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影响磁力反应釜焊接中出现裂纹的因素以及如何解决

2020-6-24 9:23:08点击:

磁力反应釜工艺方面,焊接时影响产生热裂纹的工艺因素很多,如预热温度、结构刚度和工件的夹固条件等都会影响焊缝的抗热裂度。


焊接规范。采用大电流、直线运条等,容易引起焊接应力措施会促使热裂纹的产生。故在条件允许时,应尽量采用小电流、多层焊,以减少热裂纹的倾向。


焊接结构刚度较大的工件时,常采用预热的方法。预热一方面可以减少冷却速度,减缓在冷却过程中产生的拉伸应力,另一方面也可改善结晶条件,减少化学和物理上的不均匀性。预热温度要根据钢种的化学成分和结构刚度的大小而定,钢种含碳量越高,其他合金元素越多,工作刚度越大,则要求预热温度越高。


焊接工序。同样的焊接性能材料,若焊接工序不同,产生热裂纹倾向不同。原因是焊接次序不同产生的焊接应力不同。应采用合理的焊接次序最大限度地减小焊接应力。


焊接中焊接冷裂纹

压力容器焊接冷裂纹大多发生在焊接接头周边,有时也可能扩展到焊缝中。


冷裂纹有时在焊后立即出现,但有时要经过几小时、几天、甚至更长的时间才出现。这些焊后经过一段时间才出现的裂纹又叫延迟裂纹。延迟裂纹在制造过程中可能没被发现,而在使用过程中就可能造成极其严重的后果。所以它比一般裂纹的危害性更大。


冷裂纹从表现形式上看有以下几种类型:边界裂纹、焊道下裂纹和根部裂纹。

边界裂纹是从焊缝与母材交界处开始,向母材中延伸。

焊道下裂纹位于焊道之下的近缝区中,没有发展到母材表面。

根部裂纹起源于焊缝根部缺口形成的应力集中处的热影响区中,延伸进入母材或焊缝。


1、淬火作用

近缝区或焊缝上所形成的冷裂纹与金属相变过程中力学性能的急剧变化和复杂的应力状态有关。冷裂纹主要发生在中碳钢、高碳钢和高强度钢中。这类钢的主要特点是易于淬火,使奥氏体严重过热,晶粒显著长大。由金属学可知,晶粒粗大的奥氏体更容易淬火,转变为粗大的马氏体组织,使近缝区金属性能变坏,特别是塑性下降,脆性增加。这时在复杂的焊接应力的作用下,就会发生冷裂纹。

2、氢的作用

在焊接高温下,一些含氢的化合物分辨析出原子状态的氢,大量的氢溶解于熔池金属中。随着熔池温度的下降,氢在金属中的溶解度急剧降低。但焊接熔池的冷却速度很快,氢来不及逸出而残留在焊缝金属中。氢在奥氏体和铁素体中的溶解度及扩散能力也有显著差别。


通常焊缝金属的碳当量总比母材低一些,因而焊缝在较高温度下就发生奥氏体分解,这时近缝区还尚未发生奥氏体转变。由于焊缝金属中氢的溶解度突然下降。随着温度的下降,近缝区的奥氏体发生转变时,温度已经很低,氢的溶解度更低,而且扩散能力也已很微弱。于是氢便以气体状态进到金属的细微孔隙中并造成很大的压力,使局部金属产生很大的应力,从而形成冷裂纹。