焊接裂纹的处理PPT课件
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有的塑性时产生裂纹即 es 0
高温阶段晶间塑性变形能力不足以承 受当时所发生塑性应变量。
第五章 焊接裂纹
9
1)、热裂纹分类
a. 结晶裂纹：在凝固的过程--结晶过程中产生
b. 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经重新溶化， 在收缩应力作用下,沿奥氏体晶间发生开裂
c. 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。
第五章 焊接裂纹
21
第五章 焊接裂纹
结 晶 裂 纹
22
第五章 焊接裂纹
23
第五章 焊接裂纹
24
第五章 焊接裂纹
25
第五章 焊接裂纹
26
第五章 焊接裂纹
27
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
第五章 焊接裂纹
28
以低碳钢焊接为例可把熔池的结晶分 为以下三个阶段
①液固阶段：（1区）
②固液阶段：这一区 也称为“脆性温度区” 即图上a、b之间的温 度范围 ③固相阶段：也叫 完全凝固阶段
Tb—称为脆性温度区，在比区间易产生结晶裂纹，杂质较少的金属, Tb 小产生裂纹的可能性也小，杂质多的金属Tb大，产生裂纹的倾向也大
第五章 焊接裂纹
29
第五章 焊接裂纹
30
3）产生结晶裂纹的条件
在ＴＢ焊缝的塑性用P表示, P(T)
当在某一瞬时温度 时有一个最小的塑 性值（Pmin) （出现液态薄膜时） 受拉伸应力所产生的变形 用e表示，也是温度的函数 .
第五章 焊接裂纹
31
产生裂纹的条件
在脆性温度区焊缝所承受的拉伸 应力所产生的变形大于焊缝金属所具
断裂，也有晶间和穿晶
混合断裂
第五章 焊接裂纹
本节结束20
§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
16
延迟裂纹
第五章 焊接裂纹
17
4）、层状撕裂：
由于轧制母材内部存 在有分层的夹杂物(特 别是硫化物夹杂物） 和焊接时产生的垂直 轧制方向的应力，使 热影响区附近地方产 生呈“台阶”状的层 状断裂并有穿晶发展 。
第五章 焊接裂纹
18
5）、应力腐蚀裂纹：
金属材料在某些特定 介质和拉应力共同作 用下所产生的延迟破 裂现象，称应力腐蚀 裂纹。
的脆性断裂特征。 微观看：晶间断裂，但也可穿晶（晶内）断裂， 也可晶间和穿晶混合断裂。
第五章 焊接裂纹
15
冷裂纹分类：
a. 延迟裂纹：特点不在焊后立即出现，有 一段孕育期产生迟滞现象称延迟裂纹。
b. 淬硬脆化裂纹（淬火裂纹）：淬硬倾向 大的组织易产生这种裂纹（与氢含量关 系不大）。
c. 低塑性脆化裂纹：在比较低的温度下， 由于收缩应变超过了材料本身的塑性储 备产生的裂纹称低塑性脆化裂纹。
第五章 焊接裂纹
3
重点内容
1、裂纹的分类用一般特征 2、结晶裂纹的形成机理、影响因素，及其防
冶措施 3、焊接冷裂纹的形成机理， 4、应力腐蚀裂纹形成机理 ５、层状撕裂产生原因及防止、
６焊接裂纹综合分析及判断，各种裂纹断口形 貌特征。
第五章 焊接裂纹
4
§5-1 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 报废，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。
③星形（弧形裂纹） 2、 按裂纹发生部位分
①焊缝金属中裂纹
纵向裂纹
②热影响区中裂纹
③焊缝热影响区贯穿裂纹
第五章 焊接裂纹
8
3 、按产生本质分类
1）、热裂纹 （高温裂纹）
产生：热裂纹(高温裂纹)高温下产生
存在部位：焊缝为主,热影响区
特征：宏观看, 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
第五章 焊接裂纹
第五章 焊接裂纹
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第五章 焊接裂纹
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第五章 焊接裂纹
Hale Waihona Puke Baidu
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
概述 焊接热裂纹 焊接冷裂纹 再热裂纹 层状撕裂 应力腐蚀裂纹 焊接裂纹综合分析和判断
第五章 焊接裂纹
5
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焊趾裂纹
⑨热影响区焊缝贯穿裂纹⑩焊缝根部裂纹
第五章 焊接裂纹
6
第五章 焊接裂纹
7
分类:
1、 按裂纹分布的走向分
①横向裂纹 ②纵向裂纹
第五章 焊接裂纹
10
晶 间 裂 纹
HAZ液化裂纹
多边化裂纹
第五章 焊接裂纹
11
第五章 焊接裂纹
12
2）、再热裂纹（消除应力处理裂纹）
由于重新加热（热处理）过程中产生称再热 裂纹—消除应力处理裂纹。
第五章 焊接裂纹
13
第五章 焊接裂纹
14
3）、冷裂纹
产生温度：温度区间在+100℃～-75℃之间 存在部位:多在热影响区,但也有发生在焊缝。 特征（断口）：宏观断口具有发亮的金属光泽
第五章 焊接裂纹
19
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
高温阶段晶间塑性变形能力不足以承 受当时所发生塑性应变量。
第五章 焊接裂纹
9
1)、热裂纹分类
a. 结晶裂纹：在凝固的过程--结晶过程中产生
b. 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经重新溶化， 在收缩应力作用下,沿奥氏体晶间发生开裂
c. 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。
第五章 焊接裂纹
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第五章 焊接裂纹
结 晶 裂 纹
22
第五章 焊接裂纹
23
第五章 焊接裂纹
24
第五章 焊接裂纹
25
第五章 焊接裂纹
26
第五章 焊接裂纹
27
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
第五章 焊接裂纹
28
以低碳钢焊接为例可把熔池的结晶分 为以下三个阶段
①液固阶段：（1区）
②固液阶段：这一区 也称为“脆性温度区” 即图上a、b之间的温 度范围 ③固相阶段：也叫 完全凝固阶段
Tb—称为脆性温度区，在比区间易产生结晶裂纹，杂质较少的金属, Tb 小产生裂纹的可能性也小，杂质多的金属Tb大，产生裂纹的倾向也大
第五章 焊接裂纹
29
第五章 焊接裂纹
30
3）产生结晶裂纹的条件
在ＴＢ焊缝的塑性用P表示, P(T)
当在某一瞬时温度 时有一个最小的塑 性值（Pmin) （出现液态薄膜时） 受拉伸应力所产生的变形 用e表示，也是温度的函数 .
第五章 焊接裂纹
31
产生裂纹的条件
在脆性温度区焊缝所承受的拉伸 应力所产生的变形大于焊缝金属所具
断裂，也有晶间和穿晶
混合断裂
第五章 焊接裂纹
本节结束20
§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
16
延迟裂纹
第五章 焊接裂纹
17
4）、层状撕裂：
由于轧制母材内部存 在有分层的夹杂物(特 别是硫化物夹杂物） 和焊接时产生的垂直 轧制方向的应力，使 热影响区附近地方产 生呈“台阶”状的层 状断裂并有穿晶发展 。
第五章 焊接裂纹
18
5）、应力腐蚀裂纹：
金属材料在某些特定 介质和拉应力共同作 用下所产生的延迟破 裂现象，称应力腐蚀 裂纹。
的脆性断裂特征。 微观看：晶间断裂，但也可穿晶（晶内）断裂， 也可晶间和穿晶混合断裂。
第五章 焊接裂纹
15
冷裂纹分类：
a. 延迟裂纹：特点不在焊后立即出现，有 一段孕育期产生迟滞现象称延迟裂纹。
b. 淬硬脆化裂纹（淬火裂纹）：淬硬倾向 大的组织易产生这种裂纹（与氢含量关 系不大）。
c. 低塑性脆化裂纹：在比较低的温度下， 由于收缩应变超过了材料本身的塑性储 备产生的裂纹称低塑性脆化裂纹。
第五章 焊接裂纹
3
重点内容
1、裂纹的分类用一般特征 2、结晶裂纹的形成机理、影响因素，及其防
冶措施 3、焊接冷裂纹的形成机理， 4、应力腐蚀裂纹形成机理 ５、层状撕裂产生原因及防止、
６焊接裂纹综合分析及判断，各种裂纹断口形 貌特征。
第五章 焊接裂纹
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§5-1 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 报废，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。
③星形（弧形裂纹） 2、 按裂纹发生部位分
①焊缝金属中裂纹
纵向裂纹
②热影响区中裂纹
③焊缝热影响区贯穿裂纹
第五章 焊接裂纹
8
3 、按产生本质分类
1）、热裂纹 （高温裂纹）
产生：热裂纹(高温裂纹)高温下产生
存在部位：焊缝为主,热影响区
特征：宏观看, 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
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Hale Waihona Puke Baidu
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
概述 焊接热裂纹 焊接冷裂纹 再热裂纹 层状撕裂 应力腐蚀裂纹 焊接裂纹综合分析和判断
第五章 焊接裂纹
5
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焊趾裂纹
⑨热影响区焊缝贯穿裂纹⑩焊缝根部裂纹
第五章 焊接裂纹
6
第五章 焊接裂纹
7
分类:
1、 按裂纹分布的走向分
①横向裂纹 ②纵向裂纹
第五章 焊接裂纹
10
晶 间 裂 纹
HAZ液化裂纹
多边化裂纹
第五章 焊接裂纹
11
第五章 焊接裂纹
12
2）、再热裂纹（消除应力处理裂纹）
由于重新加热（热处理）过程中产生称再热 裂纹—消除应力处理裂纹。
第五章 焊接裂纹
13
第五章 焊接裂纹
14
3）、冷裂纹
产生温度：温度区间在+100℃～-75℃之间 存在部位:多在热影响区,但也有发生在焊缝。 特征（断口）：宏观断口具有发亮的金属光泽
第五章 焊接裂纹
19
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