材料成形原理（第3版）第9章.pptVIP

3）拘束应力 restraint stresses 冷裂纹与任何断裂过程的产生一样，总是受到外力或内应力的作用才得以产生的。 a. 热应力 b. 相变组织应力 c. 结构拘束应力 拘束度的概念 R=Eh/L 单位长度焊缝上,对接接头根部收缩单位长度间隙所受的力. 单位:N/mm.mm 与板厚成正比,与拘束长度成反比,与材料的杨氏模量有关.与其它焊接条件无关. 焊接冷裂纹的控制 a.控制组织硬化,降低HAZ组织淬硬程度： 选择钢种后，根据化学成分决定Pcm或者CE，评定其冷裂倾向。 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 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.化学成分中有沉淀强化的元素，易导致晶界弱化； 在焊后热处理时，应力松弛引起的松弛应变超过材料的蠕变塑性，在有晶界弱化的条件下，即出现沿晶的再热裂纹。 焊接再热裂纹的影响因素 a.化学成分的影响； b.杂质的影响； c.拘束应力的影响； d.焊接工艺的影响； e.焊接热处理工艺的影响； 焊接再热裂纹的控制措施 a.正确选择对再热裂纹不敏感的材料； b.控制焊接工艺； 采用低强焊缝、控制适宜的线能量、采用回火焊道、调整施焊方式减少焊接应力； c.焊缝热处理工艺； 采用低温后热处理、分段后热处理、提高加热速度、完全正火处理； d.改进焊接接头、减少拘束应力和防止应力集中； 9-4　焊缝中的气孔与夹杂物 一、焊缝中的气孔 　　气孔是焊接生产中经常遇到的一种缺陷，在碳钢、高合金钢和有色金属的焊缝中，都有出现气孔的可能。焊缝中的气孔不仅削弱焊缝的有效工作截面积，同时也会带来应力集中，从而降低焊缝金属的强度和韧性，对动载强度和疲劳强度更为不利。在个别情况下，气孔还会引起裂纹。 焊缝中的气孔分类 (1)析出型气孔 　　1)氢气孔 　　2)氮气孔 (2)反应型气孔 　1) CO气孔 　[C]+[O]=CO 　　　　　　　[FeO]+[C]=CO+[Fe] 　2)H2O气孔 　[Cu20]+2[H]＝2[Cu]+ H2O 　　　 　　[Ni20]t2[H] =2[Ni]+ H2O 影响焊缝形成气孔的因素 (1)冶金因素的影响 　1)熔渣氧化性的影响 　2)焊条药皮和焊剂成分的影响 　3)铁锈及水分的影响 (2)工艺因素的影响 　1)焊接工艺参数的影响 　2)电流种类和极性的影响 　3)工艺操作方面的影响 防止焊缝中形成气孔的措施 (1)消除气体来源 (2)正确选用焊接材料 (3)控制焊接工艺条件 二、焊缝中的夹杂物 　焊缝金属中有夹杂物的存在不仅降低了焊缝金属的塑性，增大低温脆性，降低韧性和疲劳强度，还会增加热裂纹倾向。因此，在焊接生产中必须限制夹杂物的数量、大小和形状。常见的夹杂物有以下三种： (1)氧化物夹杂 (2)氮化物夹杂 (3)硫化物夹杂 ９－５ 焊缝中的化学成分不均匀性