焊接热裂纹的原因及预防措施

把焊接热裂纹看作影响结构性能最严重的一种隐患,给焊缝造成的缝隙,根本原因在于材料原子在焊接应力和其他致脆因素的双重作用下产生了破裂。按成因划分裂纹主要有热裂纹、冷裂纹等多种类型,这里咱们重点说说最为普遍的热裂纹。 热裂纹出现在高温和熔池凝固的时刻,几乎所有的钢材和合金,从普通低碳钢到复杂的镍基材料都有遭遇它的风险。这种裂纹常见于焊缝中央,属于结晶裂纹,形成机制主要跟低熔点物质与拉应力有关。 影响裂纹产生的因素其实不少:焊缝里若混入较多C、S、P、Cu或Zn等低熔点元素,就容易助长裂纹生成。这些杂质在凝固时容易向中央聚集,边缘结晶了中心还液态时,一遇收缩拉力就裂开。 焊缝的截面形状也是关键。深度过宽的焊道让晶粒垂直生长,很容易裂;像厚板窄间隙用的埋弧焊或药芯焊丝气保焊特别危险。把宽度深度比控制在1到1.4之间能增强抗裂性,凹形焊缝比凸形更爱裂开。这通常是高电压或速度太快导致的,得尽量避免。 焊件刚性大、装配焊接时产生的拘束力大,也会推着裂纹出现。预防措施主要分两方面:一是冶金控制。严格限制母材和焊材中的C、P、S含量;往碳钢里加点Mo、V、Ti这类元素改变晶粒形态;不锈钢则是靠Cr、Mo这些铁素体形成元素来帮衬。遇到容易转移杂质的母材时要想办法降低稀释率。二是应力控制。选好接头形式、排好焊接顺序、定好工艺参数都很重要。 要把横断面形状调好:适当减小电流能减薄焊缝;低电压利于出凸形焊缝;别焊得太快能降低稀释率;必要时预热能缓解冷却和应力。