热裂纹和冷裂纹产生的原因
几种焊缝热影响区裂纹的成因及对策研究
几种焊缝热影响区裂纹的成因及对策研究焊接是一种常见的连接方法，但焊接过程中会产生热影响区裂纹，这对焊接质量和安全性都有很大影响。
本文将从几种常见的焊缝热影响区裂纹成因入手，探讨对策研究。
一、晶间腐蚀裂纹
晶间腐蚀裂纹是由于焊接过程中，焊缝热影响区内的晶粒边界处发生了腐蚀而引起的。
这种裂纹的成因主要是焊接材料的化学成分和焊接工艺的选择不当。
对策研究应该从以下几个方面入手：选择合适的焊接材料，控制焊接工艺参数，采用适当的焊接方法。
二、热裂纹
热裂纹是由于焊接过程中，焊缝热影响区内的应力超过了材料的承受能力而引起的。
这种裂纹的成因主要是焊接过程中的温度变化和应力集中。
对策研究应该从以下几个方面入手：控制焊接过程中的温度变化，采用适当的焊接顺序，减少应力集中。
三、冷裂纹
冷裂纹是由于焊接后，焊缝热影响区内的残余应力和冷却过程中的收缩应力引起的。
这种裂纹的成因主要是焊接后的残余应力和冷却过程中的收缩应力。
对策研究应该从以下几个方面入手：控制焊接后的残
余应力，采用适当的焊接顺序，控制冷却速度。
综上所述，焊缝热影响区裂纹的成因主要有晶间腐蚀裂纹、热裂纹和
冷裂纹。
对策研究应该从选择合适的焊接材料、控制焊接工艺参数、
采用适当的焊接方法、控制焊接后的残余应力、采用适当的焊接顺序、控制冷却速度等方面入手。
只有这样，才能有效地预防焊缝热影响区
裂纹的产生，提高焊接质量和安全性。
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。
在焊接中什么是冷裂纹和热裂纹
在焊接中什么是冷裂纹和热裂纹低碳钢焊接性分析：（一）冷裂纹碳当量：钢材和熔敷金属的碳含量增加大桥焊条，焊接性变差；硅锰含量增加，焊接性变差;CE值增加，产生冷裂纹倾向增大，焊接性变差淬硬倾向：淬硬组织或马氏体组织越多，其硬度越高，焊缝和热影响区硬度越高，焊接性差。
冷却速度影响因素：（1）钢材厚度和接头几何形状，（2）焊接时母材的实际起始温度（3）焊接线能量大小。
拘束度和氢。
板厚增加，拘束度增加;焊接区被刚性固定，拘束度增加，提高氢致裂纹敏感性钢材成分一定，淬硬组织比例越高，冷裂所需临界氢含量越低，所需拘束应力也就越低，冷裂倾向越大。
组织氢含量一定时，拘束度越大，冷裂纹敏感性越大。
（二）热裂纹在焊接SP过高的碳钢时，一方面：在焊接热影响区的晶界上聚集的低熔点SP化物，引起热影响区熔合线附近的液化裂纹;若板厚较大，沿不同偏析带分布的碳化物等，在T形等接头中引起层状撕裂。
另一方面：当母材稀释率较高时，进入焊缝的SP也偏多，容易引起焊缝中热裂纹。
中碳钢焊接大多需要预热和控制层间温度，以降低焊缝金属和热影响区冷却速度，抑制马氏体形成，提高接头塑性，减小残余应力。
合金结构钢种类：低合金钢，中合金钢，高合金钢。
1强度用钢：热轧及正火钢，低碳调质钢，中碳调质钢。
2专用钢：珠光体耐热钢，低温钢，低合金耐蚀钢热轧钢：把钢锭加热到1300度左右，经热轧成板材，然后空冷。
正火钢：钢板轧制和冷却后，再加热到900度附近，然后在空气中冷却。
调质钢：900度附近加热后放入淬火设备中水淬，后在600度左右回火处理。
控轧：采用控制钢板温度和轧制工艺得到高强度，高韧性钢的方法。
热轧钢通常是铝镇静的细晶粒铁素体+珠光体组织。
正火钢是在固溶强化基础上，加入合金元素在正火条件下通过沉淀强化和细化晶粒来提高强度和保证韧性的。
热轧及正火钢焊接性分析：Q345（16Mn)裂纹脆化1冷裂纹淬硬组织是引起冷裂纹的决定性因素。
冷裂敏感性一般随强度提高而增加2热裂纹降低焊缝中碳含量和提高锰含量，解决了热裂纹问题。
不锈钢无缝管焊接裂纹的原因
不锈钢无缝管焊接裂纹的原因不锈钢无缝管焊接裂纹的原因可能包括以下几点：1.热裂纹：热裂纹是焊接冷却过程中高温阶段产生的裂纹，主要存在于焊接金属中，少量存在于近缝部。
分为结晶（凝固）裂纹、液化裂纹和多边化裂纹。
其中晶体裂纹是常见的裂纹，主要发生在杂质元素多的碳钢焊接中。
2.再热裂纹：厚板焊接结构消除应力处理过程中，在热影响区的粗晶区存在不同程度的应力集中时，由于应力松弛所产生附加变形大于该部位的蠕变塑性，则产生再热裂纹。
产生温度通常在为550℃～650℃。
3.冷裂纹：焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说在M。
温度以下）产生的裂纹称为冷裂纹。
冷裂纹可在焊后立即出现，也有可能经过一段时间（几小时、几天甚至更长时间）才出现，这种裂纹又称延迟裂纹，它是冷裂纹中比较普遍的一种形态，具有更大的危险性。
4.应力腐蚀裂缝：某些焊接结构（如容器和管道等），在腐蚀介质和应力的共同作用下产生的延迟开裂；在任何温度下可发生；裂纹发生的位置通常位于焊缝和热影响区；裂纹形态为沿晶或穿晶。
5.层状撕裂：主要是由于钢板中存在分层的夹杂物（沿轧制方向），在焊接时产生垂直于轧制方向的应力，致使在热影响区或稍远的地方，产生“台阶”式层状开裂；产生温度通常在约400℃以下；裂纹发生的位置通常位于热影响区附近；裂纹形态为穿晶或沿晶。
6.工艺不良：不锈钢焊接过程中，如果焊接参数设置不当、热输入过大或者焊接速度过快，都可能导致焊接区域内应力过高，从而导致裂纹的产生。
7.材质问题：不锈钢本身性质不佳，如果存在夹杂物、气孔等缺陷，那么焊接时这些缺陷就会聚集在一起，形成较大的缺陷区域，从而导致裂纹的产生。
8.环境因素影响：不锈钢焊接时，环境的氧气、水分等物质会对焊接区域的化学成分产生影响。
如果焊接区域处于高温高压环境下，比如制备压力容器时，热应力增大，易导致裂纹的产生。
为了防止不锈钢无缝管焊接出现裂纹，应严格按照操作规程进行焊接，选用合格的焊材，避免在环境恶劣的条件下进行焊接。
焊接裂纹的种类及特征
焊接裂纹的种类及特征焊接裂纹是指在焊接过程中产生的裂纹，会对焊接接头的强度和密封性能产生严重影响。
根据裂纹的形态和特征，可以将焊接裂纹分为多种类型。
本文将介绍常见的焊接裂纹种类及其特征。
1. 纵向裂纹：纵向裂纹是指与焊缝平行的裂纹，常见于焊接接头的中心位置。
其特征是裂纹呈直线状，与焊缝平行，并且延伸到母材中。
纵向裂纹的产生原因主要是焊接过程中焊接应力和热应力的作用，导致母材塑性降低，从而产生裂纹。
2. 横向裂纹：横向裂纹是指与焊缝垂直的裂纹，常见于焊接接头的边缘位置。
其特征是裂纹呈横向走向，并且延伸到母材中。
横向裂纹的产生原因主要是焊接过程中的残余应力和热应力，以及焊接区域的变形不均匀，从而导致母材的塑性变形和裂纹的产生。
3. 热裂纹：热裂纹是指由于焊接过程中的热应力引起的裂纹。
其特征是裂纹呈细长的线状，常发生在高温区域。
热裂纹的产生原因主要是焊接过程中的温度梯度和残余应力的作用，导致焊接区域的塑性降低，从而产生裂纹。
4. 冷裂纹：冷裂纹是指焊接接头在冷却过程中由于残余应力引起的裂纹。
其特征是裂纹呈细小的细沟状，常发生在焊接接头的边缘位置。
冷裂纹的产生原因主要是焊接过程中的冷却速度不均匀，导致焊接区域的应力集中，从而产生裂纹。
5. 疲劳裂纹：疲劳裂纹是指焊接接头在长期受到循环荷载作用下逐渐扩展形成的裂纹。
其特征是裂纹呈细小的细沟状，常发生在焊接接头的高应力区域。
疲劳裂纹的产生原因主要是焊接接头的设计不合理，焊接质量差，以及循环荷载的作用，导致焊接区域的应力集中和疲劳破坏。
6. 熔合裂纹：熔合裂纹是指焊接接头在焊接过程中由于熔合不完全或熔融金属的不均匀冷却而引起的裂纹。
其特征是裂纹呈细小的细沟状，常发生在焊缝内部。
熔合裂纹的产生原因主要是焊接过程中的焊接参数不合理，焊接材料质量差，以及焊接区域的变形不均匀，导致焊接区域的应力集中和熔合不完全。
焊接裂纹的种类及其特征各不相同。
了解不同类型的焊接裂纹及其产生原因，有助于我们在焊接过程中采取相应的措施，预防和修复焊接裂纹，提高焊接接头的质量和可靠性。
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。
焊接纹路分类
焊接纹路分类
焊接纹路可以根据其产生的原因和特点进行分类。
以下是几种常见的分类方式：
裂纹：裂纹是焊接过程中最常见的缺陷之一，它可能出现在焊缝金属中，也可能出现在热影响区。
裂纹可以根据其产生的原因和出现的时间进行分类，如热裂纹、冷裂纹、再热裂纹等。
热裂纹通常是由于焊接过程中熔池金属结晶时产生的应力和应变造成的，而冷裂纹则是在焊接完成后，由于金属冷却过程中产生的收缩应力和氢的影响而产生的。
焊缝金属纹路：焊缝金属纹路通常是由于焊接过程中熔池金属的流动和结晶形成的。
这些纹路可能表现为纵向、横向或斜向的线条，也可能呈现为树枝状或其他形状。
焊缝金属纹路的形状和分布与焊接工艺参数、焊接材料、接头形式等因素有关。
热影响区纹路：热影响区是指焊接接头中受到焊接热循环影响的区域，这个区域的组织和性能可能会发生变化。
热影响区纹路通常是由于焊接过程中热影响区金属的组织转变和应力应变造成的。
这些纹路可能表现为条带状、网状或块状等形状。
总之，焊接纹路的分类取决于其产生的原因和特点。
了解和识别不同类型的焊接纹路对于评估焊接质量、预防和解决焊接缺陷具有重要意义。
热裂纹和冷裂纹产生的原因
热裂纹和冷裂纹产生的原因一、热裂纹的特征热裂纹常发生在焊缝区，在焊缝结晶过程中产生的叫结晶裂纹，也有发生在热影响区中，在加热到过热温度时，晶间低熔点杂质发生熔化，产生裂纹，叫液化裂纹。
特征：沿晶界开裂（故又称晶间裂纹），断口表面有氧化色。
（2）热裂纹产生原因：①晶间存在液态间层焊缝：存在低熔点杂质偏析 } 形成液态间层热影响区：过热区晶界存在低熔点杂质②存在焊接拉应力（3）热裂纹的防止措施：①限制钢材和焊材的低熔点杂质，如S、P含量。
②控制焊接规范，适当提高焊缝成形系数（即焊道的宽度与计算厚度之比）枣焊缝成形系数太小，易形成中心线偏析，易产生热裂纹。
③调整焊缝化学成分，避免低熔点共晶物；缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高塑性，减少偏析。
④减少焊接拉应力⑤操作上填满弧坑1 / 2二、冷裂纹的形态和特征焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹，常见冷裂纹形态有三种冷裂纹形态 { 焊道下裂纹：在焊道下的热影响区内形成的焊接冷裂纹，常平行于熔合线发展焊指裂纹：沿应力集中的焊址处形成的冷裂纹，在热影响内扩展焊根裂纹：沿应力集中的焊缝根部所形成的冷裂纹，向焊缝或热影响发展a-焊道下裂纹； b-焊趾裂纹；c-焊根裂纹特征：无分支、穿晶开裂、断口表面无氧化色。
最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹（即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹-------因为氢是最活跃的诱发因素，而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间）。
（2）延迟裂纹的产生原因①焊接接头存在淬硬组织，性能脆化。
②扩散氢含量较高，使接头性能脆化，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力。
（氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素，故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹）③存在较大的焊接拉应力（3）防止延迟裂纹的措施①选用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性②减少氢来源枣焊材要烘干，接头要清洁（无油、无锈、无水）③避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷（可以降低焊后冷却速度）④降低焊接应力枣采用合理的工艺规范，焊后热处理等⑤焊后立即进行消氢处理（即加热到250℃，保温2～6左右，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面）。
冷、热、再热裂纹
1.热裂纹（结晶裂纹、凝固裂纹）（1）定义焊接过程中在300℃以上高温（Ac3附近）下产生的裂纹为热裂纹。
一般沿晶开裂，产生于焊缝、热影响区。
倾向材料：杂质较多的低碳钢、奥氏体不锈钢、铝合金。
当温度在脆性温度区间时，焊缝金属产生裂纹的可能性较大（2）分类结晶裂纹（凝固过程）、高温液化裂纹（奥氏体）、多边化裂纹（纯金属或单相奥氏体合金）。
（3）产生原因热裂纹的产生原因是焊接拉应力作用到晶界上的低熔共晶体（S）所造成的。
（4）影响结晶裂纹因素a.合金元素和杂质元素含量，尤其是S、P含量。
（S、P增加结晶温度区间和产生低温共晶）b.冷却速度大，偏析严重，结晶温度区间增大c.结晶应力和拘束应力使部分金属受拉（5）防止结晶裂纹措施○1降低含碳量，减小硫、磷等杂质元素的含量；○2加入一定的合金元素，减小柱状晶的偏析，如加入钼、钒、钛、铌等细化晶粒；○3采用熔深较浅的焊缝，使低熔点物质上浮；○4合理使用焊接规范，采用预热和后热，减小冷却速度；○5采用合理的装配次序，减小焊接应力。
在压力容器焊接中，降低线能量或采用多层焊是防止热裂纹的一种有效方法。
2.冷裂纹（延迟裂纹）（1）定义指焊缝冷却到200～300℃以下产生的裂纹。
一般穿晶开裂，产生于热影响区、焊缝。
倾向材料：高碳钢、中碳钢、低合金、中合金高强钢的热影响区；合金元素含量多的超高强钢、钛合金发生在焊缝上；Rm≥450MPa材料；如耐热钢、马氏体不锈钢、焊接含Ni的低合金钢、异种钢的焊接接头、特殊结构钢和堆焊层等。
16MnR、15MnVR、15MnNbR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR（仿制日本的BHW35，是单层厚壁用钢，焊接性能好但价格高）、07MnCrMoVR （仿CF-62）、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列钢。
（2）分类延迟裂纹、淬火裂纹（淬硬倾向大的组织）、低塑性脆化裂纹（较低的温度）（3）特征a.产生于较低温度，且是焊接后一段时间，又称延迟裂纹；b.主要发生在热影响区，少量在焊缝区；c.冷裂纹可能是沿晶、穿晶或混合开裂；d.引起的破坏是典型的脆断。
铸造裂纹产生的原因和避免的措施
在所有的铸造缺陷中，对产品质量影响最大的是铸造裂纹，按照其特征可将其分为热裂纹和冷裂纹，它们是不允许存在的缺陷。
（1）热裂纹热裂纹是铸件在凝固末期或凝固结束后不久，铸件尚处于强度和塑性都很低的高温阶段，形成温度在1250~1450℃，因铸件固态收缩受阻而引起的裂纹。
热裂纹的主要特征有：•在晶界萌生并沿晶界扩展，形状粗细不均匀、曲折不规则；•通常呈龟裂的网状；•裂纹的表面呈氧化色，无金属光泽，铸钢件裂纹表面呈近似黑色；•裂纹末端圆钝，两侧有明显的氧化和脱碳，有时有明显的疏松、夹杂、孔洞等缺陷。
按照热裂纹在铸件中的形成位置，又可将其分为外裂纹和内裂纹。
•在铸件表面可以看到的热裂纹为外裂纹，外裂纹常产生在铸件的拐角或局部凝固缓慢、容易产生应力集中的位置，其特征是：表面宽，心部窄，呈撕裂状，有时断口会贯穿整个铸件断面。
•内裂纹一般发生在铸件内部最后凝固的部位，其特征是：形状不规则，裂纹面常伴有树枝晶。
通常情况下，内裂纹不会延伸到铸件表面，内裂纹的一个典型例子是冒口切除后根部所显露的裂纹。
热裂纹的形成原因可归纳为：1.浇铸冷却过程中收缩应力过大；2.铸件在铸型中收缩受阻；3.铸件冷却不均匀；4.铸件结构设计不合理，存在几何尺寸突变；5.有害杂质在晶界富集；6.铸件表面与涂料之间产生了相互作用。
（2）冷裂纹冷裂纹是铸件凝固结束后继续冷却到室温的过程中，因铸件局部受到的拉应力大于铸件本体的破断强度而引起的开裂。
冷裂纹的主要特征有：1.总是发生在承受拉应力的部位，特别是铸件形状、尺寸发生变化的应力集中部位；2.裂纹宽度均匀、细长，呈直线或折线状，穿晶扩展；3.裂纹面比较洁净、平整、细腻，有金属光泽或呈轻度氧化色；4.裂纹末端尖锐，裂纹两侧基本无氧化和脱碳，显微组织与基体的基本相同。
冷裂纹产生的原因，可归纳为：1.铸件结构系统设计不合理，铸件壁厚不均匀会导致铸造应力，有时会产生冷裂纹，刚性结构的铸件，由于其结构的阻碍，温度降低导致的收缩应力容易使铸件产生冷裂纹，薄壁大芯、壁薄均匀的铸件非常容易产生冷裂纹；2.浇冒口系统设计不合理，对于壁厚不均匀的铸件，如果内浇口设置在铸件的厚壁部分时，将使铸件厚壁部分的冷却速度更加缓慢，导致或加剧铸件各部分冷却速度的差别，增大了铸造热应力，容易使铸件产生冷裂纹，浇冒口位置设计不当时，也会直接阻碍铸件收缩，使铸件容易产生冷裂纹；3.型砂或型芯的强度太高，高温退让性差，或舂砂过紧，使铸件收缩受到阻碍，产生很大的拉应力，导致铸件产生冷裂纹；4.钢的化学成分不合格，有害元素磷含量过高，使钢的冷脆性增加，容易产生冷裂纹5.铸件开箱过早，落砂温度过高，或者在清砂时受到碰撞、挤压等都会引起铸件的开裂。
碳钢焊接裂纹产生的原因及预防措施
碳钢焊接裂纹产生的原因及预防措施
碳钢焊接裂纹是在焊接过程中出现的一种缺陷，其产生原因主要有热裂纹、冷裂纹和应力裂纹等。
为了预防焊接裂纹的产生，可以采取一些措施。
热裂纹是由于焊接过程中产生的高温和冷却速度不均匀造成的。
高温时，焊缝中的合金元素会熔化，同时在冷却过程中会生成脆性相，从而导致热裂纹的产生。
为了预防热裂纹的产生，可以采取以下措施：
1. 选择适合的焊接材料。
一些合金元素会降低碳钢的熔点，从而降低热裂纹的产生。
2. 控制焊接热输入。
减小焊接热输入，可以降低焊缝温度和冷却速度。
3. 采取预热和中温焊接。
预热可以将焊缝区域加热，增加其温度，从而减少裂纹的产生。
中温焊接可以使热裂纹区域的温度均匀分布，减少温度梯度。
1. 控制焊接残余应力。
通过合理设计焊缝形状和采取适当的焊接工艺参数，可以减小焊接产生的残余应力。
2. 选择适合的填充材料。
选择具有良好塑性和抗裂性的填充材料，可以增加碳钢焊接接头的抗裂性能。
3. 采用热处理。
通过热处理来消除或减小焊接产生的残余应力，从而减小冷裂纹的产生。
应力裂纹是由于焊接过程中产生的应力集中导致的。
为了预防应力裂纹的产生，可以采取以下措施：
1. 选择适合的焊接工艺。
通过选择合适的焊接工艺，如自动焊接或半自动焊接，可以减小焊接产生的应力。
通过以上措施，可以有效预防碳钢焊接裂纹的产生，提高焊接接头的质量和可靠性。
焊接裂纹产生原因及防治措施
焊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。
下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。
1．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 缝偏高）和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊缝中。
这种裂纹是在焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足，不能及时添充，在应力作用下发生沿晶开裂。
防治措施：在冶金因素方面，适当调整焊缝金属成分，缩短脆性温度区的范围控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量；细化焊缝金属一次晶粒，即适当加入Mo、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）近缝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、硅、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，由于高温时的塑性很低造成的。
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。
2、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、沉淀强化高温合金，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。
钢结构焊接中的6种缺陷
钢结构焊接中的6种缺陷钢结构焊接中常见的热裂纹、冷裂纹、层状撕裂、未熔合及未焊透、气孔、夹渣6种缺陷种类。
第一，热裂纹。
其基本特征是在焊缝的冷却过程中产生。
其产生的主要原因是钢材或焊材中的硫、磷杂质与钢形成多种脆、硬的低熔点共晶物,在焊缝的冷却过程中，最后凝固的低熔点共晶物处于受拉状态，极易开裂。
第二，冷裂纹。
由焊接而产生的冷裂纹又称延迟裂纹，其所具有的主要特征为通常在200℃至室温范围内产生，有延迟特征，焊后几分钟至几天出现。
其产生的主要原因与钢材的选择、结构的设计、焊接材料的储存与应用及焊接工艺有密切的关系。
第三，层状撕裂。
其主要特征表现为当焊接温度冷却到400℃以下时，在一些板材厚度比较大，杂质含量较高，特别是硫含量较高，且具有较强沿板材轧制平行方向偏析的低合金高强钢，当其在焊接过程中受到垂直于厚度方向的作用力时，会产生沿轧制方向呈阶梯状的裂纹。
第四，未熔合及未焊透。
两者产生原因基本相同，主要是工艺参数、措施及坡口尺寸不当，坡口及焊道表面不够清洁或有氧化皮及焊渣等杂物，焊工技术较差等。
第五，气孔。
按其产生形式可分为两类，既析出型气孔和反应型气孔。
析出型气孔主要为氢气孔和氮气孔，反应型气孔在钢材即非有色金属的焊接中则以CO 气孔为主。
析出型气孔的主要特征是多为表面气孔，而氢气孔与氮气孔的主要区别在于氢气孔以单一气孔为主，而氮气孔则多为密集型气孔。
焊缝中气孔产生的主要原因与焊材的选择，保存与使用，焊接工艺参数的选择，坡口母材的清洁程度及熔池的保护程度等有关系。
第六，夹渣。
非金属夹杂物的种类、形态和分布主要与焊接方法、焊条和焊剂及焊缝金属的化学成分有关。
焊接冷裂纹与热裂纹的形成及防治措施
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碳钢焊接裂纹产生的原因及预防措施
碳钢焊接裂纹产生的原因及预防措施碳钢焊接常出现裂纹，其产生的原因有很多，主要包括：冷裂纹、热裂纹、固化裂纹和应力裂纹等。
本文主要介绍这些裂纹产生的原因以及预防措施。
1. 冷裂纹碳钢焊接后如果在冷却过程中产生裂纹，这种情况就称为冷裂纹。
冷裂纹主要产生于低温条件下，通常发生在焊接过程中或者焊后的冷却过程中。
产生冷裂纹的原因主要有以下两方面：（1）组织条件。
低温下，钢材的组织会发生相变，易形成脆性组织。
（2）应力状态。
在焊接过程中，产生的内应力、残余应力和变形应力等可能导致焊缝区出现应力集中，从而引发裂纹。
为了预防冷裂纹的产生，需要注意以下几点：（1）焊接前需要对钢材进行预热处理，提高焊接温度。
（2）控制焊接过程中的加热速度和冷却速度，使之均匀。
（3）选择对于在低温环境中具有较好韧性的钢材进行焊接。
热裂纹是指在焊接加热过程中或者焊接结束后，钢材表面或焊缝处产生的裂纹。
热裂纹通常发生在焊接开始或者结束的瞬间，并具有一定的热时间。
（1）固溶体凝固温度范围内的液体区域中积累了高应力。
（2）合金成分使得焊缝区域易于析出特定化合物，从而引发热裂纹。
（2）选择焊接材料的化学成分符合所需的要求。
（1）焊接材料中含有的一些元素，如磷、硫和锰等等，会导致产生固化裂纹。
（2）焊接区域的硬度或脆性较高，若后续应力应变变化较大就容易出现固化裂纹。
（3）进行足够的热处理，同时注意减少后续的应力应变变化。
应力裂纹是指在加工过程中或者使用过程中产生的裂纹。
应力裂纹通常发生在焊接后或者机械加工、冷加工或者零部件在使用过程中受到过大的载荷和应力时。
（2）加工过程中出现应力集中，从而引发裂纹。
（3）在零部件使用过程中，负载过大，应力过大，从而引发裂纹。
（1）控制加工过程中应力的大小，注意减少应力的影响。
（2）对于连接件，应该选择适当的焊接方式，从而避免应力的集中。
（3）在零部件使用前进行充分测试，确保零部件能够承受相关的加载。
综上所述，针对碳钢焊接中出现的裂纹，需要针对不同的裂纹类型采取相应的措施，从而实现有效的预防和治疗。
焊接裂纹形成的原因及防止措施
焊接裂纹形成的原因及防止措施焊接裂纹是在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙。
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，也是最危险的焊接缺陷。
裂纹常有热裂纹、冷裂纹以及再热裂纹（消除应力处理裂纹）。
一、热裂纹形成及防止常见的热裂纹有两种：结晶裂纹、液化裂纹。
结晶裂纹是焊接熔池初次结晶过程中形成的裂纹，是焊缝金属沿初次结晶晶界的开裂。
而液化裂纹是紧靠熔合线的母材晶界被局部重熔，在收缩力的作用下而产生的裂纹。
结晶裂纹产生的原因：焊接时，熔池在电弧热的作用下，被加热到相当高的温度，而受热膨胀，而母材却不能自由收缩，于是高温的熔池受到一定的压力。
当熔池开始冷却时，就以半融化的母材为晶核开始处结晶。
最先结晶的是纯度较高的的合金。
最后凝固的是低熔点共晶体。
低熔点共晶物的多少取决于焊缝金属中C、S、L等元素的含量。
当含量较少时，不足以在初生晶粒间形成连续的液态膜。
焊接熔池的冷却速度极快，低熔点共晶物几乎与初析相同时完成结晶。
因此连续冷却的金属熔池虽然受到收缩应力的作用也不至于产生晶间裂纹。
当低熔点共晶体量较多时，情况就不同了，初次结晶的偏析程度较大，并在初次结晶的晶体之间形成晶间液膜，当熔池冷却收缩时，被液膜分割的晶体边界就会被拉开就形成了裂纹。
这是主要原因，另有两个其它原因：一是焊缝金属所经受的应变增加速度大于低熔点共晶物凝固的速度；另外，初生晶体的张大方向和残留低熔共晶体的相对位置的影响。
可见，关键的措施就是：1、应严格控制焊缝金属中C、S、P和其它易形成低熔点共晶体的合金成分的含量，这些元素和杂质的含量越低，焊缝金属的抗裂纹能力越大。
当焊缝中C>0.15%,S>0.04%就可能有裂纹出现，如果母材中含碳量很高，就要控制焊接材料的成分，以使混合后的碳含量降下来。
2、改变焊缝横截面的形状也就改变了焊接熔池的结晶方向，使之有利于将低熔点共晶体推向不易产生裂纹的位置。
不锈钢奥氏体焊接裂纹
不锈钢奥氏体焊接裂纹
不锈钢奥氏体焊接裂纹是一种常见的焊接缺陷，通常是由于焊接过程中热输入和冷却速度不当导致的。
以下是可能引起奥氏体不锈钢焊接裂纹的一些原因：
1. 热裂纹：由于奥氏体不锈钢的导热系数较低，焊接过程中容易在焊缝中产生较大的温度梯度，导致热裂纹的产生。
2. 冷裂纹：在焊接后冷却过程中，如果冷却速度过快，会导致焊缝中的氢不能充分扩散，从而在焊缝中形成裂纹。
3. 应力裂纹：由于焊接过程中产生的热应力和结构本身存在的残余应力叠加，可能导致应力裂纹的产生。
为了防止奥氏体不锈钢焊接裂纹的产生，可以采取以下措施：
1. 适当调整焊接参数，控制焊接过程中的热输入和冷却速度。
2. 选用合适的焊接材料，并确保焊缝金属的韧性、强度等力学性能与母材相匹配。
3. 在焊接前对母材进行预热，以降低焊接过程中的温度梯度。
4. 在焊接后进行消氢处理，以促进焊缝中氢的扩散。
5. 对焊缝进行适当的保温处理，以减少焊接残余应力的影响。
6. 对于存在较大结构拘束度的地方，可以采取加装约束的方法来减小结构拘束度的影响。
综上所述，为了防止奥氏体不锈钢焊接裂纹的产生，需要综合考虑焊接工艺、材料、结构等多种因素，采取合适的措施来降低裂纹产生的风险。
钢结构焊接质量缺陷及处理方法
钢结构焊接质量缺陷及处理方法在钢结构的焊接过程中,如果焊接方法不正确,将会导致钢结构出现缺陷;钢结构焊接的缺陷主要有裂纹、未熔合及未焊透、气孔、固体夹杂、咬边、焊瘤、飞溅及电弧不稳定;接下来和大家一起看看这些缺陷是如何形成,又如何处理;1、裂纹原因：裂纹通常有冷、热之分;其中,产生冷裂纹的主要原因是焊接结构设计不合理、焊缝布置不当、焊接工艺措施不合理,如焊前未预热、焊后冷却快等；产生热裂纹的主要原因是母材抗裂性能差、焊接材料质量不好、焊接工艺参数选择不当、焊接内应力过大等;处理办法：应在裂纹两端钻止裂孔或铲除裂纹的焊缝金属,进行补焊;预防措施：对于冷裂纹,应选择抗裂性好的钢材,采用低氢或超低氢、低强的焊条,并控制预热温度、线能量,以降低冷裂纹产生倾向；对于热裂纹,应选择含镍量高的钢材,采用精炼的方法,提高钢材的纯度,降低杂质的含量,并控制焊缝的凹度d小于1mm,降低线能量,以降低热裂纹产生倾向;2、未熔合及未焊透原因：未熔合及未焊透的产生原因基本相同,主要是工艺参数、措施及坡口尺寸不当,坡口及焊道表面不够清洁或有氧化皮及焊渣等杂物,焊工技术较差等;处理方法：对于未熔合应铲除未熔合处的焊缝金属后补焊；对于敞开性好的结构的单面未焊透可在焊缝背面直接补焊；对于不能直接补焊的重要焊件应铲去未焊透的金属,重新焊接;预防措施：焊前应确定坡口形式和装配间隙,并认真清除坡口边缘两侧的污物；合理选择焊接电流、焊条角度及运条速度；对于导热快、散热面积大的焊件,可在焊前预热或焊接的同时用火焰加热,焊缝的起头处与接头处,可选用长弧预热后再焊接；对于要求全焊透的焊缝,应尽量采用单面焊双面成形工艺；避免产生磁偏吹现象,使电弧不偏于一方,保证各处均匀加热;3、气孔原因：焊接时母材表面有污垢,铁锈、油漆、油渍等；焊条没有烘干,焊条药皮太潮；焊接速度过快,熔化的金属快速凝固而使溶液内气体来不及排出；焊接时操作不当,电弧拉得过长,使得有较多气体溶入金属溶液内；母材材质不佳或用错焊条;处理方法：铲去气孔处的焊缝金属,然后补焊;预防措施：控制气体的来源焊前严格清理母材及焊材表面的油污、铁锈,对焊接材料进行烘干一般碱性焊条的烘干温度为350450°C,酸性焊条的为200°C 左右；正确选择焊接材料、加强对焊接区的保护；排除熔池中已溶入的气体应采用适当的焊接工艺参数,优化焊接工艺,如对低氢型焊条,应尽量采用短弧焊,并适当配合摆动,有利于气体的逸出;4、固体夹杂原因：固体夹杂主要有夹渣和夹钨两种;产生夹渣的主要原因是焊接材料质量不好、焊接电流太小、焊接速度太快、熔渣密度太大、阻碍熔渣上浮、多层焊时熔渣未清理干净等；产生夹钨的主要原因是氩弧焊时钨极与熔池金属接触;处理方法：对于夹渣应铲除夹渣处的焊缝金属,然后焊补；对于夹钨应挖去夹钨处缺陷金属,重新焊补;预防措施：焊前应对焊件认真清理,多层焊时须对前一层熔渣清除干净；正确选用焊接规范,焊接电流不应过小,焊接速度不宜过快；正确采用运条方法,且操作时要注意观察熔渣的流动方向,以防止形成固体夹杂;5、咬边原因：焊接工艺参数选择不当,如电流过大、电弧过长等；操作技术不正确,如焊枪角度不对,运条不当等；焊接时电流、电压过高或焊缝空间位置不合适造成熔化金属分布不均；焊条药皮端部的电弧偏吹；焊接零件的位置安放不当等;处理方法：轻微的、浅的咬边可用机械方法修锉,使其平滑过渡；严重的、深的咬边应进行焊补;预防措施：应选择适当种类及大小的焊条,并采用正确的焊条角度,适当电流,较慢的速度,较短的电弧及较窄的运行法和运条方法;6、焊瘤原因：焊接工艺参数选择不当,操作技术不佳,或角焊时焊丝对准位置不适当；电流过大,焊接速度太慢、电弧太短、焊道高;处理方法：可用铲、锉、磨等手工或机械方法除去多余的堆积金属;预防措施：应选择适当的焊接工艺,保证操作技术正确,并选用正确电流及焊接速度,提高电弧长度,且焊丝不可离交点太远;7、飞溅原因：焊条不良；焊接电流过大或过低；电弧太长,电弧电压太高或太低；焊枪倾斜过度,拖曳角太大；没有采取防护措施,或二氧化碳气体保护焊焊接回路电感量不合适；焊丝过度吸湿;处理方法：可采用涂白垩粉调整二氧化碳气体保护焊焊接回路的电感;预防措施：采用干燥合适的焊条、较短的电弧、适当的电流,尽可能保持垂直,避免过度倾斜,并注意仓库保管条件及平时的保养、修理;8、电弧不稳定原因：焊枪前端的导电嘴比焊丝心径大太多,导电嘴发生磨损,焊丝发生卷曲,焊丝输送机回转不顺,焊丝输送轮子沟槽磨损,加压轮压紧不良,导管接头阻力太大;处理方法：应调整使焊丝心径与导电嘴配合,且更换有问题的设备;预防措施：焊丝心径须与导电嘴配合,且更换导电嘴及输送轮,将焊丝卷曲拉直,并为输送机轴加油,使回转润滑,同时,压力要适当,太松送线不良,太紧焊丝损坏;。
铸铁焊补时产生裂纹的原因及预防措施
铸铁焊补时产生裂纹的原因及预防措施铸铁焊补时可能产生冷裂纹和热裂纹两种类型的裂纹。
(1)冷裂纹。
冷裂纹可能出现在焊缝或热影响区上，并且发生在400℃以下。
当焊缝为铸铁型时，易于出现焊缝冷裂纹。
裂纹发生时常伴随着可听见的较响的脆性断裂声音，焊缝较长时或焊补刚性较大的缺陷时，常发生这种裂纹。
其产生的原因是：焊接过程当中由于焊件局部不均匀受热，焊缝在冷却过程当中受到特别大的拉应力，由于铸铁强度低，400℃以下基本无塑性，当拉应力超过此时铸铁的抗拉强度时，即发生焊缝冷裂纹。
当焊缝中存在白口铸铁时，由于白口铸铁的收缩率(2.3%)比灰铸铁的收缩率(1.26%)大，故焊缝更易出现冷裂纹，尤其是当焊缝强大大于母材时，冷却过程当中母材牵制不住焊缝的收缩，结果在结合处母材被撕裂，这种现象称为“剥离”。
当焊接接头刚性大、焊补层数多，焊补金属体积大，使焊接接头处于高应力状态时，如焊缝金属的屈服点又较高，难于通过其塑性变形来松弛焊接接头的高应力，则焊接裂纹易于在热影响区的白口区或马氏体区产生，形成热影响区冷裂纹。
防止冷裂纹最有效的方法是对焊补件进行550~700℃的整体预热，其次是采用异质焊缝的焊接材料。
(2)热裂纹。
当采用镍基焊接材料(如Z308、Z408、Z508焊条)及一般常用的低碳钢焊条焊补铸铁时，焊缝金属对热裂纹较敏感。
产生的原因是：采用镍基材料焊补铸铁时，由于铸铁含S、P高，形成较多的低熔点共晶物，Ni-Ni3S2(熔点664℃)、Ni-Ni3P(熔点880℃)；采用低碳钢焊条焊补铸铁时，第一、二层焊缝会从铸铁溶入较多的C、S 及P，因此使第一、二层焊缝的热裂程度增加。
防止产生热裂纹的方法是调整焊缝的化学成分，加入稀土元素，增强脱硫、脱磷的能力，减小熔合比，降低焊接应力等。
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热裂纹和冷裂纹产生的原因
一、热裂纹的特征
热裂纹常发生在焊缝区，在焊缝结晶过程中产生的叫结晶裂纹，也有发生在热影响区中，在加热到过热温度时，晶间低熔点杂质发生熔化，产生裂纹，叫液化裂纹。
特征：沿晶界开裂（故又称晶间裂纹），断口表面有氧化色。
（2）热裂纹产生原因：
①晶间存在液态间层
焊缝：存在低熔点杂质偏析} 形成液态间层
热影响区：过热区晶界存在低熔点杂质
②存在焊接拉应力
（3）热裂纹的防止措施：
①限制钢材和焊材的低熔点杂质，如S、P含量。
②控制焊接规范，适当提高焊缝成形系数（即焊道的宽度与计算厚度之比）枣焊缝成形系数太小，易形成中心线偏析，易产生热裂纹。
③调整焊缝化学成分，避免低熔点共晶物；缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高塑性，减少偏析。
④减少焊接拉应力
⑤操作上填满弧坑
二、冷裂纹的形态和特征
焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹，常见冷裂纹形态有三种
冷裂纹形态{ 焊道下裂纹：在焊道下的热影响区内形成的焊接冷裂纹，常平行于熔合线发展
焊指裂纹：沿应力集中的焊址处形成的冷裂纹，在热影响内扩展
焊根裂纹：沿应力集中的焊缝根部所形成的冷裂纹，向焊缝或热影响发展
a-焊道下裂纹；b-焊趾裂纹；c-焊根裂纹
特征：无分支、穿晶开裂、断口表面无氧化色。
最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹（即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹-------
因为氢是最活跃的诱发因素，而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间）。
（2）延迟裂纹的产生原因
①焊接接头存在淬硬组织，性能脆化。
②扩散氢含量较高，使接头性能脆化，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力。
（氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素，故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹）
③存在较大的焊接拉应力
（3）防止延迟裂纹的措施
①选用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性
②减少氢来源枣焊材要烘干，接头要清洁（无油、无锈、无水）
③避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷（可以降低焊后冷却速度）
④降低焊接应力枣采用合理的工艺规范，焊后热处理等
⑤焊后立即进行消氢处理（即加热到250℃，保温2～6左右，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面）。
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