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中堂焊工培训学校对冷裂纹的认识

点击:1292 日期:2013-10-12 选择字号:
 

中堂焊工培训学校对冷裂纹的认识

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    中堂焊工培训学校的冷裂纹是焊接接头冷却过程中,低温度(对于钢来说在Ms温度以下)时产生的焊接裂纹。

    冷裂纹可以在焊后立即出现,也可以延迟几小时、几周中,甚至更长的时间以后产生,对于不是立即产生的冷裂纹又称为延迟裂纹。冷裂纹主要发生在高、中碳钢,低、中合金高强钢的热影响区,但某些超高强钢、钦及钦合金等,有时冷裂纹也发生在焊缝金属中。

    (1)中堂焊工培训学校关于冷裂纹的分类

    根据被焊钢种和结构的不同,冷裂纹有不同的种类,大致可分为延迟裂纹、淬硬脆化裂纹和低塑性裂纹等三种类型。

    ①延迟裂纹:这种裂纹是冷裂纹中一种普通形态,其主要特点是裂纹不在焊后立即出现,而是有一定的孕育期,具有延迟现象。产生这种裂纹主要决定于钢种的淬硬倾向、焊接接头的应力状态和熔敷金属中的扩散氧含量。

    ②淬硬脆化裂纹:又称淬火裂纹。一些淬硬倾向很大的钢种,即使没有氧的诱发,仅在拘束应力的作用下,也能开裂。这种裂纹与氧的关系不大,裂纹的发生基本上没有延迟现象,焊后可以立即出现裂纹,有时出现在热影响区,有时出现在焊缝上。

    ③低塑性裂纹:某些塑性较低的材料,冷至低温时,由于收缩力而引起的应变超过材质本身所具有的塑性储备或材质变脆而产生的裂纹,称为低塑性裂纹。

    在生产中经常遇到的主要是延迟裂纹,下面主要讨论延迟裂纹问题。

    (2)中堂焊工培训学校冷裂纹产生的原因

    ①淬硬倾向:焊接时,钢的淬硬倾向越大,越易产生冷裂纹。因为淬硬倾向越大,就意味着得到更多的马氏体组织,马氏体是一种硬脆的,在一定的应变条件下,马氏体由于变形能力低而容易发生脆性断裂;同时,淬硬组织会形成更多的晶格缺陷,随着缺陷的汇集,在应力的继续作用下,形成裂纹。

    ②氧的作用:氧是引起高强钢焊接冷裂纹的重要因素。钢中的含氧量分为残余氧和扩散氧,残余氧含量很少,一般认为扩散氧对裂纹的产生和扩散起了决定性作用。焊接焊缝结晶的过程中,随着温度的降低,焊缝金属将开始发生组织转变,如果焊接的是易淬火钢,将从奥氏体分解为铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体。而氧在不同的组织中的溶解度是不同的,氧在马氏体中的溶解度比奥体小很多,这样在焊接接头冷却时,析出的氧就向周围热影响区扩散,待热影响区组织也转变成马氏体后,便有相当多的氧聚集在熔合线附近,形成一个富氧带。当这个区域存在晶格空位、空穴等显微缺陷时,氧原子就会在这些部位结合成分子状态的氧,给局部区域造成很大的压力,加之奥氏体组织转变成马氏体组织时,由于体积膨胀而产生的相变应力等,就会使钢产生冷裂纹。

    ③焊工培训考证学校焊接接头的应力状态:焊接接头内部存在的应力:一是由于温度分布不均造成的温度应力和由于金属相变(特别是马氏体转变)形成的组织应力;二是外部应力,包括刚性拘束条件、焊接结构自重、焊接顺序、工作载荷等引起的应力。

    总之,氧、淬硬组织和应力这三个因素是导致冷裂纹的主要原因,在不同的情况下,三者中有一种是主导的因素。例如一般低碳低合金高强度钢中,虽有高的淬透性,但低碳马氏体组织对氧的敏感性不十分明显,可是当含氧量达到一定数值时,仍产生了裂纹,此时冷裂纹的主要原因是氧。对于中碳高强度合金钢,具有高的淬硬性,而淬硬组织有高的氧脆敏感性,此时的主要原因为淬硬组织。又如当焊根的未焊透或咬边等缺陷,以及余高截面变化很大,存在较高的应力集中区,则应力就成为主要因素。

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