根据国标GB《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》金属熔化焊焊缝缺陷分为6类,分别是裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷以及其它缺陷。现在按上述6类分别给大家介绍其现象、发生原因及对策。
裂缝
在焊接应力及其它致脆因素共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产生的缝隙。
裂纹缺陷以焊缝尺寸大小、形状可分为微观裂纹、纵向裂纹、横向裂纹、放射状裂纹、弧坑裂纹、间断裂纹群、枝状裂纹等。
1微观裂纹在显微镜下才能观察到的裂纹。
2纵向裂纹基本上与焊缝轴线平行的裂纹,可能存在于焊缝金属中()、熔合线上()、热影响区中()、母材金属中()。
3横向裂纹基本上与焊接轴线垂直的裂纹,可能位于焊缝金属中()、热影响区中()、母材金属中()。
4放射状裂纹具有某一个公共点的放射状裂纹,可能位于焊缝金属中()、热影响区中()、母材金属中()。这种类型的小裂纹也可以叫星形裂纹。
5弧坑裂纹在焊缝收弧弧坑处的裂纹,可能是纵向的()、横向的()、星形的()。
6间断裂纹群一组剪断的裂纹,可能位于焊缝金属中()、热影响区中()、母材金属中()。
7枝状裂纹在某一公共裂纹派生的一组裂纹,它与间断裂纹群和放射状裂纹不同,可能位于焊缝金属中()、热影响区中()、母材金属中()。
裂纹缺陷以焊缝冷却结晶时出现裂纹的时间段来区分,可以分为热裂纹(高温裂纹)、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹(SCC)等五大类。
1热裂纹是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。
裂纹类型形成时间基本特征被焊材料分布部位及裂纹走向结晶裂纹(凝固裂纹)在固相线温度以上稍高的温度,凝固前固液状态下沿晶间开裂,晶界有液膜,开口裂纹端口有氧化色彩杂质较多的碳钢、低中合金钢、奥氏体钢、镍基合金及铝在焊接中,沿纵向轴向分布,沿晶界方向呈人字形,在弧坑中沿各方向或呈星形,裂纹走向沿奥氏体晶界开裂液化裂纹固相线以下稍低温度,也可为结晶裂纹的延续沿晶间开裂,晶间有液化,断口有共晶凝固现象含S、P、C较多的镍铬高强度、奥氏体钢、镍基合金热影响区粗大奥氏体晶粒的晶界,在熔合区中发展,多层焊的前一层焊缝中,沿晶界开裂失延裂纹及多变化裂纹再结晶温度TR附件表面较平整,有塑性变形痕迹,沿奥氏体晶界形成和扩展,无液膜纯金属及单相奥氏体合金纯金属或单相合金焊缝中,少量在热影响区,多层焊前一层焊缝中,沿奥氏体晶界开裂2冷裂纹主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢的焊接热影响区,但有些金属,如某些超高强钢、钛及钛合金等有时冷裂纹也发生在焊缝中。一般情况下,钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及分布,以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。焊后形成的马氏体组织在氢元素的作用下,配合以拉应力,便形成了冷裂纹。它的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂纹一般可分为延迟裂纹(氢致裂纹)、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹(热应力低延开裂)。
裂纹类型形成时间基本特征被焊材料分布部位及裂纹走向延迟裂纹(氢致裂纹)在Ms点以下,℃至室温有延迟特征,焊后几分钟至几天出现,往往沿晶启裂,穿晶扩展,断口呈氢致准解理形态中、高碳钢、低、中合金钢,钛合金等大多在热影响区的焊趾(缺口效应)、焊根(缺口效应)。焊道下(沿熔合区),少量在焊缝(大厚度多层焊焊缝偏上部),沿晶或穿晶开裂淬硬脆化裂纹Ms至室温无延时特征(也可见到少许延迟情况),沿晶启裂与扩展,断口非常光滑,极少塑性变形痕迹含碳的NiCrMo钢、马氏体不锈钢、工具钢热影响区,少量在焊缝,沿晶或穿晶开裂低塑性脆化裂纹(热应力低延开裂)℃以下,室温附近母材延性很低,无法承受应变,边焊边开裂,可听到脆性响声,脆性断口铸铁、堆焊硬质合金熔合区及焊缝,沿晶及穿晶开裂3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、沉淀强化高温合金,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。再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶部位,其走向是沿熔合线的奥氏体粗晶晶界扩展。
防治再热裂纹从选材方面,可以选用细晶粒钢。在工艺方面,选用较小的线能量,选用较高的预热温度并配合以后热措施,选用低匹配的焊接材料,避免应力集中。
裂纹类型
形成时间基本特征被焊材料分布部位及裂纹走向再热裂纹~℃回火处理温度区间,不同钢种再热开裂敏感温度区间不大相同沿晶间开裂含有沉淀强化元素的高强钢、珠光体钢、奥氏体钢、镍基合金等热影响区的粗晶区,大体沿熔合线发展至细晶区即可停止扩展4层状撕裂是一种内部的低温开裂。仅限于厚板的母材金属或焊缝热影响区,多发生于“L”、“T”、“+”型接头中。其定义为轧制的厚钢板沿厚度方向塑性不足以承受该方向上的焊接收缩应变而发生于母材的一种阶梯状冷裂纹。一般是由于厚钢板在轧制过程中,把钢内的一些非金属夹杂物轧成平行于轧制方向的带状夹杂物,这些夹杂物引起了钢板在力学性能上的各向导性。防治层状撕裂在选材上可以选用精炼钢,即选用z向性能高的钢板,也可以改善接头设计形式,避免单侧焊缝、或在承受z向应力的一侧开出坡口。
裂纹类型形成时间基本特征被焊材料分布部位及裂纹走向层状撕裂℃以下,室温附近沿轧层,呈阶梯状开裂,断口有明显的木纹特征,断口平台分布有夹杂物含有杂质(板厚方向聚性低)的低合金高强钢厚板结构热影响区沿轧层,热影响区以外的母材轧层中,穿晶或沿晶开裂5应力腐蚀裂纹(SCC)应力腐蚀裂纹是指材料在腐蚀和固定应力同时作用下产生的开裂,腐蚀和应力的作用是相互促进的,不是简单的叠加。
裂纹类型
形成时间基本特征被焊材料分布部位及裂纹走向应力腐蚀裂纹任何工作温度有裂源,由表面引发向内部发展,二次裂纹多,撕裂棱少,呈根须状,多分支,裂纹细长而尖锐,断口有腐蚀产物及氧化现象且有腐蚀坑,断口周围有裂纹分支,有解理状,河流花样等碳钢、低合金钢、不锈钢、铝合金等焊缝和热影响区,沿晶或穿晶开裂焊接工艺(钢结构)的影响及对策焊接方式发生原因防止措施手工电弧焊(1)焊件含有过高的碳、锰等合金元素.(2)焊条品质不良或潮湿.(3)焊缝拘束应力过大.(4)母条材质含硫过高不适于焊接.(5)施工准备不足.(6)母材厚度较大,冷却过速.(7)电流太强.(8)首道焊道不足抵抗收缩应力.(1)使用低氢系焊条.(2)使用适宜焊条,并注意干燥.(3)改良结构设计,注意焊接顺序,焊接后进行热处理.(4)避免使用不良钢材.(5)焊接时需考虑预热或后热.(6)预热母材,焊后缓冷.(7)使用适当电流.(8)首道焊接之焊着金属须充分抵抗收缩应力.CO2气体保护焊(1)开槽角度过小,在大电流焊接时,产生梨形和焊道裂纹.(2)母材含碳量和其它合金量过高(焊道及热影区).(3)多层焊接时,第一层焊道过小.(4)焊接顺序不当,产生拘束力过强.(5)焊丝潮湿,氢气侵入焊道.(6)套板密接不良,形成高低不平,致应力集中.(7)因第一层焊接量过多,冷却缓慢(不锈钢,铝合金等).(1)注意适当开槽角度与电流的配合,必要时要加大开槽角度.(2)采用含碳量低的焊条.(3)第一道焊着金属须充分能抵抗收缩应力.(4)改良结构设计,注意焊接顺序,焊后进行热处理.(5)注意焊丝保存.(6)注意焊件组合之精度.(7)注意正确的电流及焊接速度.埋弧焊接(1)对焊缝母材所用的焊丝和焊剂之配合不适当(母材含碳量过大,焊丝金属含锰量太少).(2)焊道急速冷却,使热影响区发生硬化.(3)焊丝含碳、硫量过大.(4)在多层焊接之第一层所生焊道力,不足抵抗收缩应力.(5)在角焊时过深的渗透或偏析.(6)焊接施工顺序不正确,母材拘束力大.(7)焊道形状不适当,焊道宽度与焊道深度比例过大或过小.(1)使用含锰量较高的焊丝,在母材含碳量多时,要有预热之措施.(2)焊接电流及电压需增加,焊接速度降低,母材需加热措施.(3)更换焊丝.(4)第一层焊道之焊着金属须充分抵抗收缩应力.(5)将焊接电流及焊接速度减低,改变极性.(6)注意规定的施工方法,并予焊接操作施工指导.(7)焊道宽度与深度的比例约为1:1:25,电流降低,电压加大.预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇