熱裂紋產生的原因及防治方法,產生焊接熱裂紋和冷裂紋的原因是什麼?如何減少和防止?

時間 2022-02-24 15:05:26

1樓:點滴一個你

熱裂紋在焊接過程中,焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區產生的焊接裂紋。

1)熱裂紋的形成

在焊縫金屬中的熱裂紋也稱為凝固裂紋。由於被焊接的材料大多都是合金,而合金凝固自開始到最終結束,是在一定的溫度區間內進行的,,這是熱裂紋產生關係到的基本原因。焊縫金屬中的許多雜質的凝固溫度都低於焊縫金屬的凝固溫度,這樣首先凝固的焊縫金屬把低熔點的雜質推擠到凝固結晶的晶粒邊界,形成了一層液體薄膜,又因為焊接時熔池的冷卻速度很大,焊縫金屬在冷卻的過程中發生收縮,使焊縫金屬內產生拉應力,拉應力把凝固的焊縫金屬沿晶粒邊界拉開,又沒有足夠的液體金屬補充時,就會形成微小的裂紋,隨著溫度的繼續下降,拉應力增大,裂紋不斷擴大,這就是凝固裂紋。

當焊縫金屬中含有較多的低熔點雜質時,焊縫金屬極易產生凝固裂紋,母材和焊接材料中含有害雜質,特別是硫。硫在鋼中與鐵化合形成硫化亞鐵(fes),硫化亞鐵義與鐵發牛反應形成一種共晶物質,凝固溫度為988°遠低丁鋼鐵的凝固溫度,所以硫足引起鋼材焊縫金屬中發生凝固裂紋的最主要的元素。另外,鋼材中含碳量較高時,有利於硫在晶界處富集,因而也是促進形成凝固裂紋的原因,所以採用含碳量低的焊接材料有利於防止凝固裂紋的產生。

在熱影響區熔合線附近產生的熱裂紋稱為液化裂紋或稱熱撕裂。多層焊時,前一焊層的一部分即為後一焊層的熱影響區,所以液化裂紋也可能在焊縫層間的融化線附近產生。液化裂紋產生的原因基本與凝固裂紋相似。

這種裂紋可以成為冷裂紋的裂紋源,所以危害也很大。

熱裂紋顯著的特徵是斷面呈藍黑色,即金屬中高溫被氧化的顏色。 有的在熱裂紋中由流入熔渣的痕跡。再者,孤坑裂紋多為熱裂紋。

防止熱裂紋產生的措施

①錳具有脫硫作用 母材和燼接材料若含碗量及含碳量高,而含錳量不足時,易產生熱裂紋。一般要求母材、焊條、焊絲的含硫量不應超過0.04% 。

低碳鋼和低合金網用焊條和焊絲,含碳量一般不應超過0.12%。焊條電弧焊時,正確選用焊條的型號,使用合格、優質的電焊條是防止熱裂紋產生的重要措施。

②對鍘性大的焊件,因焊接時立生的變形小,結果使焊接應力增大,促使熱裂紋的產生。在焊接時選擇合適的焊接規範,必要時應採取預熱和緩冷措施,合埋地安排焊接方問和焊接順序,以減小焊接應力。

③調整焊縫金屬的合金成分,如焊接鉻鎳不鏽鋼時.適當提高焊縫金屬的含鉻量,可顯著提高燭縫金屬的抗熱裂紋效能。在焊縫金屬中加入可使晶粒細化的元素,如鉗、釩、鐵、鈮、錯、鋁等,有利於消除集中分佈的液態薄膜有效地防止熱裂紋的產生。

④熱裂紋板易在孤坑產生,即弧坑裂紋;焊條電弧焊時,一定要注意填滿弧坑。在不加填充焊絲的鎢極氬弧焊中,收弧時,焊接電流要逐漸變小,等焊接熔他的體積減少到很小時,再切斷焊接電流。焊接難以消除弧坑裂紋的材料時,應使用引出板把弧坑引出。

2樓:日久生情

熱裂紋常發生在鑄件最後凝固並且容易產生應力集中的部位,如熱節、拐角或靠近內澆口等處。熱裂紋分為內裂紋和外裂紋。內裂紋產生在鑄件內部最後凝固的地方,有時與晶間縮孔、縮鬆較難區別。

外裂紋在鑄件的表面可以看見,其始於鑄件的表面,由大到小逐漸向內部延伸,嚴重時裂紋將貫穿鑄件的整個斷面。

巨集觀裂紋:由於熱裂紋是在高溫下形成的,因此裂紋的表面與空氣接觸並被氧化而呈暗褐色甚至黑色,同時熱裂紋呈彎曲狀而不規則。

微觀裂紋:沿晶界發生與發展,熱裂紋的兩側有脫碳層並且裂紋附近的晶粒粗大,並伴有魏氏組織

熱裂紋形成的溫度範圍

熔模鑄件的熱裂紋到底是在什麼溫度下發生的,長期以來說法不一.到目前為止歸納起來仍有兩種:其一,熱裂紋是在凝固溫度範圍內但接近於固相線溫度時形成的,此時合金處於固-液態;其二,熱裂紋是在稍低於固相線溫度時形成的,此時合金處於固態。

熱裂紋的防止措施

1.提高鑄件在高溫時的強度與塑性

(1)合理選材

選材是一項極為複雜的技術和經濟問題。所渭合理選材就是選用的材質應該同時滿足鑄件的使用性、工藝性和經濟性。對於鑄件而言,主要是鑄造工藝性(熱裂性、流動性和收縮性等)。

如果該材質的鑄造工藝效能不佳,熱裂傾向性大,那麼澆注出來的鑄件產生熱裂紋的廢品率就高。

(2)保證熔鍊質量

在鑄鋼合金成分中,最有害的化學成分是硫。當ws>0.03%,以o.

05%的臨界鋁含量脫氧,硫化物以鏈狀共晶形式分佈時,塑性很低,易引起熱裂紋。在熔鍊時,可以加入適量的強脫硫劑稀土元素,以減少合金中的含硫量。只要稀土元素的加入工藝合理,其脫硫效果為40%~50%:

並且稀土元素能細化晶粒,改變夾雜物的形態與分佈,從而減輕了熱裂紋的程度(指裂紋的大小與深淺)和降低了熱裂紋的數量。

另外,分佈於鑄鋼晶界的低熔點夾雜物將降低它的強度和塑性,並且隨著夾雜物的增多,強度和塑性下降,促使形成熱裂紋。在熔鍊時,應選用乾淨、清潔的爐料;採用合理的熔鍊工藝,加強操作,才能保證熔鍊質量。

2.提高型殼的退讓性,減少鑄造應力

(1)鑄件的結構

其與形成熱裂紋的關係很大。結構不合理,如壁厚相差較大、熱節較多而且較大、壁厚薄的轉角處圓角太小或呈尖角引起應力集中等,均會引起熱裂紋的產生。

鑄件的壁厚不勻,導致鑄件的冷卻速度不一致。薄壁處先冷凝,並且有一定的強度,其對厚壁處的冷凝收縮起到阻礙作用(使厚壁處收縮時受到拉應力)。當阻力超過此時厚壁處合金的強度極限時,就產生熱裂紋。

鑄件壁厚薄的轉角處圓角太小或呈尖角,引起應力集中,促使熱裂紋的產生;圓角太大,又出現新的熱節。因此,應通過實驗選擇適當的鑄造圓角。

(2)澆注系統

澆冒口的設定可能造成鑄件收縮時的熱阻礙和機械阻礙。鑄件在靠近內澆道的部位,凝固的較晚、冷卻較慢。因此,鑄件在此薄弱的部位容易引起熱裂紋。

如果將內澆道分散,使金屬液從幾處進入型腔,就能分散熱應力,減少鑄件收縮時的熱阻礙和機械阻礙,防止或減少熱裂紋的產生。

為了使熔模鑄件順序凝固,以利於補縮,而把內澆道設定在鑄件厚大處。這使鑄件上的熱量分佈極不均勻,產生較大的溫度梯度,鑄件收縮很不一致,易造成熱裂紋。這就需要改變內澆道的位置,使鑄件由順序凝固變為同時凝固。

鑄件各處的溫度均勻,冷凝較一致,可以減少或防止了鑄件形成熱裂紋。這樣做可能減少了熱裂紋,卻可能使鑄件產生縮孔和縮鬆。

(3)澆注工藝

澆注溫度和澆注速度對鑄件產生熱裂紋的影響比較複雜。一般來說,對於薄壁件宜採用較高的澆注溫度和較快的澆注速度。這可以使鑄件溫度很快趨向均勻,防止區域性過熱,同時可以使鑄件冷凝較慢,減少鑄件的收縮應力,從而減少或防止熱裂紋的產生。

對於厚壁件宜採用較低的澆注溫度和較慢的澆注速度。如果厚壁件也採用高的澆注溫度和快的澆注速度,則金屬液的收縮大、晶粒粗化,更易使鑄件產生熱裂紋;嚴重時將使鑄件同時形成熱裂紋和縮孔(如果兩個缺陷出現在同一個部位,即為縮裂)。

(4)型殼的退讓性

鑄件在冷凝過程中收縮受到型殼的阻礙時產生了收縮應力,收縮應力的大小直接影響到鑄件是否產生熱裂紋。因此,提高型殼的退讓性非常重要。型殼的退讓性好,則鑄件收縮時的阻力小,形成熱裂紋的可能性小。

3樓:羊肉果子

焊縫結晶時,雜質和低熔點共晶物在晶界處偏析。由於它們的熔點比焊縫金屬低,所以在結晶過程中以液態間層存在。當受到一定大小的拉伸內應力時,液體間層被拉開而形成熱裂紋。

由此可見,拉應力是產生熱裂紋的外因,晶界上的低熔點共晶體是產生熱裂紋的內因,拉應力通過晶界上的低熔點共晶體而造成熱裂紋。

防止措施有:

(1)降低母材或焊絲的含硫量。

(2)降低焊縫的含碳量。

(3)提高焊絲的含錳量。

(4)加變質劑。

(5}形成雙相組織。

(6)選用合理的成形係數。

(7)選擇合理的焊接順序和焊接方向。

(8)對焊件採用焊前預熱和焊後緩冷。

產生焊接熱裂紋和冷裂紋的原因是什麼?如何減少和防止?

4樓:匿名使用者

熱裂紋是高溫下在焊縫金屬和焊縫熱影響區中產生的一種沿晶裂紋。

冷裂紋是由於材料在室溫附近溫度下脆化而形成的裂紋。

預熱和焊後熱處理都是控制冷裂紋,一個是控制脆硬組織產生、另一個消除擴散氫的含量。

熱裂紋的主要採取控制母材和焊材雜質的含量。

混凝土的溫度裂縫產生的原因與預防措施

5樓:匿名使用者

溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫,這種裂縫多發生在混凝土施工中後期。

混凝土施工中當溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮襲擊,會導致混凝土表面溫度急劇下降而產生收縮,表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束,產生很大的拉應力而產生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的範圍內產生。溫度裂縫的走向通常無一定規律,大面積結構裂縫常縱橫交錯;樑板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行於短邊;深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行,裂縫沿著長邊分段出現,中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。

此種裂縫的出現會引起鋼筋鏽蝕,混凝土碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。

主要預防措施:

1、儘量選用低熱或中熱水泥,如礦渣水泥、粉煤灰水泥。

2、減少水泥量,將水泥用量儘量控制在450公斤/立方米以下。

3、降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。

4、改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。

5、改善混凝土的攪拌加工工藝,在傳統的三冷技術的基礎上採用二次風冷新工藝,降低混凝土的澆築溫度。

6、在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌合物的流動性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現時間。

7、高溫季節澆築時可採用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土溫升,降低澆築混凝土的溫度。

8、大體積混凝土的溫度應力與結構尺寸相關,要合理安排施工工序,分層、分塊澆築,以利於散熱,減小約束。

9、在大體積混凝土內部設定冷卻管道,通過冷水或者冷氣冷卻,減小混凝土的內外溫差。

10、加強混凝土溫度的監控,及時採取冷卻、保護措施。

11、預留溫度收縮縫。

12、減小約束,澆築混凝土前宜在基岩和老混凝土上鋪設砂墊層或使用瀝青等材料塗刷。

13、加強混凝土養護,混凝土澆築後,及時用溼潤的草簾、麻片等覆蓋,並注意灑水養護,適當延長養護時間。在寒冷季節,混凝土表面應採取保溫措施,以防止寒潮襲擊。

14、混凝土中配置少量的鋼筋或者摻人纖維材料,將混凝土的溫度裂縫控制在一定範圍之內。

焊接冷裂紋產生的原因,焊接裂紋的原因

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焊接時裂紋產生的原因,焊接裂紋的原因

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