熔焊原理-焊接冷裂纹课件

5.3焊接冷裂纹熔焊原理5.3焊接冷裂纹熔焊原理5.3焊接冷裂纹焊接冷裂纹主要发生在中高碳钢、合金钢等的热影响区和厚板多层焊的焊缝中，并发生在拘束度较大的T形接头和十字形接头应力集中较大的接头上。一般在焊后出现，不易发现。5.3焊接冷裂纹焊接冷裂纹主要发生在中高碳钢、合金钢等2产生温度：在焊后冷却过程中，Ms点附近或200～300℃以下温度区间（低温）产生的钢种和部位：主要发生在高、中碳钢，低、中合金高强钢的热影响区，有时合金元素多的超高强钢、Ti合金的焊缝区（高强、高应力）裂纹的走向：沿晶、穿晶（脆断）产生时间：可焊后立即出现，也有时要经过一段时间（几小时，几天甚至更长）才出现（延迟性）5.3焊接冷裂纹冷裂纹的一般特征1产生温度：在焊后冷却过程中，Ms点附近或200～300℃以下3延迟裂纹是冷裂纹中一种最普遍的形态，它并不是焊后立即出现，因此危害性更大。常见的三类延迟裂纹：焊趾裂纹焊道下裂纹根部裂纹(焊根裂纹)冷裂纹的种类25.3焊接冷裂纹延迟裂纹是冷裂纹中一种最普遍的形态，它并不是焊后立即出现，因4

高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素：

①钢种的淬硬倾向

②焊接接头的含氢量及其分布

③焊接接头的拘束应力状态

高强钢焊接时产生冷裂纹的机理：钢种淬硬后受氢的侵袭和诱发，使之脆化，在拘束应力的作用下产生裂纹。焊接冷裂纹的机理35.3焊接冷裂纹高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素：焊接冷裂纹的机理351、钢种的淬硬倾向

①钢种的淬硬倾向主要决定于化学成分、板厚、焊接工艺和冷却条件等。钢种的淬硬倾向越大，越易产生裂纹，其原因为：形成脆硬的马氏体组织淬硬会形成更多的晶格缺陷5.3焊接冷裂纹1、钢种的淬硬倾向①钢种的淬硬倾向形成脆硬的马氏体组6

随着热应变量增加，位错密度也随之增加，在应力作用下位错发生移动和聚集，当它们的浓度达到一定临界值后，就会形成裂纹源，在应力作用下，扩展形成宏观裂纹。（2）晶格缺陷随着热应变量增加，位错密度也随之增加，在应力作7②氢的作用

氢是引起高强钢焊接时产生延迟裂纹的重要因素之一，且具有延迟的特征。由氢引起的延迟裂纹称为氢致裂纹（也称氢诱发裂纹、氢助裂纹）氢在焊缝金属中的溶解与扩散金属组织对氢的扩散影响氢在致裂过程中的动态行为氢致裂纹开裂机理5.3焊接冷裂纹②氢的作用氢在焊缝金属中的溶解与扩散金属组织对氢85.3焊接冷裂纹5.3焊接冷裂纹95.3焊接冷裂纹5.3焊接冷裂纹10③焊接接头的拘束应力状态

在焊接条件下主要存在以下几种应力：

a、不均匀加热及冷却过程中所产生的热应力

b、金属相变时产生的组织应力

c、结构自身拘束条件所造成的应力焊接拘束应力的大小可用拘束度R表示。R的定义为：使焊接接头根部间隙弹性位移单位长度时，单位长度焊缝所受的力的大小。5.3焊接冷裂纹③焊接接头的拘束应力状态在焊接条件下主要存在以下几种应力：11钢种化学成分的影响拘束应力的影响氢的有害影响焊接工艺的影响（线能量、预热、焊后后热、多层焊）1、影响因素

影响因素及防止措施45.3焊接冷裂纹1、影响因素影响因素及防止措施45.3焊接冷裂纹12防止冷裂纹的途径：①冶金措施

冶炼技术上：采用低碳微量多合金、降低钢中杂质[H]↓选用低氢焊接材料、低氢焊接方法如CO2焊控制氢的来源，烘干焊条消理焊件焊丝加入某些合金元素，提高塑性/韧性采用奥氏体焊条焊接某些淬硬倾向较大的中、低合金高强钢，避免冷裂纹5.3焊接冷裂纹防止冷裂纹的途径：5.3焊接冷裂纹13②工艺方面选择合适的焊接线能量。q↑、V冷↓、t100↑减少裂，但有晶粒粗大现象预热冷却速度↓[H]外逸后热[H]↓消氢处理350℃保温1—2小时，使氢外逸5.3焊接冷裂纹对于需要较高预热温度的中碳钢、高碳钢及中碳调质高强钢，如果由于形状复杂或需要在结构内部施焊等因素要避免高温预热时，采用后热并配合低温的预热特别见效。②工艺方面5.3焊接冷裂纹对于需要较高预热温度的中碳钢、高145.3焊接冷裂纹5.3焊接冷裂纹155.3焊接冷裂纹熔焊原理5.3焊接冷裂纹熔焊原理5.3焊接冷裂纹焊接冷裂纹主要发生在中高碳钢、合金钢等的热影响区和厚板多层焊的焊缝中，并发生在拘束度较大的T形接头和十字形接头应力集中较大的接头上。一般在焊后出现，不易发现。5.3焊接冷裂纹焊接冷裂纹主要发生在中高碳钢、合金钢等17产生温度：在焊后冷却过程中，Ms点附近或200～300℃以下温度区间（低温）产生的钢种和部位：主要发生在高、中碳钢，低、中合金高强钢的热影响区，有时合金元素多的超高强钢、Ti合金的焊缝区（高强、高应力）裂纹的走向：沿晶、穿晶（脆断）产生时间：可焊后立即出现，也有时要经过一段时间（几小时，几天甚至更长）才出现（延迟性）5.3焊接冷裂纹冷裂纹的一般特征1产生温度：在焊后冷却过程中，Ms点附近或200～300℃以下18延迟裂纹是冷裂纹中一种最普遍的形态，它并不是焊后立即出现，因此危害性更大。常见的三类延迟裂纹：焊趾裂纹焊道下裂纹根部裂纹(焊根裂纹)冷裂纹的种类25.3焊接冷裂纹延迟裂纹是冷裂纹中一种最普遍的形态，它并不是焊后立即出现，因19

高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素：

①钢种的淬硬倾向

②焊接接头的含氢量及其分布

③焊接接头的拘束应力状态

高强钢焊接时产生冷裂纹的机理：钢种淬硬后受氢的侵袭和诱发，使之脆化，在拘束应力的作用下产生裂纹。焊接冷裂纹的机理35.3焊接冷裂纹高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素：焊接冷裂纹的机理3201、钢种的淬硬倾向

①钢种的淬硬倾向主要决定于化学成分、板厚、焊接工艺和冷却条件等。钢种的淬硬倾向越大，越易产生裂纹，其原因为：形成脆硬的马氏体组织淬硬会形成更多的晶格缺陷5.3焊接冷裂纹1、钢种的淬硬倾向①钢种的淬硬倾向形成脆硬的马氏体组21

随着热应变量增加，位错密度也随之增加，在应力作用下位错发生移动和聚集，当它们的浓度达到一定临界值后，就会形成裂纹源，在应力作用下，扩展形成宏观裂纹。（2）晶格缺陷随着热应变量增加，位错密度也随之增加，在应力作22②氢的作用

氢是引起高强钢焊接时产生延迟裂纹的重要因素之一，且具有延迟的特征。由氢引起的延迟裂纹称为氢致裂纹（也称氢诱发裂纹、氢助裂纹）氢在焊缝金属中的溶解与扩散金属组织对氢的扩散影响氢在致裂过程中的动态行为氢致裂纹开裂机理5.3焊接冷裂纹②氢的作用氢在焊缝金属中的溶解与扩散金属组织对氢235.3焊接冷裂纹5.3焊接冷裂纹245.3焊接冷裂纹5.3焊接冷裂纹25③焊接接头的拘束应力状态

在焊接条件下主要存在以下几种应力：

a、不均匀加热及冷却过程中所产生的热应力

b、金属相变时产生的组织应力

c、结构自身拘束条件所造成的应力焊接拘束应力的大小可用拘束度R表示。R的定义为：使焊接接头根部间隙弹性位移单位长度时，单位长度焊缝所受的力的大小。5.3焊接冷裂纹③焊接接头的拘束应力状态在焊接条件下主要存在以下几种应力：26钢种化学成分的影响拘束应力的影响氢的有害影响焊接工艺的影响（线能量、预热、焊后后热、多层焊）1、影响因素

影响因素及防止措施45.3焊接冷裂纹1、影响因素影响因素及防止措施45.3焊接冷裂纹27防止冷裂纹的途径：①冶金措施

冶炼技术上：采用低碳微量多合金、降低钢中杂质[H]↓选用低氢焊接材料、低氢焊接方法如CO2焊控制氢的来源，烘干焊条消理焊件焊丝加入某些合金元素，提高塑性/韧性采用奥氏体焊条焊接某些淬硬倾向较大的中、低合金高强钢，避免冷裂纹5.3焊接冷裂纹防止冷裂纹的途径：5.3焊接冷裂纹28②工艺方面选择合适的焊接线能量。q↑、V冷↓、t100↑减少裂，但有晶粒粗大