焊接缺陷与检验课件.ppt

焊接缺陷与检验2)低熔共晶的形态当液态第二相β在固态基体相α的晶粒交界处存在时，其分布受表面张力σαα（σGB）和界面张力σαβ（σLS）的平衡关系所支配。σαα=2σαβCOS；COS＝σαα／2σαβ若2σαβ=σαα,θ=0o,易形成液态薄膜；2σαβ≠σαα,θ≠0o,不易形成液态薄膜；增大低熔共晶物的表面张力，有利于避免结晶裂纹。3)一次结晶的组织晶粒粗大，柱状晶的方向越明显，越易形成液态薄膜，导致结晶裂纹。4)合金元素的种类促进结晶裂纹的有：硫、磷、碳和镍等；抑制结晶裂纹的有：锰、硅、钛、锆和稀土等。(2)应力因素.液态薄膜和应力是引起结晶裂纹的根本条件!焊接缺陷与检验3.结晶裂纹的防止措施(1)冶金措施1)严格控制焊材中的硫、磷和碳的含量；2)改善焊缝的一次结晶组织,细化晶粒(加入Mo、V、Ti、Nb、Zr和稀土等元素；焊接奥氏体不锈钢时加入Cr、Mo、V等铁素体形成元素）；3)限制熔合比(尤其是一些易向焊缝转移某些有害杂质的母材)；4)利用“愈合作用”（如铝合金焊接）。(2)应力控制1)选择合理的接头形式（使熔深减小）；2)确定合理的焊接顺序(尽量使焊缝处于较小的刚度下焊接)；3)确定合理的焊接参数（适当增加焊接电流，使冷速下降；预热等）。焊接缺陷与检验4.3.3延迟裂纹的形成与控制延迟裂纹又称“氢致裂纹”，常出现在中、高碳钢及合金结构钢的焊接接头中。1.延迟裂纹的形成机理延迟裂纹主要决定三大因素：(1)氢的行为及作用扩散氢在延迟裂纹的产生过程中起到至关重要的作用。1)氢致延迟开裂机理2)氢的扩散行为对致裂部位的影响氢在奥氏体中的溶解度大，扩散速度小；氢在铁素体中的溶解度小，扩散速度大。焊接缺陷与检验(2)材料淬硬倾向的影响1)淬火形成淬硬的马氏体组织2)淬硬形成更多的晶格缺陷(3)接头应力状态的影响1)应力的种类热应力；组织应力；结构应力。将上述三种应力的综合作用统称为拘束应力。2)拘束度与拘束应力拘束度R定义为：单位长度焊缝在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需要的力。σ=Eε焊接缺陷与检验从上式可以看出：改变拘束距离L和板厚h，可以调节拘束度R的大小。L↓，h↑时，则R↑。R增大到一定程度就产生裂纹。此值称为临界拘束度Rcr。Rcr越大，接头的抗裂性越强。Rcr可作为冷裂纹敏感性的判据，即产生了裂纹的条件是：RRcrR反映了不同焊接条件下焊接接头所承受的拘束应力σ。开始出现裂纹时的应力称为临界拘束应力σcr。σcr可作为冷裂纹敏感性的判据，即产生了裂纹的条件是：σσcr2.延迟裂纹的防止措施焊接缺陷与检验(1)冶金措施1)改进母材的化学成分，采用低碳多种微量元素的强化方式;精炼降低杂质；2)严格控制氢的来源，工件表面清理；焊条、焊剂烘干；3)适当提高焊缝韧性，在焊缝金属中适当加入钛、铌、钼、钒、硼、碲及稀土等微量元素,提高焊缝的韧性；用奥氏体不锈钢焊条焊接易淬硬钢；4)选用低氢的焊接材料；(2)工艺措施1)适当预热；2)严格控制焊接热输