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。