冷热裂纹产生原因及预防

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建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施

建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施

建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施建筑钢结构焊接是连接构件的常用方法,但焊接过程中容易产生裂纹,严重影响结构的安全性和使用寿命。

研究焊接裂纹的产生机理并采取合理的防止措施至关重要。

焊接裂纹主要是由于焊接过程中产生的应力引起的,其产生机理包括冷裂纹、热裂纹和残余应力裂纹。

冷裂纹是指焊缝在冷却过程中由于收缩应力引起的裂纹。

焊接时,焊缝收缩后会产生应力,如果不加控制地冷却,收缩应力会引起元件产生冷裂纹。

防止冷裂纹的主要措施包括预热、均匀冷却以及控制焊接方向。

预热可以减少冷却速率,降低收缩应力的大小。

均匀冷却可以避免应力集中,减少冷裂纹的产生。

控制焊接方向可以调整焊缝形式,减少应力的集中。

热裂纹是指在焊接过程中由于组织相变引起的裂纹。

焊接时,材料会受到高温热输入,过高的热输入会引起材料组织相变,从而产生热裂纹。

防止热裂纹的关键措施是控制焊接热输入,采用适当的预热和后热处理方法,以使材料组织相变得到控制。

残余应力裂纹是指焊接后钢结构中残余应力引起的裂纹。

焊接后,由于组织变化和热应力等原因,结构会产生残余应力。

如果应力过大,就容易引起裂纹的产生。

防止残余应力裂纹的措施包括适当的焊接顺序和采用适当的预热和后热处理方法。

还可以通过合理的焊接工艺来防止焊接裂纹的产生。

采用适当的焊接电流和电压、焊接速度和焊缝宽度、合理的焊接通道和方法等,都可以减少应力集中和裂纹的产生。

针对建筑钢结构焊接裂纹的产生机理,我们可以采取预防措施,如合理控制焊接热输入、适当预热和后热处理、调整焊接方向、控制焊接顺序等,从而降低焊接裂纹的发生率,提高结构的安全性和使用寿命。

(注:本文仅供参考,具体内容和措施应根据实际情况和规范要求确定。

)。

焊接热裂纹的产生原因及防止方法

焊接热裂纹的产生原因及防止方法

焊接热裂纹的产生原因及防止方法一、热裂纹产生的原因分析1、焊缝中杂质和拉应力的存在因为焊缝中的杂质在焊缝结晶过程中会形成低熔点结晶。

原因是低熔点共晶物的存在.结晶时被推挤到晶界上,形成液态薄膜,凝固收缩时焊缝金属在拉应力作用下,液态薄膜承受不了拉应力而形成裂纹。

热裂纹就轻易在焊缝金属中产生.所以要控制焊缝金属杂质的含量,减少低熔点共晶物的天生。

同时由此可见结晶裂纹的产生是低熔点共晶体和焊接拉应力共同作用的结果,二者缺一不可。

低熔点共晶体是产生结晶裂纹的内因,焊接拉应力是产生结晶裂纹的外因。

2、焊缝终端部位温度的变化埋弧焊焊接时,当焊接热源靠近纵焊缝的终端部位时,焊缝端部正常的温度场将发生变化,越靠近终端其变化越大.由于引弧板的尺寸远比筒体小,其热容量也小得多,而熄弧板与筒体之间只靠定位焊连接,故可视为大部门不连续.所以终端焊缝部位的传热前提是很差的,致使该部位局部温度升高,熔池外形发生变化,熔深也将随之变大,同时熔池在高温下停留的时间也变长,熔池凝固的速度变慢,尤其当熄弧板尺寸过小、熄弧板与筒体之间的定位焊缝过短、过薄时更为明显. 焊缝外形对结晶裂纹的形成有显著的影响。

熔宽与熔深比小易形成裂纹,熔宽与熔深比大抗结晶裂纹性较高。

3、焊接线能量的影响因为埋弧焊所采用的焊接热输入量往往比其他焊接方法要大得多,焊接线能量的大小直接影响到焊缝的成形,而焊缝的成形外形又直接决定着焊缝凝固后的晶粒分布和低熔点共晶体的存在位置及受力情况,因而对结晶裂纹产生与否影响较大。

另外,焊缝的横向收缩量远比间隙的张开量要小,使终端部位的横向拉伸力比其他焊接方法要大.这对开坡口的中厚板和不开坡口的较薄板尤为明显.4、其他情况如存在强制装配,装配质量不符合要求.二、焊缝裂纹的性质及特点终端裂纹形成的部位有时为终端,有时为距终端四周地区150mm 范围内,有时为表面裂纹,有时为内部裂纹,而大多数情况是发生在终端四周的内部裂纹.裂纹与焊缝的波纹线相垂直,露在焊缝表面的有显著的锯齿外形。

焊接冷裂纹产生原因及防止措施

焊接冷裂纹产生原因及防止措施

焊接冷裂纹产生原因及防止措施1.原因:1.1材料的选择不当:焊接材料的化学成分不合适,或者材料含有较高的残留应力,容易导致冷裂纹的生成。

1.2焊接过程中的热输入不合适:焊接过程中产生的热量和焊接速度不合理,容易造成焊缝和母材之间的温度差异,从而导致冷裂纹的生成。

1.3焊接残余应力:焊接后,热量的收缩导致焊缝和母材之间的残余应力,这些应力容易导致冷裂纹的生成。

1.4接缝设计不合理:接缝的形状和尺寸设计不合理,例如锯齿形的接头,容易导致应力集中,增加冷裂纹的风险。

1.5焊接过程中的不合理操作:焊接过程中出现的不合理操作,例如焊接速度太快或太慢,焊接温度不稳定,都会增加冷裂纹的发生风险。

2.防止措施:2.1合理选择焊接材料:选择合适的焊接材料,确保化学成分符合要求,并且没有过高的残余应力。

2.2控制热输入:控制焊接过程中的热输入,一方面要保证足够的热能输入,使焊缝和母材温度均匀,另一方面要避免过高的热输入,以免造成过大的残余应力。

2.3使用预热和后热处理:对于容易产生冷裂纹的材料和结构,可以采用预热和后热处理的方法来减少焊接过程中的残余应力。

2.4设计合理的焊缝:在设计焊缝时,应尽量避免锯齿形的接头,可以采用圆弧形或其他形状,以减少应力集中。

2.5严格控制焊接过程参数:焊接过程中应严格控制焊接速度、焊接压力和焊接温度等参数,确保稳定和合理的焊接条件。

2.6检测和治理裂纹:焊接后应对焊缝进行严格的裂纹检测,如超声波检测、磁粉检测等,一旦发现裂纹,应及时采取治理措施,包括打磨、退火或重新焊接等。

2.7人员培训和操作规范:通过人员培训,提高焊接人员的技术水平和操作规范,减少不合理操作的发生,从而减少冷裂纹的产生。

总结起来,焊接冷裂纹的产生主要是由材料的选择不当、焊接过程中的热输入不合适、焊接残余应力、接缝设计不合理和焊接过程中的不合理操作等原因造成的。

为了防止焊接冷裂纹的产生,应选择合适的焊接材料、控制热输入、使用预热和后热处理、设计合理的焊缝、严格控制焊接过程参数、检测和治理裂纹,并加强人员培训和操作规范。

热裂纹的主要产生原因及预防措施

热裂纹的主要产生原因及预防措施

一、什么是热裂纹热裂纹是在高温和熔池凝固过程中产生的裂纹,是焊接过程中最常见的裂纹类型,从低碳钢、低合金高强度钢,到奥氏体不锈钢、铝合金和镍基合金等都有产生焊接热裂纹的可能。

热裂纹最常见于焊缝中心,属于结晶裂纹,其形成过程主要与低熔点共晶物和拉应力有关。

二、影响热裂纹的主要因素1、焊缝金属的化学成分焊缝金属中C、S、P、Cu、Zn等低熔点元素及其化合物较多时,会促使形成热裂纹。

在焊缝凝固过程期间,这些低熔点物质容易在焊缝中央聚集偏析,当焊缝边缘结晶凝固时,焊缝中心晶粒间杂质仍处于液态膜状态,在焊缝收缩产生的应力作用下产生裂纹。

2、焊缝横截面形状当焊缝深度比宽度大时,会使凝固颗粒增长垂直于焊接中心,容易产生热裂纹,特别是高熔深的埋弧焊和药芯焊丝气保焊用于厚板窄间隙焊接时更容易发生。

建议焊道宽深比(焊缝宽度/焊缝深度)在1~1.4之间有利于提高抗裂性。

此外,凹形焊缝比凸形焊缝更容易产生裂纹,而高电压、焊接速度过快是凹形焊缝的主要成因,应尽量避免。

3、焊接应力焊件刚性大,装配和焊接时产生较大的焊接应力,会促使形成热裂纹。

三、预防热裂纹的主要措施1、冶金控制方面(1)控制焊缝中有害杂质含量严格限制母材和焊接材料中的C、P、S等有害杂质含量。

(2)改善焊缝结晶组织碳钢和低合金钢主要通过向焊缝添加某些合金元素,如Mo、V、Ti等,以改变结晶组织形态,细化晶粒从而提高抗裂性。

不锈钢则通过加入Cr、Mo等铁素体形成元素,使焊缝中形成适量铁素体,以减少P、S等有害元素在晶界上的分布,同时细化晶粒,从而有效防止裂纹产生。

(3)限制稀释率对于一些易于向焊缝转移某些有害杂质的母材,焊接时必须尽量减少稀释率,如开大坡口、减小熔深、堆焊隔离层等,尤其是中碳钢、高碳钢以及异种金属焊接时。

2、应力控制方面(1)选择合理的接头形式(2)确定合理的焊接顺序总体原则是尽量使大多数焊缝在较小的刚度条件下焊接,避免焊接结构产生较大的拘束应力。

各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了

各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了

各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了焊接是一种常见的连接工艺,但焊接过程中容易产生焊接裂纹。

为了提高焊接质量,减少焊接裂纹的产生,需要了解不同焊接裂纹的成因特点,并采取相应的防止措施。

焊接裂纹可分为热裂纹、冷裂纹和固化裂纹等不同类型。

下面将就各种焊接裂纹的成因特点及防止措施进行介绍:1.热裂纹:热裂纹是由于焊接过程中材料受热引起的裂纹。

其特点是呈现出明显的沿晶裂纹特征,并且易于在焊接接头中形成交叉网络裂纹。

常见的热裂纹包括低温热裂纹和高温热裂纹。

低温热裂纹通常发生在焊接高碳钢、不锈钢、铝合金等材料时,主要原因是在焊接过程中产生的低熔点物质(如非金属夹杂物、硫化物)会导致裂纹的形成。

因此,防止低温热裂纹的关键在于降低焊接接头中的夹杂物含量,控制焊接温度和速度,使用合适的焊接电流和电压等。

高温热裂纹主要发生在焊接高强度钢、铝合金等材料时,其主要原因是焊接接头中的合金元素偏析或金属在焊接中的高温下形成致密的化合物,导致焊接接头发生脆性断裂。

预热和后热处理是防止高温热裂纹的常用方法,通过控制焊接温度梯度和应力,避免裂纹的生成。

2.冷裂纹:冷裂纹是焊接接头在冷却过程中产生的裂纹,主要由于焊接接头的收缩应力超过了材料的塑性变形能力而引起。

冷裂纹通常呈现出沿晶和剥离两种形态。

冷裂纹的形成与焊接材料的化学成分、焊接参数(如预热温度、焊接电流和速度等)、接头几何形状和约束条件等因素密切相关。

为防止冷裂纹的产生,可以采取增加预热温度和焊接层间温度、降低残余应力、使用低氢焊条或填充剂等措施。

3.固化裂纹:固化裂纹是焊接过程中焊缝和熔敷金属中的液态组织在冷却过程中发生凝固收缩而产生的裂纹。

固化裂纹主要由于焊接接头中的组织偏析、组织转变和凝固缩短等因素导致。

防止固化裂纹的关键是通过合理的焊接参数、选择合适的填充材料和焊接序列等措施控制焊接缩短率,减少焊接接头中的温度梯度和残余应力。

总之,了解不同焊接裂纹的成因特点并采取相应的防止措施对于提高焊接质量具有重要意义。

焊接裂纹产生的原因及预防措施

焊接裂纹产生的原因及预防措施

焊接裂纹产生的原因及预防措施摘要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的事故。

所以如何避免裂纹的产生是保证焊接质量的关键。

本文着重从焊接裂纹形成原因,影响裂纹生成的因素以及防止措施三方面进行探讨。

关键词热裂纹;冷裂纹;产生原因;预防措施0引言在焊接应力及其他致脆因素的作用下,焊接接头中局部区域因开裂而产生的缝隙称为焊接裂纹。

在焊接生产中出现的裂纹形式是多种多样的,根据裂纹产生的情况,可把焊接裂纹归纳为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂。

下面主要讨论较为常见的热裂纹和冷裂纹。

1热裂纹热裂纹是高温下在焊缝金属和焊缝热影响区中产生的一种沿晶裂纹。

热裂纹产生的原因焊接是一个局部加热的过程,液体由液态向固态转变的过程需要放热,体积缩小,焊缝金属凝固后,在冷却过程中处于放热状态,因此体积收缩。

但焊缝周围金属性能稳定,焊缝金属的收缩受到阻碍,因而使焊缝受到拉力作用。

在焊缝开始凝固、结晶时,液体流动性较小,因此产生的拉应力不会引起裂纹。

此时的液体金属可以在晶粒间自由流动,因而拉应力造成的晶粒间隙能被液体金属填满。

当温度继续下降时,柱状晶体继续生长,拉应力也逐渐增长。

之所以焊缝中的共晶体被柱状晶体推向晶界,聚集在晶界上,是因为焊缝中低熔共晶体的熔点比较低,凝固的时间晚。

在焊缝金属基本上都凝固时,小部分低熔点的金属还未完全凝固,在晶界上形成了一种“液体夹层”,拉应力在此时已经变的比较大了,然而液体金属本身强度很小,这大大减弱了晶粒间的结合。

在拉应力的作用下,柱状晶体之间的间隙被增大,低熔点液体金属这时填充不了被增大的空隙,因此产生了裂纹。

1.1由此可见,拉应力是产生热裂纹的外因,晶界上的低熔点共晶体是产生热裂纹的内因,拉应力作用在低熔点共晶体处的晶界上而造成裂纹。

1.2影响生成热裂纹的因素1)合金元素的影响。

合金元素是影响热裂纹倾向最根本的因素,其中主要有以下几个:硫:硫在钢中能形成多种低熔点共晶体,同铁会形成FeS,FeS与铁以及FeS与FeO会形成低于钢熔点的共晶体,它们在焊缝结晶时聚集在晶界上,当焊缝金属大部分已凝固时,它尚未凝固,形成液态薄膜,因而增大热裂纹倾向。

冷热裂纹形成机理影响因素防治措施

冷热裂纹形成机理影响因素防治措施

冷热裂纹形成机理影响因素防治措施引言冷热裂纹是一种常见的材料力学性能问题,其在工业领域中广泛存在,并对材料的性能和寿命产生负面影响。

了解冷热裂纹的形成机理、影响因素以及相应的防治措施对于提高材料的可靠性和使用寿命至关重要。

本文将深入探讨冷热裂纹的相关知识,帮助读者了解该问题,并提供有效的防治措施。

冷热裂纹形成机理冷热裂纹的形成机理是由于材料在冷却或加热过程中产生的内部应力超过了其破坏强度,导致裂纹的生成和扩展。

一般来说,冷热裂纹的形成可以归结为以下几个主要机制:1.温度差异引起的热应力:在材料冷却或加热的过程中,温度变化引起了材料的热膨胀或收缩,从而产生内部应力。

当这些内部应力超过材料的破坏强度时,就会形成裂纹。

2.材料组织的不均匀性:材料内部的组织不均匀性会导致不同部分的热膨胀或收缩程度不同,从而引起内部应力的积累。

这种内部应力的不均匀分布会促使裂纹的形成。

3.金属材料中的相变:某些金属材料在冷却或加热过程中会发生相变,进而引起内部应力的产生。

这种内部应力可以导致裂纹的形成。

4.加工工艺缺陷:不合理的加工工艺,如快速冷却或加热,过高的加工温度等,可能会导致材料内部应力过大,从而引发冷热裂纹。

影响因素冷热裂纹的形成受到多种因素的影响,下面将介绍其中一些主要因素:1.材料特性:材料的热膨胀系数、热导率、弹性模量等性质会影响材料在温度变化时的应变和应力分布,从而对冷热裂纹的形成起到重要作用。

2.加工工艺:加工工艺的合理性直接关系到冷热裂纹的形成。

材料的加工温度、冷却速率、加热速率以及冷却或加热时所采用的手段等都会对冷热裂纹的发展起到影响。

3.材料结构:材料的晶体结构和晶粒尺寸也会影响冷热裂纹的形成。

晶体结构不完善或晶粒尺寸过大都会削弱材料的抗裂性能,增加冷热裂纹的发生风险。

4.环境条件:环境因素如湿度、氧化性、腐蚀性等也会对冷热裂纹的形成产生一定影响。

特别是在存在湿度和腐蚀性较高的环境中,冷热裂纹的形成更容易发生。

焊接 热裂纹形成原理影响因素及防止措施

焊接 热裂纹形成原理影响因素及防止措施

普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
一、热裂纹的分类及特征 二、热裂纹的形成机理 三、热裂纹的影响因素及防止措施
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
一、热裂纹的分类及特征
凝固裂纹 液化裂纹 高温失延裂纹
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
结构形式与 拘束程度
结晶应力 与应变
凝固 裂纹
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
(三)防止热裂纹的措施
以上两类因素中,哪些因素可以进行控制呢?
总体来看:冶金因素的影响在铸造熔炼过程中 比较容易实现控制,而在焊接工艺过程中只能通 过对焊材与焊接工艺参数选择来限制热裂纹。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
1、凝固裂纹
金属凝固结晶末期,在固相线附近发生的晶间开裂现象, 称为凝固裂纹或结晶裂纹。其形成与凝固末期晶间存在的 液膜有关,断口具有沿晶间液膜分离的特征。裂纹无金属 光泽,有明显的氧化色彩。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
液化裂纹的形成机理
液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹,一般认为是 由于热影响区或多层焊层间金属奥氏体晶界上的低熔点共 晶,在焊接高温下发生重新熔化,使金属的塑性和强度急 剧下降,在拉伸应力作用下沿奥氏体晶界开裂而形成的。
裂纹
TL TH
TB
TS TS'
δ
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
《材料成形基本原理》
T/℃
TL
TH
δmin
δ=Φ(T)
TB
TB内金属的塑性 δmin越低,产生热 裂纹的倾向越大。

冷、热、再热裂纹

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。

防止冷裂纹的措施

防止冷裂纹的措施

防止冷裂纹的措施简介冷裂纹是在金属材料冷却过程中由于温度梯度引起的裂纹现象。

它通常发生在冷却速度较快的情况下,会给材料的强度和寿命带来不利影响。

为了防止冷裂纹的产生,可以采取一系列的措施,本文将介绍几种常用的方法。

1. 优化材料配方正确选择合适的材料配方是预防冷裂纹的关键。

在材料的设计和开发过程中,需要综合考虑材料的成分、晶粒度以及添加适当的合金元素等因素。

合理的配方能够改善材料的冷却性能,减少冷裂纹的风险。

2. 控制冷却速度冷却速度是冷裂纹产生的重要因素。

过快的冷却速度会导致材料产生内应力,从而引发冷裂纹。

因此,在冷却过程中需要采取适当的控制措施,避免快速冷却。

一种常用的方法是采用缓慢冷却的工艺,在冷却过程中逐渐降低温度,减少温度梯度。

可以通过控制冷却介质的温度和冷却速度来实现。

另外,还可以采用预热的方式,预热材料可以提前减小温度梯度,减少冷裂纹的风险。

3. 增加材料的韧性增加材料的韧性可以有效地防止冷裂纹的产生。

韧性是材料抵抗塑性变形和破坏的能力,可以通过调整材料的组织结构和添加合适的合金元素来实现。

一种常用的方法是通过热处理来改变材料的组织结构,使其具有更好的韧性。

热处理可以改变晶粒的尺寸和分布,使其更加均匀和细小,从而提高材料的韧性。

同时,添加适量的合金元素也可以有效地提高材料的韧性。

合金元素可以调节晶粒的生长和形成过程,减少晶界的脆性相,提高材料的塑性和韧性。

4. 加强表面处理表面处理是防止冷裂纹的重要措施之一。

表面处理可以增加材料表面的保护层,提高材料的耐腐蚀性和耐磨性,有效减少冷裂纹的风险。

常用的表面处理方法包括镀层、渗碳、氮化等。

这些方法可以在材料的表面形成一层保护层,起到防止冷裂纹的作用。

此外,还可以采用机械处理的方式,如打磨、抛光等,优化材料的表面质量,降低材料的表面缺陷,减少冷裂纹的产生。

5. 加强设备维护和管理设备维护和管理是防止冷裂纹的必要措施。

定期进行设备的维护和检修,及时发现和处理设备的故障和缺陷,可以减少冷裂纹的发生。

热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂,这些你都了解吗?

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。

焊接裂纹及防治措施

焊接裂纹及防治措施

1 焊接裂纹及防治措施焊接裂纹是焊接构件施工过程中最为严重的缺陷,轻则返修,重则构件报废。

焊接裂纹有焊缝或熔合线或热影响区裂纹,有表面或内部贯穿裂纹,有弧坑或焊址或焊缝根部裂纹,有层状撕裂等。

以焊缝冷却结晶时出现的时间阶段分,有热裂纹和冷裂纹或延迟裂纹。

(1)热裂纹的成因影响热裂纹形成的因素有:焊缝在冷却结晶过程中,由于快速冷却凝固收缩,晶粒截面间的液态金属补充不足,致使液态薄层开裂;母材热影响区和多层焊的根部焊缝易产生低熔点共晶物的熔解(即硫偏析),产生裂纹。

(2)冷裂纹的成因影响冷裂纹形成的因素有:焊接接头中金相组织的硬度、脆性较高;焊接接头中焊缝扩散氢的含量较高;焊接接头的拘束应力较大。

(3)焊接裂纹的防止措施1)控制焊材的化学成分由于钢材化学成分已经选定,因此焊材选配时应选硫、磷含量低、锰含量高的焊材。

使焊缝金属中的硫磷偏析减少,改善部分晶体形状,提高抗热裂性能。

2)控制焊接工艺参数、条件控制焊接电流与速度,使每一焊道的焊缝成形系数达到1、1~1、2,减少在焊缝中心形成硫磷偏析,提高抗裂性能。

避免采用小角度、窄间隙的焊缝坡口,致使焊缝成形系数过小。

加强焊前预热,降低焊缝在冷却结晶过程中的冷却速度。

采用合理的焊接顺序,使大多数焊缝在较小的拘束度下焊接,减少焊缝收缩拉力。

3)提高根部焊缝质量焊缝根部焊接是厚板焊接的起始点;是保证焊缝质量的根基;亦是产生裂纹的敏感区,因此焊缝根部的焊接措施必须慎之由慎。

加强焊缝坡口的清洁工作,清除一切有害物质;加强焊前预热温度的控制;焊前对坡口根部进行烘烤,去除一切水分、潮气,降低焊缝中氢含量。

使用小直径手工焊条打底,确保根部焊透;控制焊层厚度,适当提高焊道成形系数;控制焊接速度,适当增加焊接热输入量。

控制熔合比:在确保焊透的前提下,控制母材熔化金属在焊缝金属中的比例,减少母材中有害物质对焊缝性能的影响。

根部焊材可选用低配:根据根部焊缝的施焊条件与要求,在保证焊缝力学性能的条件下,根部焊缝的焊材可选用韧性好,强度稍低的焊材施焊,以增加其抗裂性。

焊接冷裂纹与热裂纹的形成及防治措施

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。

钢结构焊热裂纹和冷裂纹预防措施 (1)

钢结构焊热裂纹和冷裂纹预防措施 (1)

钢结构焊热裂纹和冷裂纹预防措施建筑设计钢结构工件由于存在外形尺寸较大、形状多样、焊缝多、焊接位置不对称等因素,在加工过程中,常出现多种焊接问题,影响产品的质量,如局部变形和产生焊接裂纹等。

焊接中的局部变形产生的原因很多,如加工件的刚性小或不均匀,焊后收缩,变性不一致;或加工件本身焊缝布置不均,导致收缩不均匀,焊缝多的部位收缩大、变形也大。

另外,加工人员操作不当,未对称分层、分段、间断施焊,焊接电流、速度、方向不一致,会造成加工件变形的不一致。

焊接时“咬肉”过大,会引起焊接应力集中和过量变形,而焊接放置不平,应力集中释放时也会引起变形。

焊接局部变形的预防措施,在程序控制方面:一是设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置,对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝;二是要制定合理的焊接顺序,以减少变形。

如先焊主焊缝后焊次要焊缝,先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝,先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝,先焊对接焊缝后焊角焊缝。

对尺寸大焊缝多的工件,采用分段、分层、间断施焊,并控制电流、速度、方向一致。

手工焊接较长焊缝时,应采用分段进行间断焊接法,由工件的中间向两头退焊,焊接时人员应对称分散布置,避免由于热量集中引起变形。

大型工件如形状不对称,应将小部件组焊矫正完变形后,再进行装配焊接,以减少整体变形。

在作业实施中,工件焊接时应经常翻动,使变形互相抵消。

对于焊后易产生角变形的零部件,应在焊前进行预变形处理,如钢板v形坡口对接,在焊接前应将接口适当垫高,这样可使焊后变平。

另外,还可通过外焊加固件,增大工件的刚性来限制焊接变形,这时,加固件的位置应设在收缩应力的反面。

对已经变形的工件处理办法,如变形不大,可采用火烤矫正。

如变形较大,采用边烤边用千斤顶顶的方法矫正。

钢结构焊接常出现的另一质量问题是产生焊接裂纹。

分为热裂纹和冷裂纹两类。

热裂纹是指高温下所产生的裂纹,又称高温裂纹或结晶裂纹,通常产生在焊缝内部,有时也可能出现在热影响区,表现形式有:纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹。

温度变化引起的墙体裂缝原因分析及预防措施

温度变化引起的墙体裂缝原因分析及预防措施

温度变化引起的墙体裂缝原因分析及预防措施温度变化引起的墙体裂缝1.现象(1)八字裂缝。

出现在顶层纵墙的两端(一般在1~2开间的范围内),严得时可发展到房屋1/3长度内,有时在横墙上也可能发生。

裂缝宽度一般中间大、两端小。

当外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角方向裂开。

(2)水平裂缝。

一般发生在平层顶层檐下或顶层圈梁下2~3皮砖的灰缝位置,裂缝一般沿外墙顶部断续分布,两端较中间严重,在转角,往往形成纵、槽墙相交而成的包角裂缝。

(3)竖向裂缝。

对于一些长度较大的房屋,在纵墙中间部位可能出现竖向裂缝,裂缝宽度中间大、两端小。

(4)上述裂缝多出现在房屋建成后1~2年内,具有南面、北面、东面轻的特点,大多数裂缝经过夏季或冬季后出现。

2.原因分析(1)八字裂缝一般发生在平屋顶房屋顶层纵墙面上,这种裂缝的产生,往往是在夏季屋顶圈梁、挑梁混凝土浇筑后,保温层未施工前,由于混凝土和砖砌体两种材料张胀系数的差异(前者比后者约大一倍),在较大温差情况下,纵墙因不能自由缩短而在两端产生八字裂缝。

无保温屋盖的房屋,经过夏、冬季气温的变化,也容易产生八字缝。

裂缝之所以生在顶层,还由于顶层墙体承受的压应力较其他各层小,从而砌体抗剪强度比其他各层要低的缘故。

(2)檐口下水平裂缝、包角裂缝以及在较长的多层房屋楼梯间处,楼梯休息不台与楼板邻接部位发生的竖直裂缝,以及纵墙上的竖直裂缝,产生的原因与上述原因相同。

3.预防措施(1)合理安排屋面保温层施工。

由于屋面结构层施工完毕至作好保温层,中间有一段时间间隔,因此屋面施工应尽量避开高温季节,同时应尽量缩短间隔时间。

(2)屋面挑檐可采取分块预制或者顶层圈梁与墙体之间设置滑动层。

(3)按规定留置伸缩缝,以减少温度变化对墙体产生的影响。

伸缩缝内应清理干净,避免碎砖或砂浆等杂物填入缝内。

4.治理方法此类裂缝一般不会危及结构的安全,且2~3年将趋于稳定,因此,对于这类裂缝可待其基本稳定后再作处理。

治理方法与12.4.1地基不均匀下沉引起墙体裂缝基本相同。

避免加热过程中出现膨胀裂缝,冷却过程中出现收缩裂缝。

避免加热过程中出现膨胀裂缝,冷却过程中出现收缩裂缝。

避免加热过程中出现膨胀裂缝,冷却过程中
出现收缩裂缝。

在物体的热处理过程中,很容易出现两种裂缝问题,分别是加热
过程中的膨胀裂缝和冷却过程中的收缩裂缝。

在进行热处理时,我们
需要采取一些有效的防范措施,以避免这些问题的发生。

首先,我们要正确选择和控制物体的加热温度。

如果温度过高,
物体会过于膨胀,容易导致裂缝的形成。

因此,我们要在热处理过程
中控制好加热温度,确保物体能够均匀受热,避免局部过热造成的膨
胀裂缝。

其次,我们需要考虑加热速度。

快速加热会使物体内部温度变化
非常迅速,从而导致物体外部与内部的温度差异,容易引起裂缝。

因此,我们应该采用适当的加热速度,使物体内外温度趋于一致,避免
膨胀裂缝的发生。

另外,在冷却过程中,我们也需要采取必要的预防措施来防止收
缩裂缝的出现。

冷却速度过快会导致物体收缩过快,从而造成裂缝。

因此,我们应该选择适当的冷却速度,使物体能够均匀冷却,避免收
缩裂缝的产生。

此外,我们还可以利用一些热处理辅助材料来帮助缓解裂缝问题。

比如,采用包覆材料来保护物体表面,减少温度差异引起的裂缝;使
用合适的冷却介质,以调节冷却速度,使其更加均匀。

总之,在热处理过程中,避免加热过程中的膨胀裂缝和冷却过程中的收缩裂缝的发生是非常重要的。

我们应该合理控制加热温度和速度,选择适当的冷却速度,并结合热处理辅助材料,以确保物体能够顺利完成热处理过程,而不会出现裂缝问题。

这样不仅能保证物体的质量,还可以提高热处理效果,使其具备更好的性能。

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一、冷裂纹
焊接接头冷却到较低温度时(对于钢来说在MS温度,即奥氏体开始转变为马氏体的温度以下)产生的焊接裂纹。

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)。

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
预防措施
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,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,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,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小时左右,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面)。

二、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焊接裂纹。

焊接热裂纹(welding hot breaking)多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界分布的特征,有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。

焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内,也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。

按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同,焊接热裂纹可分为:凝固裂纹,液化裂纹,多边化裂纹和失塑裂纹4种。

造成液化裂纹的原因是:(l)金属材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质。

(2)由于快速加热使某些金属化合物分解而来不及扩散,局部晶界产生某些合金元素的富集而达到共晶成分,使局部组织的熔点下降,在焊接热影响下促使局部晶界液化。

防止液化裂纹产生的措施有:严格控制母材的杂质含量; 合理选用焊接材料;制定合理的焊接工艺规范,尽量减少焊接热作用。

多边化裂纹在焊缝金属凝固结晶不平衡的条件下,在低于固相线温度的高温区域,沿多边形化边界形成的热裂纹。

它与一次结晶的晶界无明显关系,较多产生于单相奥氏体金属中。

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