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    熱裂紋的主要產(chǎn)生原因及預防措施

    采樣器 | 密閉采樣器 | 罐下采樣器取樣冷卻器 加入時(shí)間:2022-10-14 15:26:45  點(diǎn)擊:
    裂紋是降低焊接結構使用性能最危險的焊接缺陷之一,焊縫中禁止出現任何形式的裂紋。焊接裂紋是指在焊接應力及其他致脆因素共同作用下,使材料的原子結合遭到破壞,形成新界面而產(chǎn)生的縫隙。按照焊接裂紋的產(chǎn)生條件,可以分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋、層狀撕裂和應力腐蝕裂紋,以下重點(diǎn)介紹最常見(jiàn)的裂紋形式——焊接熱裂紋。 一、什么是熱裂紋 熱裂紋是在高溫和熔池凝固過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋,是焊接過(guò)程中最常見(jiàn)的裂紋類(lèi)型,從低碳鋼、低合金高強度鋼,到奧氏體不銹鋼、鋁合金和鎳基合金等都有產(chǎn)生焊接熱裂紋的可能。熱裂紋最常見(jiàn)于焊縫中心,屬于結晶裂紋,其形成過(guò)程主要與低熔點(diǎn)共晶物和拉應力有關(guān)。 二、影響熱裂紋的主要因素 1、焊縫金屬的化學(xué)成分 焊縫金屬中C、S、P、Cu、Zn等低熔點(diǎn)元素及其化合物較多時(shí),會(huì )促使形成熱裂紋。在焊縫凝固過(guò)程期間,這些低熔點(diǎn)物質(zhì)容易在焊縫中央聚集偏析,當焊縫邊緣結晶凝固時(shí),焊縫中心晶粒間雜質(zhì)仍處于液態(tài)膜狀態(tài),在焊縫收縮產(chǎn)生的應力作用下產(chǎn)生裂紋。 2、焊縫橫截面形狀 當焊縫深度比寬度大時(shí),會(huì )使凝固顆粒增長(cháng)垂直于焊接中心,容易產(chǎn)生熱裂紋,特別是高熔深的埋弧焊和藥芯焊絲氣保焊用于厚板窄間隙焊接時(shí)更容易發(fā)生。建議焊道寬深比(焊縫寬度/焊縫深度)在1~1.4之間有利于提高抗裂性。 此外,凹形焊縫比凸形焊縫更容易產(chǎn)生裂紋,而高電壓、焊接速度過(guò)快是凹形焊縫的主要成因,應盡量避免。 3、焊接應力 焊件剛性大,裝配和焊接時(shí)產(chǎn)生較大的焊接應力,會(huì )促使形成熱裂紋。 三、預防熱裂紋的主要措施 1、冶金控制方面 ⑴控制焊縫中有害雜質(zhì)含量 嚴格限制母材和焊接材料中的C、P、S等有害雜質(zhì)含量。 ⑵改善焊縫結晶組織 碳鋼和低合金鋼主要通過(guò)向焊縫添加某些合金元素,如Mo、V、Ti等,以改變結晶組織形態(tài),細化晶粒從而提高抗裂性。不銹鋼則通過(guò)加入Cr、Mo等鐵素體形成元素,使焊縫中形成適量鐵素體,以減少P、S等有害元素在晶界上的分布,同時(shí)細化晶粒,從而有效防止裂紋產(chǎn)生。 ⑶限制稀釋率 對于一些易于向焊縫轉移某些有害雜質(zhì)的母材,焊接時(shí)必須盡量減少稀釋率,如開(kāi)大坡口、減小熔深、堆焊隔離層等,尤其是中碳鋼、高碳鋼以及異種金屬焊接時(shí)。 2、應力控制方面 ⑴選擇合理的接頭形式 ⑵確定合理的焊接順序 總體原則是盡量使大多數焊縫在較小的剛度條件下焊接,避免焊接結構產(chǎn)生較大的拘束應力。 ⑶確定合理的焊接參數 焊接工藝參數直接影響焊縫的橫斷面形狀,適當減小電流可以減少焊縫厚度,改善焊縫形狀;采用低電壓有利于形成凸形焊縫;避免高速焊接可減小稀釋率并促進(jìn)形成凸形焊縫;必要時(shí)采取預熱可以降低冷卻速度并減少應力,也有助于減少熱裂紋。 不銹鋼焊縫何為顏色好 銹鋼與普通碳鋼相比焊接時(shí)的焊接工藝以及對焊工的技術(shù)要求要嚴格一些、焊縫究竟焊成什么顏色才最好。下面敘述一下我個(gè)人的看法和觀(guān)點(diǎn)與大家分享。通過(guò)焊接實(shí)驗驗證(手工焊、自動(dòng)焊、氬弧焊)焊縫憑顏色可分為: PART 01銀白色 PART 02金黃色 3.五彩色(金黃+藍色) 4.藍色 5.深藍色 6.灰黑色(帶光澤) 7.死黑灰 。 焊縫顏色的好壞和焊接工藝參數及焊工的技術(shù)水平是分不開(kāi)的,其主要問(wèn)題有: 1.焊前坡口的清潔度 2.保護氣體的純度及流量 3.焊接電流的大小 4.焊材的質(zhì)量 5.焊縫的道數和層數 6.焊接速度 7.層間溫度的控制 8.熱輸入量的控制 當焊接工藝條件都滿(mǎn)足的話(huà),焊縫應該是銀白色,焊縫的各項物理化數值也最好。對于埋弧焊自動(dòng)化焊接設備而言應嚴格控制焊接參數及熱輸入量,其實(shí)就是每種焊件的厚度不同讓焊接電流電壓,焊速以及送絲速度等數值合理匹配。其實(shí)焊接就像是演戲一樣,主演和配角演員必須達到百分百默契才能發(fā)揮最高效果。比如相同的材質(zhì)不同的壁厚工件,焊接參數必定是不同的,如果參數過(guò)大必然會(huì )產(chǎn)生晶間腐蝕造成貧鉻,嚴重的話(huà)還會(huì )產(chǎn)生裂紋,顏色也會(huì )很難看。根據經(jīng)驗來(lái)說(shuō):以上銀白色、黃色的質(zhì)量都可以,銀白色最好,五彩色的焊縫已經(jīng)部分的產(chǎn)生了晶間腐蝕和貧鉻,就是所謂的碳化鉻,使不銹鋼失去不銹耐腐蝕功能。藍色、深藍色以后的顏色對于焊接質(zhì)量來(lái)說(shuō)就無(wú)從談起。 在實(shí)際工作中焊接工藝參數是不能死板硬套的,由于環(huán)境溫度、焊件的厚度及焊件的大小以及焊接速度等不同,適用的參數也不相同。當焊接大焊件大壁厚時(shí),當然電流要大一些,必要時(shí)應采用多層多道焊并且還要控制層間溫度,否則可能焊縫外觀(guān)質(zhì)量很漂亮,內部達不到真正的焊接質(zhì)量要求。當采用多層多道焊時(shí),可將前層焊縫冷卻后再進(jìn)行下層焊縫焊道焊接,這樣效果會(huì )更好。 自動(dòng)焊時(shí),焊接速度、送絲速度也必須配合相應的電流電壓,就相同焊件來(lái)說(shuō)要達到最好的焊縫效果,焊接速度改變的話(huà),勢必要改變電流電壓或者送絲機的速度。焊接速度越快電壓越大,送絲速度越快,但是考慮到金屬的熔化和焊接質(zhì)量,應當選擇一個(gè)******焊接速度和******電流、電壓及******的熱輸入量才能保證焊縫質(zhì)量。 當采用氬弧焊時(shí)應注意以下幾點(diǎn): 1、焊接前的清理必須嚴格按照焊接工藝規程清理 2、氬氣必須滿(mǎn)足焊接不銹鋼的要求 3、適當加大噴嘴直徑確保保護效果 4、采用小電流短弧搖把快速焊 5、接息弧后待熔池完全冷卻后再移開(kāi)焊槍 6、嚴格控制熱輸入量。其次是工作環(huán)境也是很重要的一個(gè)環(huán)節,焊接環(huán)境內的風(fēng)和粉塵焊件表面的潔凈程度,焊工的技術(shù)水平,焊絲的質(zhì)量等都會(huì )影響焊縫的質(zhì)量。
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