性
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
焊接时产生凝固裂纹
此时的应变增长率成为临界 应变增长率，以CST表示， 及CST=tanθ。
的条C件ST综合地反映了材料凝固裂纹的敏感性，
常见的焊缝缺陷
常见的焊缝缺陷焊缝缺陷的种类很多，在焊缝内部和外部常见的缺陷可归纳为下几种：一、裂纹裂纹端部形状尖锐，应力集中严重，对承受交变和冲击载荷、静拉力影响较大，是焊缝中最危险的缺陷。
按其产生的原因可分冷裂纹、热裂纹和再热裂纹等。
(冷裂纹)指在200℃以下产生的裂纹，它与氢有密切关系，其产生的主要原因是：1）对大厚工件选用预热温度和焊后缓冷措施不合适。
2）焊材选用不合适。
3）焊接接头刚性大、工艺不合理。
．4）焊缝及其附近产生硬脆组织。
5）焊接规范选择不当。
(热裂纹)指在300℃以上产生的裂纹(主要是凝固裂纹)，其产生的主要原因是：1）成份的影响。
焊接纯奥氏体钢、某些高镍合金钢和有色金属时易出现。
2）焊缝中含有较多的硫等有害杂质元素。
3）焊接条件及接头状选择不当。
(再热裂纹)即消除应力退火裂纹。
指在高强度钢的焊接区，由于焊后热处理或在高温下使用，在热影响区产生的晶界裂纹，其产生的主要原因是：1）消除应力退火的热处理条件不当。
2）合金成分的影响。
如铬、钼、钒、铌、硼等元素具有增大再热裂纹的倾向。
3）焊材、焊接规范选择不当。
4）结构设计不合理造成大的应力集中。
危害：它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，易引起较高的应力集中，而且有延伸和扩展的趋势，所以是最危险的缺陷。
二、焊瘤在焊接过程中，熔化金属流到焊缝外未熔化的母材上所形成的金属瘤，它改变了焊缝的横截面，对动载不利。
其产生的原因是：1）电弧过长、底层施焊电流过大。
2）立焊时电流过大、运条摆不当。
3）焊缝装配间隙过大。
危害：表面是焊瘤下面往往是未熔合，未焊透；焊缝几何尺寸变化，应力集中，管内焊瘤减小管中介质的流通界面计。
三、烧穿焊接过程中，烧穿产生的原因：1）焊接电流过大；2）对焊件加热过甚；3）坡口对接间隙太大；4）焊接速度慢，电弧停留时间长等。
危害：1）表面质量差； 2）烧穿的下面常有气孔、夹渣、凹坑等缺陷。
四、弧坑焊缝在收尾处有明显的缺肉和凹陷。
其产生的原因是：1）焊接收弧时操作不当，熄弧时间过短。
焊接冷裂纹
焊接冷裂纹1.1焊接裂纹的简介焊接裂纹是指金属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金属原子结合力遭到破坏所产生的缝隙。
在焊接生产中由于钢种和结构的类型不同，可能出现各种裂纹，焊接裂纹产生的条件和原因各有不同。
有些裂纹在焊后立即产生，有些在焊后延续一段时间才发生，有的在一定外界条件诱发下才产生；裂纹既出现在焊缝和热影响区表面，也产生在其内部。
焊接裂纹对焊接结构的危害有：①减少了焊接接头的工作截面，因而降低了焊接结构的承载能力②构成了严重的应力集中。
裂纹是片状缺陷，其边缘构成了非常尖锐的切口应力集中，既降低结构的疲劳强度，又容易引发结构的脆性破坏。
③造成泄漏。
由于盛装或输送有毒且可燃的气体或液体的各种焊接储罐和管道，若有穿透性裂纹，必然发生泄漏。
④表面裂纹能藏污纳垢，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。
由于延迟裂纹产生具有不定期性，微裂纹和内部裂纹易于漏检，这些都增加了焊接结构在使用中的潜在危险。
焊接裂纹是焊接结构最严重的工艺缺陷，直接影响产品质量，甚至引起突发事故，例如，焊接桥梁坍塌，大型海轮断裂，各种类型压力容器爆炸等恶性事故。
随着现代钢铁、石油化工、船舶和电力等工业的发展，在焊接结构方面都趋向大型化、大容量和高参数方向发展，有的在低温、深冷或腐蚀介质下工作，都广泛采用各种低合金高强钢材料，而这些金属材料通常对裂纹十分敏感。
因此，从焊接裂纹的微观形态、起源与扩展及影响因素等进行深入分析，对防止焊接裂纹和保证工程结构的质量稳定性是十分重要的。
1.2焊接裂纹分类焊接裂纹按产生的机理可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹等。
(1)热裂纹焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的裂纹，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，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也不同。
一般把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹三类。
焊接裂纹及其危害性
焊接裂纹及其危害性目录1焊接裂纹概述 (2)1.1危害性 (2)1.2焊接裂纹的分类 (2)2 焊接热裂纹 (4)2.1形成机理 (4)2.2热裂纹特征 (4)2.3防止措施 (5)3焊接冷裂纹 (6)3.1冷裂纹的危害性 (6)3.2冷裂纹的一般特征 (7)3.3冷裂纹产生的机理 (7)3.4防止冷裂纹的措施 (7)参考文献 (8)焊接裂纹及其危害性焊接裂纹概述焊接热裂纹焊接冷裂纹1 焊接裂纹概述所谓焊接裂纹就是在焊接、退火和使用过程中，焊接区产生的各种裂总称。
1.1 危害性焊接裂纹不仅给生产带来困难，而且可能带来灾难性的事故。
裂纹是焊接中最危险的缺陷之一，它不仅严重的削弱了容器的承载能力和腐蚀能力，即使不太严重的裂纹，由于使用过程中造成应力集中，则成为各种断裂（脆性断裂、塑性断裂、疲劳断裂和腐蚀断裂）的断裂源，造成设备的低应力破坏。
1.2 焊接裂纹的分类①按产生的部位可分为焊缝裂纹、火口裂纹和热影响裂纹.②按产生的温度可分为热裂纹和冷裂纹③按尺寸的大小分为宏观裂纹和围观裂纹.④按相对焊道方向可分为纵裂纹和横裂纹.⑤按产生的形态可分为根部裂纹、缝边裂纹、焊道下裂纹、层状撕裂、弧坑裂纹等。
6按产生的原因可分为热裂纹、冷裂纹、在热裂纹和腐蚀裂纹.各种裂纹图层状裂纹和根部裂纹2 焊接热裂纹热裂纹大部分是在稍低于凝固温度时产生的凝固裂纹，也有少量是在凝固温度区间产生的。
觉大多数热裂纹产生在焊缝中，有时也产生热影响区。
热裂纹可分为结晶裂纹、液化裂纹和多变化裂纹三种。
2.1形成机理在焊缝金属凝固过程中，当熔化金属中存在一定量的低熔点共晶体时，首先结晶的是金属晶粒，而在晶粒间存在低熔点液体薄膜。
所产生的裂纹有以下几点：有低熔点共晶体存在并造成低熔点共晶体的偏析；低熔点共晶体有一定的量；在低熔点共晶体凝固前产生了拉升应力；2.2热裂纹特征热裂纹产生在高温，即金属凝固的过程中；热裂纹起裂于晶界并沿晶界扩展；裂纹表面有明显的氧化颜色；热裂纹多产生于焊缝区，个别情况也出现在热影响区；出现在热影响区的原因是母材晶界上存在低熔点共晶体和有害杂质，在焊接过程中，这些低熔点共晶体被熔化，形成液态间层，在拉力作用下形成裂纹，因此也叫液化裂纹。
焊接冷裂纹的分类、危害及机理
焊接裂纹不仅造成设备的损失，更重要的是直接威胁人 的生命安全。
冷裂纹的一般特征
裂纹在Ms点附近或更低温度区间逐渐产生；裂纹起源 多发生在具有缺口效应的热影响区或物理化学不均匀 的氢聚集的局部地带；裂纹扩展或沿晶或穿晶，取决 于组织、应力状态和氢含量等。
冷裂纹可以焊后立即出现， 也有要经过一段时间才出 现
氢的应力扩散理论：金属内部的缺陷（包括微孔、夹 杂、晶格缺陷）提供潜在的裂源，在应力作用下，微 观缺陷的前沿形成三向应力区，诱使氢向该处扩散并 聚集。当氢的浓度达到一定程度时，一方面产生较大 的应力，另一方面阻碍位错移动而脆化，当应力进一 步加大时，促使缺陷扩展形成裂纹。
电解渗氢的钢丝加载试验 和W.F.Savage等人观察形 成裂纹时气泡的逸出情况说明 应力扩散理论的合理性。
cr [132.3 27.5 lg([H ] 1) 0.216HV 0.0102t100 ) 9.8
国产低合金钢抗裂试验建立的经验公式
初略估计，σ cr大于σ s，认为是安全的。否 则设法降低[H] ,提高t8/5和t100。
高强钢焊接产生冷裂纹的机理在于钢种淬硬之后受到氢 的侵袭和诱发，使之脆化，在拘束应力的作用下产生 裂纹。
淬硬引起开裂的原因： 形成淬硬的马氏体组织 焊接条件下形成的M是一脆硬组织，发生断裂消耗能量 较低，裂纹易形成和扩展。但不同成分和形态的M，对 裂纹的敏感性是不同的。组织对裂纹敏感性顺序 F或P→BL→ML→Bu→Bg→M-A→MT 淬硬会形成更多的晶格缺陷
氢的作用
氢是引起高强钢焊接冷裂纹重要因素之一，并具有延 迟特性。
预测某结构各部位 的焊接拘束应力比较困 难，采用拘束度作为预 测拘束应力的桥梁比较 方便。
5.3_焊接裂纹-冷裂纹
（三）氢的有害影响 焊接完了的瞬间，在冷却过程中，氢除向表面逸 出氢之处，还向母材热影响区扩散。然而，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 在熔合线和焊根部位使氢发生聚集，特别是采用 硬质焊缝（高匹配）时，焊根处氢浓度聚集严重。 此外，改变坡口形式（改善应力集中程度）和采 用预热、后热等，均可不同程度地降低氢的聚集。 氢在扩散过程中，由于金属组织和微观结构的变 化，常在熔合区附近发生氢的聚集。
2．预热的影响 预热可以在效地防止冷裂纹，但合理地选择预热 温度是十分重要的。预热温度过高，一方面恶化 了劳动条件，另一方面在局部预热的条件下，由 于产生附加应力，反而会促使产生冷裂。 3．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 一程度上有降低残余应力的作用，也可适当改善 组织，降低淬硬性。
当焊缝由奥氏体转变为铁素体、珠光体等组织时， 氢的溶解度突然下降，而氢在铁素体、珠光体中 的扩散速度பைடு நூலகம்快，因此氢就很快的从焊缝越过熔 和线向尚未发生分解的奥氏体影响区扩散。 由于氢在奥氏体中的扩散速度较小，不能很快把 氢扩散到距熔合线较远的母材中去，因而在熔合 线附近就形成了富氢地带。 当滞后相变的热影响区由奥氏体向马氏体转变时， 氢便以过饱和状态残留在马氏体中，促使这一地 区进一步脆化。如果这个部位有缺口效应，并且 氢的浓度足够高时，就可能产生根部裂纹或焊趾 裂纹。若氢的浓度更高，可是马氏体更加脆化， 也可能产生焊道下裂纹。
一冷裂纹的危害性及其一般特征一冷裂纹的危害性及其一般特征一冷裂纹的危害性一冷裂纹的危害性建造结构由于焊接冷裂纹而带来的危害性十分严重建造结构由于焊接冷裂纹而带来的危害性十分严重二冷裂纹的一般特征二冷裂纹的一般特征高强钢焊接冷裂纹一般是在焊后冷却过程中高强钢焊接冷裂纹一般是在焊后冷却过程中msms点点附近或更低的温度区间逐渐产生的也有的要推迟附近或更低的温度区间逐渐产生的也有的要推迟很久才产生
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。
焊接缺陷危害分析及其采取的工艺措施
焊接缺陷危害分析及其采取的工艺措施焊接是一种常见的金属连接工艺，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
在焊接过程中常常会出现各种焊接缺陷，这些缺陷不仅会降低焊接接头的强度和密封性，还可能引发安全隐患。
对焊接缺陷的危害进行分析，并采取相应的工艺措施是十分重要的。
一、焊接缺陷的危害分析1.焊接缺陷对焊接接头性能的影响焊接缺陷会对焊接接头的强度、韧性、密封性等性能产生严重的影响。
例如焊接裂纹会导致焊接接头的强度降低，从而影响焊接接头的可靠性。
焊接气孔和夹杂会降低焊接接头的密封性和耐蚀性，严重影响焊接接头的使用寿命。
焊接缺陷还会对设备的使用安全性产生严重影响。
例如焊接接头的断裂可能导致设备的失效，造成严重的安全事故。
焊接缺陷还会降低设备的使用寿命，增加维护和更换成本。
焊接缺陷还会对环境产生影响。
例如焊接接头的泄漏会导致有害物质的泄露，对环境造成污染，严重影响环境的可持续发展。
1.焊接裂纹2.焊接气孔焊接气孔是焊接过程中常见的气体夹杂缺陷。
焊接气孔会导致焊接接头的密封性和耐蚀性降低，严重影响设备的使用寿命。
焊接气孔还会对环境产生影响，泄露有害物质。
3.焊接夹杂三、采取的工艺措施1.焊接工艺优化在焊接过程中，应根据焊接材料、焊接工艺和环境等因素，优化焊接工艺参数，减少焊接缺陷的产生。
例如通过合理选择焊接工艺、提高焊接材料的质量等方式，减少焊接缺陷的产生。
2.焊接质量控制在焊接过程中，应加强对焊接质量的控制，严格执行焊接工艺规范，确保焊接接头的质量。
例如加强对焊接人员的培训，加强对焊接设备的维护，提高焊接操作的规范性等方式，提高焊接接头的质量。
3.焊接检测技术通过使用先进的焊接检测技术，对焊接接头进行全面的检测和评估，及时发现和修复焊接缺陷。
例如使用超声波探伤技术、X射线检测技术等，发现和修复焊接缺陷，提高焊接接头的质量。
4.持续改进在生产实践中，应不断总结经验，积累技术，持续改进焊接工艺和技术，降低焊接缺陷的产生。
焊接裂纹种类分类及其特点概述
焊接裂纹种类分类及其特点概述一、危害性焊接结构产生裂纹轻者需要返修，浪费人力、物力、时间，重者造成焊接结构抱废，无法修补。
更严重者造成事故、人身伤亡。
如1969年有一艘5万吨的矿石运输船在太平洋上航行时，断裂成两段而沉没，在压力容器破坏事故中，有很多都是由于焊接裂纹造成。
因此，解决研究焊接裂纹已成为当前主要课题。
二、种类各种不同类型的裂纹①焊缝中纵向裂纹②焊缝上横向裂纹③热影响区纵向裂纹④热影响区横向裂纹⑤火口（弧坑）裂纹⑥焊道下裂纹⑦焊缝内部晶间裂纹⑧热影响区焊缝贯穿裂纹⑨焊趾裂纹⑩焊缝根部裂纹分类：1、按裂纹分布的走向分1)、横向裂纹2）、纵向裂纹3）、星形（弧形裂纹）2、按裂纹发生部位分①焊缝金属中裂纹②热影响区中裂纹③焊缝热影响区贯穿裂纹3、按产生本质分类1）、热裂纹（高温裂纹）产生：焊接接头的冷却过程中，且温度处在固相线附近的高温阶段。
—热裂纹—高温裂纹高温下产生，在结晶温度附近存在部位：焊缝为主，热影响区特征：宏观看，焊缝热裂纹沿焊缝的轴向成纵向分布（连续或继续）也可看到缝横向裂纹，裂口均有较明显的氧化色彩，表面无光泽，微观看，沿晶粒边界（包括亚晶界）分布，属于沿晶断裂性质。
存在宏观裂纹，必有微观裂纹存在微观裂纹，外表不一定显现宏观裂纹近缝区的裂纹往往是微观裂纹，不一定发展成宏观裂纹1)、热裂纹1）、结晶裂纹：在凝固的过程—结晶过程中产生2）、高温液化裂纹：在高温下产生，钢材或多层焊的层间金属含有低熔点化合物（S、P、Si)经重新溶化，在收缩应力作用下，沿奥氏体晶间发生开裂。
3）、多边化裂纹：产生温度低于固相线温度，存在晶格缺陷（位错和空位），物理化学的不均匀性，在应力作用下，缺陷聚集形成多边化边界，使强度塑性下降，沿多边化边界开裂，多发生纯金属或单相奥氏体合金焊缝。
2）、再热裂纹（消除应力处理裂纹）原件结构焊后消除应力热处理中，在热影响区的粗晶部位产生裂纹，材质低合金高强钢，珠光体耐热钢、奥氏体、不锈钢、Ni基合金。
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1 焊接裂纹概述
所谓焊接裂纹就是在焊接、退火和使用过程中，焊接区产生的各种裂总称。
1.1 危害性
焊接裂纹不仅给生产带来困难，而且可能带来灾难性的事故。
裂纹是焊接中最危险的缺陷之一，它不仅严重的削弱了容器的承载能力和腐蚀能力，即使不太严重的裂纹，由于使用过程中造成应力集中，则成为各种断裂（脆性断裂、塑性断裂、疲劳断裂和腐蚀断裂）的断裂源，造成设备的低应力破坏。
1.2 焊接裂纹的分类
①按产生的部位可分为焊缝裂纹、火口裂纹和热影响裂纹；
②按产生的温度可分为热裂纹和冷裂纹；
③按尺寸的大小分为宏观裂纹和围观裂纹；
④按相对焊道方向可分为纵裂纹和横裂纹；
⑤按产生的形态可分为根部裂纹、缝边裂纹、焊道下裂纹、层状撕裂、弧坑裂纹等；
⑥按产生的原因可分为热裂纹、冷裂纹、在热裂纹和腐蚀裂纹；
层状裂纹和根部裂纹
2 焊接热裂纹
热裂纹大部分是在稍低于凝固温度时产生的凝固裂纹，也有少量是在凝固温度区间产生的。
觉大多数热裂纹产生在焊缝中，有时也产生热影响区。
热裂纹可分为结晶裂纹、液化裂纹和多变化裂纹三种。
2.1形成机理
在焊缝金属凝固过程中，当熔化金属中存在一定量的低熔点共晶体时，首先结晶的是金属晶粒，而在晶粒间存在低熔点液体薄膜。
所产生的裂纹有以下几点：有低熔点共晶体存在并造成低熔点共晶体的偏析；
低熔点共晶体有一定的量；
在低熔点共晶体凝固前产生了拉升应力；
2.2热裂纹特征
热裂纹产生在高温，即金属凝固的过程中；热裂纹起裂于晶界并沿晶界扩展；裂纹表面有明显的氧化颜色；热裂纹多产生于焊缝区，个别情况也出现在热影响区；出现在热影响区的原因是母材晶界上存在低熔点共晶体和有害杂质，在焊接过程中，这些低熔点共晶体被熔化，形成液态间层，在拉力作用下形成裂纹，因
此也叫液化裂纹。
2.3防止措施
冶金措施
冶金措施是用控制母材和焊接材料的化学成分的办法，改变熔池中的金属成分，一防止裂纹的产生，其主要方法如下：控制母材中的硫磷含量；增加母材和焊丝中的锰含量；增加焊剂和焊药中的氧化锰和氧化钙含量；细化焊缝金属的晶粒
工艺措施
焊前预热，焊中伴热；调整焊接规范；限制母材的杂质进入焊缝。
焊接热裂纹形成机理图及热裂纹
3焊接冷裂纹
冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度时产生的裂纹。
它又可以分为延迟裂纹，淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹三种。
由于绝大部分裂纹属于延迟裂纹，所以常常又将延迟裂纹称之为冷裂纹
3.1 冷裂纹的危害性
冷裂纹是石油化工设备失效中数量最大，造成后果最严重的一种焊接缺陷。
由于石油化工设备的大容量，高参数发展趋势，所使用的钢材强度等级不断提高，这给设备焊接提出了重要的研究课题。
（1）1959~1969年间，日本某厂制造的144台球形容器，其中有45台发生了程
度不同的裂纹共1471条，其中冷裂纹就1248条。
（2）1962~1978年间，英国队压力容器做了三次大规模的调查，共有三十万台在役压力容器，共查出229起，其中表现冷裂纹扩展的216起，占94%。
（3）我国1979年12月某市煤气公司液化起站发生恶性爆炸事故，主要是开裂的104号球罐环缝存在冷裂纹泄露
3.2 冷裂纹的一般特征
（1）材料特征。
冷裂纹常发生在中、高碳钢，低合金高强度和钛合金等材料的焊接之后。
（2）温度特征。
冷裂纹产生于焊缝凝固之后，一般为马氏体转变温度一下或温室。
（3）分布特征。
主要分布在热影响区，个别情况，如强度特别高的刚，有时也产生于焊缝区。
（4）延迟性特征。
冷裂纹的产生往往在焊后延迟一段时间，即经过一段潜伏期后才会出现。
（5）穿晶破坏特征。
冷裂纹的产生的温度较低，裂纹断口没有氧化的色彩，呈闪亮的金属光泽，这与热裂纹有明显的区别。
3.3 冷裂纹产生的机理
大量生产实践和理论研究表明：钢的淬硬倾向、焊接接头中的氢含量和焊接接头的拘束应力是形成冷裂纹的三大因素。
这三大因素互相影响，当三者的作用达到一定程度时，在焊接接头便形成了冷裂纹。
钢的淬硬倾向。
钢的淬硬倾向越大，焊接越容易产生冷裂纹，其原因有：淬硬倾向严重的刚，容易形成脆硬的马氏体组织；淬硬会形成更多的晶格缺陷。
氢的作用。
氢的作用不仅是形成冷裂纹的重要因素之一，而且由于氢的扩散和聚集需要一定的时间，故造成其独特的“延迟”现象。
焊接接头的应力状态。
冷裂纹的产生不仅决定于钢的淬硬倾向和氢的作用，而且还决定焊接接头的应力状态，在某些情况下还起决定性作用。
综上所述，当淬硬组织，氢的析集和拘束应力同时作用时极易产生裂纹。
3.4 防止冷裂纹的措施
在母材和焊接接头型式一定的前提下，防止冷裂纹应从减少焊接接头淬硬组织、减少氢原子的来源和增加氢原子从焊缝表面溢出三个方面采取有效措施：最大限度减少氢的侵入。
氢原子的主要来源于焊丝，焊剂，焊条和金属表面的水，油和纤维质在电弧电离作用下的分解。
合理选择焊接合理控制焊接循环热。
合理控制焊接循环热。
冷裂纹及防治冷裂纹产生的温度时间图。