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铜电阻焊焊缝裂纹

铜电阻焊焊缝裂纹
铜电阻焊焊缝裂纹的原因如下：
１．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，焊接金属沿一次结晶晶界形成的裂纹。

２．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。

３．高温低塑性裂纹：在液相结晶完成以后，焊接金属从材料的塑性恢复温度开始冷却，对于某些材料，当冷却到一定的温度范围内，由于应变速率和一些冶金因素的相互作用，引起塑性下降，导致焊接金属沿晶界开裂。

４．焊接温度过高或过低：焊接温度过高时，会导致焊点热裂；焊接温度过低时，会导致焊缝太窄，无法达到合适的强度。

５．热处理不当：热处理的过程和温度也会影响焊点的质量和强度。

６．材料质量问题：铜线本身的质量也是影响焊点质量的重要因素。

７．焊接过程中振动或应力过大：焊接过程中，若受到振动或者应力过大的作用，也会导致焊点开裂。

焊接裂纹

0—晶间强度
第五章焊接裂纹
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T↑ ↓1 0 ↓ T→ T0 1 = 0
T0—称金属的等强温度
T>T0 时， 1 > 0 发生断裂晶间断裂
若焊缝所受拉伸应力为 2 随温度变化始终不超过 0 ，则不会产生结晶裂纹 2 < 0
若焊缝的拉伸应力为 1， 1> 0产生结晶裂纹
断裂，也有晶间和穿晶
混合断裂
第五章焊接裂纹
本节结束19
§5-2 焊接热裂纹
一、结晶裂纹
1、产生机理
1）产生部位：结晶裂纹大部分都沿焊缝树枝状结晶的交界处发生和发展的，常见沿焊缝中心长度方向开裂即纵向裂纹，有时焊缝内部两个树枝状晶体之间。对于低碳钢、奥氏体不锈钢、铝合金、结晶裂纹主要发生在焊缝上某些高强钢，含杂质较多的钢种，除发生在焊缝之处，还出现在近缝区上。
第五章焊接裂纹
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三、热裂纹与冷裂纹的基本特点
裂纹产生温度产生部位
热裂纹高温下产生焊缝、热影响区
冷裂纹低温下产生热影响区、焊缝
宏观特征
沿焊缝的轴向成纵向分布,也有横向分布，断口具有发亮的金属光裂口均有氧化色彩表泽面无光泽
微观特征
沿晶粒边界分布，属晶间断裂，也有穿晶内
于沿晶断裂性质
SL—固体晶粒与残液之间的表面张力
SS—固体晶粒之间的表面张力
—固相与液相的接触角
当 SL 越小越小
/ SL SS=0.5
=0 残液在固体晶粒以薄膜存在裂↑
=180°残液以球状形态分布裂↓
第五章焊接裂纹
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④一次结晶组织形态及组织对结晶裂纹的影响
晶粒大小：晶粒粗大裂纹的倾向↑

焊接裂纹产生机理及其防治

σcr ——插销试验临界应力（N/mm2）；
[H]——扩散氢含量（JIS测氢法）（mL/100g）；
t8/5——800~500℃冷却时间（s）； t100——由峰值温度冷至100℃冷却时间。
cr (132 .3 27.5lg([H] 1) 0.216 HV 0.0102 t100) 9.8 式中 [H]——扩散氢含量（mL/100g）； HV——热影响区的平均最大硬度（维氏）.
第1讲焊接裂纹产生机理及其防治
结晶裂纹产生条件： a.脆性温度区间TB大小； b.脆性温度区间金属塑性Pmin ； c.脆性温度区间应变增长率. 脆性温度区间TB/脆性温度区间金属塑性Pmin 取决于： a.焊缝化学成分; b.偏析程度； c.晶粒大小和方向. 脆性温度区间应变增长率取决于： a.金属热物理性能；a.接头刚度；c.焊接工艺参数
在焊缝结晶过程固相线附近，由于凝固金属收缩，残余液体金属不足而不能及时填充，在应力作用下发生沿晶开裂. 特征：a.裂纹断面有氧化彩色;b.焊缝中发生. 结晶裂纹产生原因： a.焊缝含杂质多(含硫、磷、碳、硅偏高); b.凝固过程产生拉伸应力.
第1讲焊接裂纹产生机理及其防治
图1 焊缝中的结晶裂纹
b. 减小焊接过程应力; c. 降低温度;
第1讲焊接裂纹产生机理及其防治
第1讲焊接裂纹产生机理及其防治
二冷裂纹(Cold Cracking) 焊后冷至较低温度（马氏体转变温度Ms附近），由拘束应力/淬硬组织和氢共同作用产生. 特征：a.主要在热影响区;b.焊缝少(横向裂纹）. 1. 延迟裂纹特点:a.具有延迟现象. b.决定于钢种淬硬倾向 /焊接接头应力状态和熔敷金属中扩散氢含量. 2. 淬硬脆化裂纹特征：a.钢种淬硬倾向大;b.没有氢诱发/仅拘束应力作用;c.没有延迟现象;d.出现热影响区或焊缝. 3. 低塑性脆化裂纹特点：a.低塑性材料;b.无延迟现象.

裂纹分类-热裂纹讲解

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(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。

钢结构焊接裂纹的种类及对策

钢结构焊接裂纹的种类及对策根据裂纹发生的时间大致可以将裂纹分成高温裂纹和低温裂纹两大类。

1、低温裂纹根据裂纹是低温裂纹常见的一种形态，其产生原因如下：（1）主要是由于焊接金属含氢量较高所致氢的来源有多种途径，如焊条中的有机物，结晶水，焊接坡口和它的附近粘有水份、油污及来自空气中的水份等。

（2）焊接拉头的约束力较大，例如厚板焊接时接头固定不牢、焊接顺序不当等均有可能产生较大的约束应力而导致裂纹的发生。

（3）当母材碳当量较高，冷却速度较快，热影响区的硬化从而导致裂纹的发生。

对于根部裂纹的防止措施：（1）选用低氢或超低氢焊条或其他焊接材料。

（2）对焊条或焊剂等进行必要的烘焙，使用时注意保管。

（3）焊前，应将焊接坡口及其附近的水份、油污、铁锈等杂质清理干净。

（4）选择正确的焊接顺序和焊接方向，一般长构件焊接时最好采用由中间向两端对称施焊的方法。

（5）进行焊前预热及后热控制冷却速度，以防止热影响区硬化。

2、高温裂纹焊道下梨状裂纹是常见的高温裂纹的一种，主要发生在埋弧焊或二氧化碳气体保护焊中，手工电弧焊则很少发生。

焊道下梨状裂纹的产生原因主要是焊接条件不当，如电压过低、电流过高，在焊缝冷却收缩时使焊道的断面形状呈现梨形。

防止措施：选择适当的焊接电压、焊接电流；焊道的成形一般控制在宽度与高度之比为1：1.4较适宜。

弧坑裂纹也是高温裂纹的一种，其产生原因主要是弧坑处的冷却速度过快，弧坑处的凹形未充分填满所致。

防止措施是安装必要的引弧板和引出板，在焊接因故中断或在焊缝终端应注意填满弧坑。

焊接裂纹的修补措施如下：（1）通过超声波或磁粉探险伤检查出裂纹的部位和界限。

（2）沿焊接裂纹界限各向焊缝两端延长50mm，将焊缝金属或部分母材用碳弧气刨等刨去。

（3）选择正确的焊接规范，焊接材料，以及采取预热、控制层间温度和后热等工艺措施进行补焊。

焊接结构的疲劳断裂

劳极限”，
钢材旳疲劳强度与抗拉强度之间旳关系: σ-1 = (0.45～0.55)σb 条件疲劳极限：
钢材旳循环次数一般取 N = 107 有色金属旳循环次数一般取 N = 108
陶瓷、高分子材料－疲劳抗力很低；金属材料－疲劳强度较高；纤维增强复合材料－很好旳抗疲劳性能。
四、疲劳断裂旳类型
最大应力 σmax 最小应力 σmin 幅应力 σa 平均应力 σm 应力比 r
a
max
min 2
m
max
min 2
r min max
1、变动载荷大小、方向或者大小和方向均随时间而变化。
变化分为周期性，无规则性。相相应旳应力，称为变动
应力。
2、循环应力循环应力旳波形一般近似为正弦波、矩形波和三角形波
等。
（1）循环应力旳描叙平均应力 σm=1/2（σmax+σmin）应力幅 σa=1/2（σmax-σmin）应力比 γ=σmin/σmax （2）循环应力旳种类（See Fig 5－2/P108）
对称交变；脉动；波动；不对称交变应力。
反复作用旳荷载值不随时间变化，则在全部应力循环内旳应力幅将保持常量，称为常幅疲劳。
疲劳断裂是损伤旳积累，它旳早期现象是在零件表面或表层形成微裂纹，这种微裂纹伴随应力循环次数旳增长而逐渐扩展，直至余下旳未裂开旳截面积不足以承受外荷载时，零件就忽然断裂。
疲劳断口旳特征
疲劳断口
疲劳源
（a）
图8-8 疲劳断口
（b）
（a）疲劳断口宏观形貌（b）疲劳条纹旳微观图象
1、疲劳源裂纹旳萌生地；裂纹处于亚稳扩展过程中。因为应力交变，断面摩擦而光亮。加工硬化。随应力状态及其大小旳不同，可有一种或几种疲劳源。

焊接裂纹_精品文档

3、防止结晶裂纹的措施
1）、冶金方面
①控制焊缝中有害杂质的含量，限制S、P、C含量S、P<0.03-0.04 焊丝C<0.12% (低碳钢) 焊接高合金钢，焊丝超低碳焊丝 ②改善焊缝的一次结晶细化晶粒，加入Mo、V、Ti、Nb、Zr、
Al
2)、工艺方面（减少拉应力）
应变率 , E ↑、
↑应变率 ↓
例如：强度为600MPa焊条研究
焊缝成分分析
焊缝 C
S
ＰＭn Si Cr Ni
成分
Ao 0.10 0.037 0.017 0.94 0.54 0.20 0.87
A１ 0.09 0.015 0.014 1.25 0.44 0.19 0.83
注：A１焊缝中加入轻稀土１％
图2 焊缝冲击断口扫描形貌
b)、C
i)、C<0.1% C↑结晶温度区间↑,裂纹↑
ii)、C>0.16% Mn/S↑无效,加剧P有害作
用裂↑
iii)、C>0.51% 初生相
初生相
S、P在小相中溶解度低，析
出S、P集富在晶界上，裂纹↑
c)、Mn
Mn具有脱S作用
其中Mn熔
点高，早期结晶星球状分布，抗裂↑
含碳量C<0.016% S↑裂↑但加入Mn↑裂↓
结晶裂纹
2）、熔池各阶段产生结晶裂纹的倾向
在焊缝金属凝固结晶的后期，低熔点共晶物被排挤在晶界，形成一种所谓的“液态薄膜” ，在焊接拉应力作用下，就可能在这薄弱地带开裂，产生结晶裂纹。
产生结晶裂纹原因：①液态薄膜
②拉伸应力
液态薄膜—根本原因
拉伸应力—必要条件
以低碳钢焊接为例可把熔池的结晶分为以下三个阶段

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。

焊接裂纹的分析与处理

焊接裂纹的剖析与办理我们在厂修车体、车架、转向架构架时常常会碰到焊缝或母材的裂纹。

我们已经讲过裂纹的判断，判断出裂纹此后就需要对裂纹进行办理。

假如我们在办理从前对裂纹没有一个正确的剖析，就不行能拟订出最正确的办理方案。

所以一定要对裂纹进行仔细的分折。

依据焊接生产中采纳的钢材和构造种类不一样，可能碰到各样裂纹，裂纹多产生在焊缝上，如焊缝上的纵向裂，焊缝上的横向裂。

也能够产生在焊缝双侧的热影响区，焊缝热影响区的纵向裂，焊接影响的横向裂纹，焊接热影响区的焊缝贯串裂纹，有时产生在金属表面，有时产生在金属内部，如焊缝根部裂、焊趾裂，有的裂纹用肉眼能够看到，有的则一定借助显微镜才能发现，有的裂纹焊后立刻出现，有的则是搁置或运转一段时间以后才出现。

1.焊缝裂纹的分类依据裂纹的实质和特点，可分为五种种类：即热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状扯破及应力腐化裂纹。

1.1 热裂纹热裂纹是在高温状况下产生的，并且是沿奥氏体晶界开裂，就当前的理解，把裂纹又分为结晶裂纹、液化裂纹、多边化裂纹三类。

（1）结晶裂纹—结晶裂纹的形成期，是在焊缝结晶过程中且温度处在固相线邻近的高温阶段，即处于焊缝金属的凝结末期固液共存阶段，因为凝结金属缩短时残余液相不足，以致沿晶开裂，故称结晶裂纹，因为这种裂纹是在焊缝金属凝结过程中产生的，所以也称为凝结裂纹。

结晶裂纹的特点：存在的部位主要在焊缝上，也有少许的在热影响区，最常有的是沿焊缝中心长度方向上开裂，即纵向裂，断口有较显然的氧化色，表面无光彩，也是结晶裂纹在高温下形成的一个特点。

（2）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以及母材近缝区金属中，因为晶间层金属被从头融化，在必定的缩短应力的作用下，沿奥氏体晶界产生的开裂，称为“液化裂纹”也称“热扯破” 。

液化裂的特点：①易产生在母材近缝区中紧靠熔合线的地方（部分熔解区），或多层焊缝的层间金属中。

②裂纹的走向，在母材近缝区中，裂纹沿过热奥氏体晶间发展；在多层焊缝金属中，裂纹沿原始柱状晶界发展，裂纹的扩展方向，视应力的最大方向而定，能够是横向或纵向；并在多层焊焊缝金属中，液化裂纹能够贯串层间；在近缝区中的液化裂纹能够穿越熔合线进入焊缝金属中。

斜Y型坡口焊接裂纹实验PPT课件

• TM—力学熔点（℃） T0—环境温度（℃）
• H—热焓（J/g）
2β—坡口角度
• C—比热熔（J/(g﹒C)）
• 低合金钢，手工电弧焊时m=(3～5)×10-2
第12页/共27页
• 概括以上，高强度钢焊接时产生冷裂纹的机理在于
钢中产生淬硬之后受氢的侵袭和诱发，使之脆化，
在拘束应力的作用下产生了裂纹。当然，产生冷裂
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第11页/共27页
• 焊接接头拘束应力可采用拘束度来预测，但并不能完全所反映，这主要受钢种类型所限制，两者之间的关系可用下式表
达
m (TM T0 )Htg
c
•
• 式中m—拘束应力转换系数，与钢的线膨胀系数，力学熔点，比热容以及接头的坡口角度等有关。
• 式中α—线胀系数（10-6/℃）
图表1
第15页/共27页
始端
试验焊缝
拘束焊缝
拘束
试验焊缝
弧坑
图2 试验焊缝的焊接方式焊条电弧焊 b）自动送进焊条电弧焊
第16页/共27页
图3 试样上裂纹长度计算第17页/共27页
• 表面裂纹率：
• 中Cf—表面裂纹率（%）
• ∑lf—表面裂纹长度之和（mm）
• L—试验焊缝长度
m
较
小
时
，
还
可
能
以
韧
窝
• ⑶ Pcm对终端区的形态影响
•
对低合金钢，冷裂的终端区一般都以 DR 为主。随着 Pcm的减少，
DR更为细化。
第22页/共27页
⑷含氢量对断口形态的影响
• 随着含氢量的增加，断口形貌将由韧窝向准解理和沿晶发展。因此，随着钢种化学成分和熔敷金属中的含氢量不同，断口形貌也发生了变化，其变化情况如下图所示

裂纹的基本形式

裂纹的基本形式
裂纹的基本形式主要可以按照几何特征和受力特征进行分类。

按照几何特征，裂纹可以分为穿透裂纹、表面裂纹和深埋裂纹。

穿透裂纹是指裂纹贯穿构件厚度（或深度延伸到构件厚度的一半以上），通常处理成理想尖裂纹。

表面裂纹位于构件表面，或其深度远小于构件厚度，常简化为半椭圆形裂纹。

深埋裂纹位于构件内部，常简化为椭圆片状裂纹或圆片裂纹。

按照受力特征，裂纹可以分为张开型（Ⅰ型）、滑开型（Ⅱ型）和撕开型（Ⅲ型）。

Ⅰ型裂纹是由与裂纹面正交的拉应力作用造成的，裂纹面产生张开位移。

Ⅱ型裂纹是由在裂纹面内且与裂纹尖端线垂直的剪应力作用造成的，裂纹面产生沿该剪应力方向的相对滑动。

Ⅲ型裂纹是由在裂纹面内且与裂纹尖端线平行的剪应力作用造成的，裂纹面产生沿裂纹面外的相对滑动。

请注意，实际工程中的裂纹并不是上述三种基本形式的简单情况，而是可能由上述多种基本型裂纹共同作用而成，称为复合型裂纹。

复合型裂纹的断裂模式可能包括张开型、滑移型和撕开型等多种形式的组合，如I-II型、I-III型等。

总的来说，了解裂纹的基本形式对于研究裂纹的产生、扩展和防止具有重要的指导意义。

钢箱梁焊缝疲劳裂纹原因分析与维护技术分析

钢箱梁焊缝疲劳裂纹原因分析与维护技术分析摘要：本文钢箱梁实际使用环境的基础上，简要阐述了钢箱梁的常见病害，之后对主要病害，即钢箱梁焊缝疲劳裂纹从分类与分布上进行了详细分析，最后，提出了一些检测疲劳裂纹的方法以及检修钢箱梁疲劳裂纹的措施，提供相关单位进行参考。

关键词：钢箱梁焊缝；疲劳裂纹；维护技术前言：钢箱梁具备着吊装方便快捷、加工方便、抗扭刚度大、抗风稳定性较强以及自重轻等优势，近几年来随着科技水平的进步，被广泛的应用于大跨度桥梁建设。

然而，在极为恶劣的周边自然环境以及钢箱梁自身的受力特点和材料特性的影响下，钢箱梁会因风荷载、车辆荷载等动力荷载的影响下，产生一系列的病害，最为典型的就是疲劳损伤。

疲劳断裂是一种主要的金属结构失效形式，在循环载荷的强烈影响下，钢结构会因腐蚀、应力集中等状况出现裂纹，归根结底，这种裂纹是由于疲劳强度引起的，而扩展的裂纹将会引发结构的失效。

根据美国土木工程学会 (ASCE)近几年的相关数据，由于疲劳损伤而引发的钢结构破坏占到了钢结构总破坏的80% ～ 90%。

目前，钢箱梁桥疲劳开裂以及成为了设计维护关键问题。

1钢箱梁的常见病害1.1 涂装劣化钢箱梁通常都是直接接触到海洋大气及周边空气的，而这种长期暴露会对钢箱梁产生一定的侵蚀，对钢箱梁安全造成不良影响。

为保护钢箱梁外部的完整性，通常会对桥梁钢结构表面进行一定的维护，而其中最具有效力及最为经济型的就是涂装。

但是观察长期服役的钢箱梁表面涂层可以发现，其仍出现大量生锈、脱落、裂纹、起泡、粉化问题，涂层的劣化将导致进一步的腐蚀。

1.2 腐蚀同一桥梁的不同位置所面临的环境有所区别，但工业废气中含有的大量盐粒子、水分、氮化物及硫化物会对钢箱梁焊缝产生一定的腐蚀作用，而桥梁所处位置周边空气通常会存在大量工业废气。

腐蚀的焊缝会出现承载力下降、刚度降低以及截面减小的情况。

另外，腐蚀严重情况下出现的锈坑将会引发钢结构脆性破坏，对于钢结构耐久性产生严重的损害。

焊接裂纹的特征范文

焊接裂纹的特征范文焊接裂纹是指焊接工艺过程中产生的裂纹，它是焊接质量问题的重要指标之一、焊接裂纹的特征主要包括裂纹的形态、位置、扩展性和分类等。

下面将详细介绍焊接裂纹的特征。

首先，焊接裂纹的形态主要有线状裂纹、面状裂纹和孔状裂纹。

线状裂纹指裂纹呈线状，通常沿焊缝轴向延伸；面状裂纹指裂纹呈面状，通常分布在焊缝或热影响区域；孔状裂纹指裂纹呈孔状，通常位于焊缝内部。

不同形态的裂纹对焊接结构的影响程度不同，其中孔状裂纹对焊接结构的强度影响最大。

其次，焊接裂纹的位置主要分布在焊缝和热影响区。

焊接缝是焊接过程中最易产生裂纹的地方，尤其是焊接接头的根部和角部等应力集中区。

热影响区是指焊接过程中热输入造成的材料组织和性能发生变化的区域，裂纹往往在热影响区的边缘产生，因为该区域的应力状态复杂且易于产生应力集中。

再次，焊接裂纹的扩展性是指裂纹在作用力下的扩展能力。

焊接结构在工作过程中会受到各种力的作用，如果焊接裂纹具有扩展性，则可能导致裂纹的扩展，最终导致焊接结构的破坏。

因此，评估焊接裂纹的扩展性对于焊接结构的安全性具有重要意义。

最后，焊接裂纹的分类主要有冷裂纹、热裂纹和残余应力裂纹等。

冷裂纹是指在焊接后的冷却过程中产生的裂纹，通常是由于焊接材料的共晶相变引起的，可以通过焊接过程控制和后续热处理来减少冷裂纹的发生。

热裂纹是指在焊接过程中产生的裂纹，通常是由于焊接区域的残余应力和塑性应力引起的，可以通过合理设计焊接工艺和补偿焊接来减少热裂纹的发生。

残余应力裂纹是指在焊接后的冷却过程中产生的裂纹，通常是由于焊接结构的残余应力超过了材料的承载能力而引起的，可以通过合理的焊接变形控制和后续的热处理来减少残余应力裂纹的发生。

综上所述，焊接裂纹的特征包括裂纹的形态、位置、扩展性和分类等。

了解焊接裂纹的特征有助于识别焊接质量问题，采取相应的措施进行修复和预防，保证焊接结构的安全性和可靠性。

1-1 焊接裂纹--热裂纹产生原因及防止措施

第一类焊接裂纹概述一. 焊接裂纹的定义：GB/T3375——94“焊接术语”这样解释的：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面所产生的缝隙。

它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。

焊接裂纹是焊接结构最危险的一种缺陷，不仅会使产品报废，而且还可能引起严重事故。

裂纹也是日常生产中经常遇到的问题，尤其在采用的材料种类繁多，焊接结构复杂的产品中。

出现裂纹的可能性更大。

当我们在鉴定一种新材料的可焊性时，也常将其形成裂纹的倾向作为判断其可焊性好坏的一个重要标志。

由此可见，裂纹是焊接生产中一个重要问题，这就要求我们掌握焊接生产中产生裂纹的规律，并结合具体的生产条件，提出经济、科学、有效的防止裂纹的措施。

二、裂纹分类：1、在焊接生产中出现的焊接裂纹是多种多样的有的出现在焊缝表面，有的隐藏在焊缝内部，有的则产生在熔合线、热影响区或母材中。

GB6417——86将其规定如下表：1011011 1012 1013 1014 Ea 纵向裂纹基本上与焊缝轴线平行的裂纹，可能存在于：——焊缝金属中；——熔合线上；——热影响区中；——母材金属中1021021 1023 1024 Eb 横向裂纹基本上与焊缝轴线垂直的裂纹，可能存在于：——焊缝金属中；——热影响区中；——母材金属中1031031 1033 1034 E 放射状裂纹具有某一公共点的放射状裂纹可能位于：——焊缝金属中；——热影响区中；——母材金属中注：这种类型的小裂纹内也可以叫做星形裂纹。

1041045 1046 1047 Ec 弧坑裂纹在焊缝收弧弧坑处的裂纹，可能是：——横向的；——纵向的；——星形的。

1051051 1053 1054 E 间断裂纹群一组间断的裂纹可能位于：——焊缝金属中；——热影响区中；——母材金属中。

106 E 枝状裂纹由某一公共裂纹派生出的一组裂1061 1063 1064 纹，它与间断裂纹群（105）和放射裂纹（103）不同，可能位于：——焊缝金属中；——热影响区；——母材金属区。

焊接裂纹产生原因及防治

焊接裂纹产生原因及防治焊接裂纹是在焊接过程中或焊接完成后在焊缝或母材中产生的开裂缺陷。

焊接裂纹的产生原因多种多样，主要包括以下几个方面：1.焊接过程中的温度应力：焊接时，因为焊接区域发生了局部加热和冷却，导致焊接接头中的温度差异，从而造成了焊接区域的应力。

如果这种应力超过了焊接材料的强度极限，就会产生裂纹。

2.冶金因素：焊接过程中，由于温度升高，焊接材料和母材之间发生相互作用，形成了互溶区。

如果溶液比较富含低熔点的物质，就会导致物质从高温区流向低温区，从而增大了焊接接头的收缩量，引起裂纹。

3.废气、含氧量过高：当焊接环境中的氧气含量过高时，焊接时会发生氧化反应，在焊接接头中产生大量的氧化物，增大了焊接接头的收缩量，从而导致了裂纹的产生。

4.焊接过程中的振动：焊接过程中的振动会使焊接接头中的晶粒发生变化，从而影响了焊接材料的性能，使其发生了裂纹。

针对焊接裂纹的防治措施主要包括以下几个方面：1.提高焊接工艺：合理选择焊接工艺参数，如焊接电流、焊接电压和焊接速度等，以控制焊接过程中的温度和应力。

2.控制焊接过程中的温度升降速度：控制焊接过程中的升温速度和冷却速度，以避免焊接接头产生过大的应力。

3.控制焊接环境：减少焊接环境中的含氧量，避免产生氧化反应和氧化物。

4.优化焊接材料：合理选择焊接材料，根据焊接接头的要求选择合适的材料，以提高焊接接头的性能。

5.加强材料的前处理：在焊接前进行必要的预处理工作，如去污、除锈、磷化等，以提高焊接接头的质量。

综上所述，焊接裂纹的产生原因多种多样，需要综合考虑多个方面的因素来进行防治。

通过合理选择焊接工艺参数、控制焊接过程中的温度和应力、控制焊接环境、优化焊接材料以及加强材料的前处理等措施，可以有效预防和防治焊接裂纹的产生，提高焊接接头的质量。

第2章2-4 焊接裂纹

三、层状撕裂（lamellar tearing)
1、层状撕裂的定义：
轧制的厚钢板角接接头，T形接头和十字接头中，由于多层焊角焊缝产生的过大的Z向应力及母材中存在的层状夹杂，在焊接热影响区及其附近的母材内引起的沿轧制方向发展的具有阶梯状的裂纹。
2、层状撕裂的特征
产生部位：
产生温度：形貌特征：产生的接头形式：

第三，选择合理的焊接次序，施工时焊接次序是很重要的，同样的焊接方法和焊接材料，只是因焊接次序不同，可能具有不同的结晶裂纹倾向。总的原则是尽量使大多数焊缝能在较小刚度的条件下焊接，使焊缝的受力最小。以上简要地从冶金和工艺方面对防止热裂纹的措施进行了讨论，实际生产中情况比较复杂，防止热裂纹的方法也很多，这里无法一一举例。但最主要的是根据施工具体条件，找出存在的主要问题，采取相应的措施。同时应当经济可靠，简便易行。
为什么钢淬硬之后易引发冷裂纹呢？
1）淬硬会形成脆硬的马氏体组织这种组织发生断裂时将消耗较低的能量。
2）淬硬会形成更多的晶格缺陷成为裂纹源。
（2）氢的作用
焊接接头的含氢量越高，裂纹的敏感性越大。氢的应力扩散理论认为，金属内部的缺陷（包括微孔、微夹杂和晶格缺陷等）提供了潜在裂源，在应力的作用下，这些微观缺陷的前沿形成了三向应力区，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使该处变脆，当应力进一步加大时，促使缺陷扩展而形成裂纹。其后氢又不断向新的三向应力区扩展，达到临界浓度时，又发生新的裂纹扩展。这种过程可周而复始断续进行，直至成为宏观裂纹。
产生结晶裂纹的条件：

1、冶金因素 ——由低熔共晶形成的液态薄膜