第9章 成型缺陷的产生机理和防止措施PPT.pptVIP

第九章 成型缺陷的产生机理和防止措施;形成;3-1 内应力;焊件内应力 在不均匀温度场的作用下，被加热到较高温度的区域的金属受到压缩应力，当此应力达到材料在该温度下的屈服限时，局部区域内受到压缩塑性变形，由于塑性变形不可逆，此区域的材料在冷却之后即产生收缩，而周围未受热的金属会限制它的收缩，于是在压缩塑性变形的区域内产生拉应力，而周围区域产生压应力。这种内部应力在温度均匀后残存在物体内部，固称为残余应力。 残余应力是在没有外力的条件下，平衡于内部的应力。 由焊接引起的残余应力称为焊接残余应力。 ;板中心堆焊焊接残余应力形成;相变应力（transformation stress）;2.焊接残余应力的分布 纵向残余应力分布;板边堆焊焊接残余应力形成 ;3.减少焊接残余应力的措施 工艺措施、 结构设计; 3.2残余应力的消除 热处理、机械振动法、机械加载;3-2.焊接变形;纵向横向收缩变形; 挠曲变形 ; 角变形; 波浪变形（失稳变形）;影响因素及防止措施;焊接变形的矫正（straightening）;3-3 裂纹; 3.3.1 焊接热裂纹（hot cracking） 主要指凝固裂纹(solidification cracking) 焊接热裂纹的形成原因： 焊接热裂纹是一种高温沿晶断裂而形成的裂纹。焊缝凝固过程中，在枝晶间存在低熔共晶的薄层，此时材料的塑性变形能力很低，在冷却过程中不可避免的产生收缩应变，当收缩应变大于材料此时的塑性应变的能力时，即产生焊接热裂纹。 焊缝在凝固过程中所出现的晶间塑性应变能力的应变区间叫做脆性温度区，不同材料有不同的脆性温度区，温度区越大，产生热裂纹的危险性越大。;（1）特征;(2)形成机理;(3) 焊接热裂纹的影响因素 a.硫的偏析 b.焊缝的组织 c.焊缝冷却的速度 （层间温度、热输入量） d.焊缝的形状 （成形系数） e.拘束度;3.3.2 焊接冷裂纹 cold cracking;（1）冷裂纹的基本特征;Date;（2）形成机理;1）马氏体淬硬组织：;2）氢的作用;在致裂过程中的动态行为:焊缝与母材成分的不同,组织转变先后时间不同—熔合线附近氢的富聚;Date;b. 延迟特征机理: 应力诱导扩散模型(stress-induce diffusion model) 试样在受力过程中,会在裂纹敏感的部位形成有应力集中的三向应力区,氢就极力向这个区域扩散,应力也随之提高,当些部位氢的浓度达到临界值时,就会发生启裂和相应扩展。其后，氢又不断向新的三向应力区扩散。 “延迟”性： 因氢的扩散聚集是time-dependent phnomenon ;3）拘束应力 restraint stresses;拘束度的概念;焊接冷裂纹的控制;调整焊接条件，以获得适宜的焊接热循环曲线，常用T8/5作为判据，当选定焊接方法及焊接线能量之后，不能随意变化，以防止过热脆化。 为了获得需要的T8/5，而又不能改变焊接方法和焊接线能量时，可以采用预热或后热的方法。 低合金高强钢对接接头的预热： σbw－焊缝金属抗拉强度（kgf/mm2)； δw－焊层厚度； HD－焊缝金属扩散氢的含量。 不同的焊接材料不同焊接方式有不同的预热公式;b.限制扩散氢： 采用低氢或超低氢焊接材料； 焊接材料必须按规定进行烘干；在使用四个小时以后，必须再进行烘干； 工件表面必须防止有水分； 预热可以减少扩散氢； “紧急”后热，焊后尽快加热，一般加热到250。C,保温12～24个小时，扩散氢大部分逸出； 采用奥氏体焊条，可以固溶较多的氢，限制氢扩散运动，有利于减少冷裂倾向，一般可以不预热，要注意焊缝热裂纹倾向。 c.控制拘束应力： 制定施焊工艺时，应力求减少拘束度，调整焊接循序，使焊缝有收缩的余地。预热或后热；低强度匹配 ;Date;焊接再热裂纹（Reheat Cracking） 再热裂纹是指焊后对焊接接头再次加热（焊后热处理或高温服役）时所产生的开裂现象。 1.3.1焊接再热裂纹的形成条件 再热裂纹的特征是沿晶开裂； 形成条件： a.存在残余应力； b.存在粗大的晶粒组织； c.化学成分中有沉淀