焊接冷裂纹讲解
焊接裂纹-冷裂纹资料PPT教学课件
2020/10/16
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二、冷裂纹的种类
延迟裂纹还可以进一步分类，常见的有以下三种。
（一）焊趾裂纹
这种裂纹起源于母材与焊缝交界处，并有明显应力 集中部位（如咬肉处）。裂纹的走向经常与焊道平 行，一般由焊趾表面开始向母材的深处扩展，如图 5-40中A所示。
氢是引起高强钢焊接冷裂纹重要因素之一，并且有 延迟的特征。高强钢焊接接头的含氢量越高，则裂 纹的敏感性越大，当局部地区的含氢量达到某一临 界值时，便开始出现裂纹，此值称为产生裂纹的临 界含氢量。
钢中的含氢量分为两部分，即残余氢量和扩散氢量。
扩散氢对冷裂的产生和扩展起了决定性作用。
在Ms点以下扩散氢才具有致裂的作用。这一部分 扩散氢可以称为“残余扩散氢”。
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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 的扩散速度很快，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。
第三节 焊接冷裂纹
一、冷裂纹的危害性及其一般特征
（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
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（二）冷裂纹的一般特征
高强钢焊接冷裂纹一的，也有的要推迟 很久才产生。冷裂纹的起源多发生具有缺口效应的 焊接热影响区或有物理化学不均匀的氢聚集的局部 地带。冷裂纹的断裂行径，有时是沿晶界扩展，有 时是穿晶前进，这要由焊接接头的金相组织和应力 状态及氢的含量等而定。这一点不像热裂纹那样， 都是沿晶界开裂。
焊接裂纹案例
焊接裂纹案例
焊接裂纹是焊接过程中常见的缺陷之一，它是指焊接接头或焊缝中出现的裂纹。
焊接裂纹的出现可能影响焊接接头的强度和密封性能，因此是需要予以修复或避免的。
以下是一些常见的焊接裂纹案例：
1. 热裂纹：在焊接过程中，由于焊缝附近的材料受到高温热输入和冷却收缩的影响，可能发生热裂纹。
这种裂纹通常发生在焊接处附近的高应力区域，如焊接金属的变形区域或熔融区域。
2. 冷裂纹：冷裂纹是焊接后在冷却过程中出现的裂纹。
它通常是由于焊接接头的残余应力和局部凝固收缩引起的。
冷裂纹可能发生在焊接缺口处或焊缝附近的低温区域。
3. 热裂纹和冷裂纹的组合：在某些情况下，焊接接头可能同时出现热裂纹和冷裂纹。
这种组合形式的裂纹通常发生在高应力区域、冷却速度较快的区域和残余应力较大的区域。
4. 氢致裂纹：在焊接过程中，如果焊接金属中存在大量的氢气，它可能会导致氢致裂纹的形成。
这种裂纹通常在焊缝附近出现，并且沿着晶界或金属的弱点扩展。
5. 疲劳裂纹：疲劳裂纹是由于循环载荷引起的，通常出现在焊接接头的应力集中区域。
它们最初可能很小，但随着时间的推移，可能会扩展并导致接头失效。
上述案例只是焊接裂纹的一部分，实际情况可能更加复杂。
为了避免焊接裂纹的出现，可以采取一些措施，如选择适当的焊接材料、控制焊接工艺参数、预热工件和后续热处理等。
此外，焊接操作人员的经验和技术水平也对避免焊接裂纹至关重要。
焊接冷裂纹
焊接冷裂纹1.前言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。
焊接裂纹的相关基础知识
焊接裂纹的相关基础知识一、焊接裂纹概述焊接裂纹是焊接过程中一种常见的缺陷，它是指在焊接接头中出现的裂隙。
这种裂纹的产生通常是由于焊接过程中的热循环和应力作用导致的。
焊接裂纹对焊接接头的强度和可靠性产生严重影响，因此防止焊接裂纹的产生是焊接工作中一项重要的任务。
二、焊接裂纹类型1.热裂纹：热裂纹是指在焊接过程中，由于熔池中的杂质和凝固过程中的收缩应力作用，导致在焊缝中心出现的裂纹。
热裂纹通常发生在焊缝冷却过程中，由于凝固收缩而受到拉应力的作用，从而产生裂纹。
2.冷裂纹：冷裂纹是指在焊接完成后，由于材料淬火、应力集中等因素导致的裂纹。
冷裂纹通常发生在高强度钢、铝合金等材料中，由于这些材料具有较大的淬硬倾向，因此在焊接过程中容易产生冷裂纹。
3.再热裂纹：再热裂纹是指焊接完成后，在一定温度范围内再次加热时出现的裂纹。
再热裂纹通常发生在某些合金材料中，如不锈钢、镍基合金等，与材料的成分、微观结构和残余应力等因素有关。
三、焊接裂纹产生原因1.材料因素：材料的选择对于防止焊接裂纹的产生至关重要。
一些材料具有较大的淬硬倾向，容易产生冷裂纹；而一些材料在高温下容易产生脆化现象，导致热裂纹的产生。
因此，在选择焊接材料时，应根据材料的特性选择合适的焊接材料和工艺参数。
2.焊接工艺因素：焊接工艺的选择不当也是导致焊接裂纹的重要原因之一。
例如，焊接电流过大或过小、电弧电压过高或过低、焊接速度过快或过慢等都会影响焊缝的质量；此外，预热、层间温度控制不当也会导致冷裂纹的产生。
3.结构因素：结构的设计和控制对于防止焊接裂纹的产生也非常重要。
例如，接头形式设计不合理、焊缝过度集中、结构设计不合理等都会导致应力集中和变形，从而产生裂纹。
四、焊接裂纹的防止措施1.选择合适的焊接材料和工艺：根据材料的特性和要求选择合适的焊接材料和工艺参数，以减少焊接裂纹的产生。
例如，对于高强度钢、铝合金等材料，应选择低氢型焊条、预热和后热等措施来减少冷裂纹的产生；对于不锈钢、镍基合金等材料，应选择合适的填充材料和工艺参数来减少再热裂纹的产生。
焊接裂纹冷裂纹
（二）氢的作用 氢是引起高强钢焊接冷裂纹重要因素之一，并且有
延迟的特征。高强钢焊接接头的含氢量越高，则裂 纹的敏感性越大，当局部地区的含氢量达到某一临 界值时，便开始出现裂纹，此值称为产生裂纹的临 界含氢量。 钢中的含氢量分为两部分，即残余氢量和扩散氢量。 扩散氢对冷裂的产生和扩展起了决定性作用。 在Ms点以下扩散氢才具有致裂的作用。这一部分 扩散氢可以称为“残余扩散氢”。
其后，氢又不断向新的三向应力区扩散，达到临 界浓度时又发生了新的裂纹扩展。
周而复始，直至成为宏观裂纹。
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由此看来，氢 所诱发的裂纹， 从潜伏、萌生、 扩展，以至开 裂是具有延迟 特征的。 因此，可以说 焊接延迟裂纹 就是由许多单 个的微裂断续 合并而形成的 宏观裂纹。
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1.氢的来源及焊缝中的含氢量 焊接时，焊接材料中的水分、焊件坡口处的铁锈、
油污，以及环境湿度等都是焊缝中富氢的来源。 2．金属组织对氢扩散的影响 氢在不同金属组织中的溶解度和扩散系数不同。 氢在奥氏体中的溶解度远比在铁素体中的溶解度
大，并且随温度的增高而增加。 因此，在焊接时有奥氏体转变为铁素体时，氢的
（三）焊接接头的应力状态 延迟裂纹的产生不仅决定钢的淬硬倾向和氢的有 害作用，而且还决定于焊接接头所处的应力状态： 1．不均匀加热及冷却过程中所产生的热应力。球 罐点焊焊缝，加热时开裂。 2．金属相变时产生的组织应力。 3．结构自身拘束条件所造成的应力
高强钢焊接时产生冷裂纹的机理在于钢种淬硬之 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。
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焊接中冷裂纹的成因及防止措施
焊接中冷裂纹的成因及防止措施焊接中冷裂纹的成因及防止措施近来，内业平曲中心在做角焊缝气密试验时，发现焊缝有裂纹。
为此焊接试验室对此问题进行了跟踪，分析裂纹产生原因，并提出以下解决方案。
一、现场问题角焊缝在做气密试验时，发现焊缝有漏气，经仔细检查（可用渗透探伤），发现焊缝上有微裂纹，有横向和纵向；有的地方第一次没有裂纹，过了一夜再做，又有了裂纹。
二、裂纹产生的机理1、角焊缝xx裂纹的特征焊接接头冷却到较低温度下产生的焊接裂纹统称为冷裂纹。
角焊缝上的冷裂纹一般为垂直于焊缝方向上的横向裂纹，大多具有2-3天的潜伏期，在板厚大于10mm的高强钢板角焊缝上较为多见。
2、冷裂纹的影响因素生产实践与理论研究证明：钢材的淬硬倾向、焊接接头中的氢含量及其分布、焊接接头的拘束应力状态是角焊缝出现冷裂纹的三大影响因素。
●焊缝金属的淬硬倾向焊缝金属的淬硬倾向主要取决于化学成分、焊接工艺和冷却条件等。
金属中的C、Mn元素含量高低与材料的淬硬倾向相关；在同一成分母材条件下，角接头焊缝成分受母材成分影响明显高于对接接头，角接头冷却速度相对较大也是具有较明显冷裂倾向原因。
2、焊缝金属中扩散氢含量焊缝中的扩散氢含量越高，冷裂倾向越大。
影响药芯焊丝焊缝扩散氢含量的因素主要有：焊丝种类、焊接电流、干伸长度、保护气体纯度、表面状态等加大焊接电流或减小干伸长度，都能使材料中的扩散氢含量增加；而保护气体中水分含量也会影响焊缝中扩散氢的含量；除此之外，试样的表面状态也能对氢元素的含量造成影响，如带底漆板所测得的氢值明显高出不带底漆板。
三、现场操作1、电流有的达300以上，电流太大。
2、9mm焊缝现场一般焊两道，且焊接情况如图1、图2。
3、焊前清理工作不好：●焊缝有水，现场说是用空压气吹，而不是用火烘；●焊缝氧化渣清理不好4、焊缝边缘熔合不好。
根据以上裂纹产生的机理，以上操作存在问题。
四、角焊缝冷裂纹防止措施采用药芯焊丝焊接碳当量较高的高强船板时，角焊缝具有明显的冷裂纹倾向，冬季施工时应采取严格的工艺措施，防止焊缝冷裂纹。
焊接冷热裂纹知识
焊接热裂纹和冷裂纹知识
（1）产生的温度和时间不同
热裂纹：产生在焊缝结晶过程中，即由结晶开始一直到723度以前。
冷裂纹：产生在焊件冷却到200-300度以下，焊后数小时。
（2）产生的部位和方向不同
热裂纹：多数产生在焊缝金属中，少数延伸到基本金属中去，有纵向也有横向。
冷裂纹：多数产生在熔合线基本金属侧，大多数为纵向，少数为横向。
（3）外观特征不同
热裂纹：断面有明显的氧化色彩（发蓝黑）。
冷裂纹：断口发亮，为脆性断口，无氧化色彩。
（4）金相结构不同
热裂纹：沿晶界开裂。
冷裂纹：贯穿晶粒内部，即穿晶开裂。
（5）产生的原因不同
热裂纹：①焊缝金属中的低熔点共晶成分和杂质造成晶间偏析，形成液态间层。
②金属冷却过程中引起的拉应力使液态间层拉开而形成裂纹。
冷裂纹：①淬硬组织，热影响区产生马氏体组织，塑性下降，脆性增加。
②氢的作用，氢在结晶过程中向热影响区扩散，在空穴处氢原子结合成氢分子，造成很大压力。
③焊接应力作用。
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。
焊接人必备的知识——焊接冷裂纹的那些事！
焊接人必备的知识——焊接冷裂纹的那些事！
文章导读：
什么是冷裂纹？
是指在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)所产生的焊接裂纹。
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)。
冷裂纹的延迟时间不定，由几秒钟到几年不等。
什么是焊接再热裂纹？
是指一些含铬、钼或钒的耐热钢、高强钢焊接后，为消除焊后残余应力，改善接头金相组织和力学性能，而进行消除应力热处理过程中产生的裂纹。
这种裂纹多发生在低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢、镍基合金等的焊接接头中，特别是热影响区的粗晶区。
最后附上焊接冷裂纹和焊接热裂纹的区别
1、产生的温度和时间不同
热裂纹一般产生在焊缝的结晶过程中。
冷裂纹大致发生在焊件冷却到200~300℃，有的焊后会立即出现，有的可以延至几小时到几周甚至更长时间才会出现。
所以冷裂纹又称延迟裂纹。
2、产生的部位和方向不同
热裂纹绝大多数产生在焊缝金属中，有的是纵向，有的是横向，有时热裂纹也会延伸到基本金属中去。
冷裂纹大多数产生在基本金属或熔合线上，大多数为纵向裂纹，少数为横向裂纹。
3、外观特征不同
热裂纹断面都有明显的氧化色。
冷裂纹断口发亮，无氧化色。
4、金相结构不同
热裂纹都是沿晶界开裂的。
冷裂纹是贯穿晶粒内部，即穿品开裂，不过也有的是沿晶界开裂。
—End—。
【焊接工程师】看完秒懂焊接热裂纹和冷裂纹的区别
【焊接工程师】看完秒懂焊接热裂纹和冷裂纹的区别1.焊接热裂纹产生：金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的开裂现象；部位：主要出现在焊缝上，也可出现在近缝区；特征：宏观上，沿焊缝成纵向分布(连续或断续)，也有横向分布；裂口均有较明显的氧化色彩，表面无光泽，但金属内部的热裂纹因与外界隔绝，其氧化程度不如表面裂纹明显。
微观上，沿晶粒边界(包括亚晶界)分布，具有沿晶开裂特征。
分类✔与液膜有关：(1) 凝固裂纹 (结晶裂纹)(2) 液化裂纹✔与液膜无关：(3) 高温失延裂纹 (多边化裂纹)01凝固裂纹金属凝固结晶的末期，在固相线附近，因晶间残存液膜在应力作用所造成的晶间开裂。
特征：最常见的热裂纹形式，其断口具有沿晶间液膜分离的特征，裂纹表面无金属光泽。
主要发生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中(含S、P、C、Si 偏高)和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊缝中。
02液化裂纹焊接时近缝区或焊缝层间金属由于过热，晶间可能出现液化现象，在拉应力作用下由于晶间液膜分裂而导致开裂。
特征：在其断口上局部有树枝状突起。
主要发生在Cr，Ni的高强钢，奥氏体钢及某些镍基合金的近缝区或多层焊层间部位，母材和焊丝中S,P,C,Si含量偏高时，液化裂纹倾向严重。
03高温失延裂纹（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），物理化学性质的不均匀性，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。
特征：与液膜无关，断口粗糙不光滑，显示出柱状晶明显的方向性。
主要发生在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝中或近缝区。
2. 焊接冷裂纹产生：金属经焊接或铸造成形后冷却到较低温度时产生的裂纹，有时在焊后或加工后立即出现，有时则要经过一段时间才出现。
温度：Ms 点附近或 200 一 300oc 以下温度区间特征：从宏观上看，冷裂纹断口具有发亮的金属光泽，呈脆性断裂特征；从微观上看，有的呈晶间断裂（即沿晶断裂），有的为穿晶断裂，而更常见的是沿晶与穿晶共存的断口形态。
焊接产生裂纹的原因
焊接产生裂纹的原因焊接是通过加热金属材料使其熔化，然后冷却使其固化，以实现金属材料的连接。
然而，在焊接过程中，由于温度变化和热应力的作用，容易引起焊接件出现裂纹。
裂纹的产生主要是由以下几个原因引起的：1. 冷裂：冷裂是焊接过程中最常见的一种裂纹。
在焊接件的冷却过程中，由于焊缝和母材之间的冷却速度不同，会产生应力差，从而引起裂纹的产生。
冷裂主要有两种类型，即热裂和冷滴。
- 热裂：热裂主要是由于焊接区域的温度升高而引起的。
当焊接区域的温度升高到一定程度时，会引起焊件的变形和应力集中，从而导致裂纹的产生。
热裂一般发生在高碳钢、不锈钢等易于形成脆性组织的金属材料上。
- 冷滴：冷滴是焊接过程中由于焊料凝固过程中的收缩而引起的裂纹。
焊料在凝固过程中发生收缩，由于焊件的约束作用，会导致焊缝区域的应力集中，从而引起裂纹的产生。
2. 热裂：热裂是在焊接过程中，由于焊接区域的温度升高，引起金属材料发生相变而引起的裂纹。
一般来说，热裂主要发生在高碳钢、不锈钢、铜合金和铸铁等金属材料上。
3. 应力腐蚀裂纹：应力腐蚀裂纹是由于金属材料在有外界应力和腐蚀介质的作用下，产生了腐蚀损伤而引起的裂纹。
焊接过程中，焊件可能会受到外界应力和腐蚀介质的共同作用，从而引起应力腐蚀裂纹的产生。
应力腐蚀裂纹对焊接件的结构安全性造成很大威胁，需要进行预防和控制。
对于裂纹的产生，我们可以通过以下方法进行预防和控制：1. 选择合适的焊接材料：在进行焊接时，应根据具体的焊接工艺和要求，选择合适的焊接材料。
避免使用容易产生裂纹的高碳钢、不锈钢等材料，同时注意材料的成分和组织结构对裂纹的影响。
2. 控制焊接参数：合理控制焊接的温度、焊接速度、焊接电流等参数，避免焊接过程中的温度变化和应力集中。
合理的焊接参数对减少焊接裂纹的产生起到重要作用。
3. 提高焊接工艺：采用先进的焊接技术和工艺，如预热、热处理、加强焊接件的支撑等，可以减小焊接裂纹的产生。
4. 进行焊缝设计：合理设计焊缝结构，避免出现应力集中的地方，减少焊接裂纹的产生。
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。
焊接冷裂纹成因
焊接冷裂纹成因一、引言焊接是现代工业生产中常见的加工方法之一，但其过程中可能会产生冷裂纹，造成产品质量问题。
因此，研究焊接冷裂纹成因对于提高产品质量具有重要意义。
二、焊接冷裂纹的定义及分类焊接冷裂纹是指在焊接过程中或者焊后，在低温下（通常小于室温）由于应力作用而产生的裂纹。
根据其发生位置和形态特征，可分为热影响区（HAZ）冷裂纹、熔合线（FZ）冷裂纹和母材（BM）冷裂纹等。
三、焊接冷裂纹成因1.组织变化引起的应力集中在焊接过程中，由于高温作用下金属晶粒会发生组织变化，如晶粒长大或者晶粒形态不规则等，这些变化都会导致局部应力集中。
当局部应力超过材料的强度极限时就会发生冷裂纹。
2.残余应力引起的开裂在焊接完成后，由于热胀冷缩和相邻材料的热膨胀系数不同，会产生残余应力。
当残余应力达到一定程度时，就会导致冷裂纹的形成。
3.热输入过大或者焊接速度过慢在焊接过程中，如果热输入过大或者焊接速度过慢，就会造成局部过热和冷却不均匀的现象，从而引起冷裂纹。
四、预防焊接冷裂纹的措施1.选择合适的焊接工艺和参数针对不同材料和结构形式，选择合适的焊接工艺和参数是预防冷裂纹的关键。
例如，在高强度钢板的焊接中要采用低温热输入、高速焊接等措施。
2.控制残余应力在焊接完成后采取措施消除或者降低残余应力是预防冷裂纹的有效方法。
例如，在大型构件的制造中可以采用局部加热、后续退火等手段来消除残余应力。
3.增加预热温度和时间增加预热温度和时间可以减少组织变化引起的应力集中，并提高材料的韧性，从而预防冷裂纹的发生。
五、结论焊接冷裂纹的成因是多方面的，需要综合考虑材料、结构和焊接工艺等因素。
预防冷裂纹需要采取相应的措施，如选择合适的焊接工艺和参数、控制残余应力、增加预热温度和时间等。
只有在生产实践中不断总结经验并加以应用，才能有效地预防焊接冷裂纹的产生。
焊接冷裂纹成因
焊接冷裂纹成因一、引言焊接冷裂纹是一种常见的焊接缺陷，主要发生在焊接完成后的冷却过程中。
它会导致焊接件在使用过程中出现裂纹，并对焊接件的强度和可靠性产生负面影响。
本文将探讨焊接冷裂纹的成因，以期提高焊接过程中的质量控制和缺陷预防能力。
二、焊接冷裂纹的基本概念焊接冷裂纹是指在焊接过程中，焊缝和热影响区在冷却过程中产生的裂纹。
它通常发生在高热应力和残余应力的作用下，并与材料本身的力学性能，焊接工艺参数，以及环境因素密切相关。
三、焊接冷裂纹的成因3.1 材料选择材料的选择是焊接冷裂纹发生的重要因素之一。
不同材料的热膨胀系数差异大，而焊接过程中，高温下的膨胀会产生应力。
如果材料的热膨胀系数不匹配，就容易导致焊接区域的应力集中，从而引发冷裂纹的发生。
3.2 焊接参数焊接参数的选择也是影响焊接冷裂纹的重要因素之一。
焊接过程中，焊接电流、焊接速度、预热温度等参数的不合理选择，都可能导致焊接区域内产生较大的残余应力。
残余应力的存在会使焊接件在冷却后发生变形和应力集中，从而引发冷裂纹的形成。
3.3 焊接过程焊接过程中的一些因素也会对冷裂纹的形成产生影响。
例如，焊接过程中的间歇冷却，温度冷降过快都会导致焊接区域内的应力集中，进而导致冷裂纹的发生。
此外，焊接过程中的气氛条件，如氧气含量过高，也会对冷裂纹形成起到促进作用。
3.4 环境条件环境条件对冷裂纹的形成同样具有重要影响。
焊接完成后，如果焊接件受到较低温度的环境影响，将会产生残余应力和冷却应力，进而引发冷裂纹的出现。
此外，一些特殊的环境，如腐蚀介质的作用、高温环境的影响等，都可能加剧冷裂纹形成的风险。
四、焊接冷裂纹的预防措施针对焊接冷裂纹发生的成因，可以采取以下预防措施来降低焊接冷裂纹的风险。
4.1 合理选择材料在焊接过程中，要合理选择材料，尽量控制不同材料的热膨胀系数差异。
优先选择具有较小热膨胀系数差异的材料，以降低残余应力的产生。
4.2 优化焊接参数通过合理优化焊接参数，控制焊接过程中的热输入和冷却过程，以减少残余应力的产生。
焊接冷裂纹的分类、危害及机理
日本IL委员会通过插销试验建立的经验公式
cr [86.3 211Pcm 28.2 lg([H ] 1)
2.73t8 / 5 9.7 10 3 t100 ] 9.8 Si Mn Cu Cr Ni Mo V Pcm — C 5B 30 20 60 15 10
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。
mR
(TM T0 ) Htg m c
同样钢种和同样板厚，由 于接头的坡口型式不同，即使拘 束度相同，也会产生不同的拘束 应力。
当拘束应力达到临界值σ cr时，产生裂纹。临界值σ cr反 映了产生延迟裂纹各种因素共同作用的结果（钢的化学 成分、接头的含氢量、冷却速度和应力状态），所以， 临界值σ cr可作为评价冷裂纹敏感性判据。
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。
试验研究表明，含氢量越高，裂纹敏感性越大，当局 部地区的含氢量超过某一临界值[H]cr时，便开始出现 裂纹。 [H]cr与钢的化学成分、刚度、预热温度及冷却条件有 关。
碳当量与临界含氢量的关系
实验证明焊缝氢含量中的扩散氢对冷裂纹的产生和扩 展起决定作用，实际上只有在较低温度下的扩散氢才 具有致裂作用。这部分扩散氢称为“残余扩散氢[H]R”。 焊接高强钢冷至100℃附近时，氢在某些部位发生聚 集而起致裂作用，因此冷至100℃时的残余扩散氢 [H]R100才是致裂的有效氢含量。
氢在形成冷裂纹过程中的作用：
① 氢的来源及焊缝中的含氢量 焊接材料中的水分、焊件坡口处的铁锈、油污，以及环 境湿度等是焊缝中富集氢的来源。 ② 金属组织对扩散氢的影响 氢在不同组织中的溶解度和扩散系数不同。
第17讲 焊接冷裂纹
3．与接头拘束度有关的判据 (1)临界拘束度Rcr：衡量焊接接头刚性大小的一个定量指 标。
拘束度有拉伸和弯曲两类： 拉伸拘束度是焊接接头根部间隙产生单位长度弹性
位移时，焊缝每单位长度上受力的大小； 弯曲拘束度是焊接接头产生单位弹性弯曲角变形时，
焊缝每单位长度上所受弯矩的大小。
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出现在焊缝上； ❖ 裂纹的起源多发生在具有缺口效应的焊接热影响区或物理化学不均匀
的氢聚集的局部地带；
❖ 裂纹的分布与最大应力方向有关。
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2、分类
❖ 焊接生产中由于采用的钢种、焊接材料不同，结构的类 型、刚度以及施工的条件不同，大致分为：
1)淬硬脆化裂纹
❖ 一些淬硬倾向很大的钢种（焊接含碳较高的Ni-Cr-Mo钢、 马氏体不锈钢、工具钢，及异种钢等），焊接时即使 没有氢的诱发，仅在拘束应力作用下就能导致开裂。
3、三大要素综合影响的评定
在实际焊接中需要有反映出材料淬硬组织(或化学成分)、 扩散氢和应力三大要素同时对冷裂纹发生影响的定量关系。
国内外学者通过大量插销试验，建立了临界断裂应力计算公式， 这些公式较好地反映了这三大要素之间的联系和对冷裂纹的影 响，还可以用此临界断裂应力作为是否产生冷裂纹的判据。
❖ 组织对冷裂纹敏感性的影响可归结为：
粗大孪晶马氏体的形成，晶界夹杂物的聚集，以 及高的晶格缺陷密度，均促使冷裂纹倾向增大。
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(3)应力的作用
1)热应力
❖ 在接头上不同位置的热应力其方向和大小是随焊接热循环而变化，冷 却后在接头上留存着残余应力，其大小及分布决定于母材和填充金 属的热物理性质、温度场以及结构的刚度等，其最大值可达母材的
焊接冶金原理课件：焊接裂纹 (一)
焊接冶金原理课件：焊接裂纹 (一)焊接冶金原理课件：焊接裂纹焊接是一种常见的连接方法，它通过熔化并再次凝固来实现一些金属部件的连接。
焊接中存在许多问题，其中之一就是焊接裂纹。
焊接裂纹是指焊接过程中或焊后由于各种原因导致的金属裂纹。
本文将对焊接裂纹的形成原理、预防方法和修补方法进行介绍。
一、焊接裂纹的形成原理1.热裂纹：热裂纹是在热作用下形成的，主要由于金属在加热和冷却过程中产生的热应力和压应力不断变化，使得金属发生了裂纹的问题。
2.冷裂纹：冷裂纹是由于钢材或钢板塑性后强度减小，在一些应变状态下容易发生的裂纹。
3.应力腐蚀裂纹：应力腐蚀裂纹是金属在介质的影响下结合高应力的作用下，产生的化学反应和电化学过程中，出现的腐蚀、氢脆和应力相结合的裂纹。
二、焊接裂纹的预防方法1.合理焊接工艺：合理的焊接工艺可以减少焊接裂纹的发生，例如减小焊接热量、加大间隙、控制焊接速度、选用适当的电流电压和极性等。
2.选用合适的焊接材料：选用适合的焊接材料可以有效降低焊接裂纹的产生，焊接材料的选择要根据基体材料和工作环境进行，在选择焊接材料时，要注意焊接后的连续性和完整性。
3.进行预热和后热处理：进行预热和后热处理，可以降低材料的收缩应力、热应力，减少焊接裂纹的发生。
三、修补焊接裂纹的方法1.热处理修补：用热处理的方法来修补焊接裂纹，主要是对焊接部位进行局部加热，使出现的裂纹处得到熔化、结合，从而达到修补的效果。
2.机械修补：通过机械的方法将焊接裂纹处切割或者打磨掉，然后重新进行焊接或补焊即可。
3.焊接修补：选择合适的焊接方法，进行焊接修补，让焊接材料与原来的金属材料结合在一起，从而达到焊接裂纹的修补效果。
综上所述，焊接裂纹是焊接过程中比较常见的问题，产生原因多种多样。
为了避免焊接裂纹的产生，应采取正确的焊接工艺、选用合适的焊接材料、进行适当的热处理和预防应力腐蚀等方法。
如果出现了焊接裂纹，可以采用热处理、机械修补和焊接修补等方法进行修复。