焊接裂纹及形成条件 形成机理.pdf

《焊接裂纹及形成条件 形成机理.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焊接裂纹及形成条件 形成机理.pdf（120页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、焊接裂纹焊接裂纹 第一节概述 第二节焊接热裂纹 第三节焊接冷裂纹 第四节再热裂纹 第五节层状撕裂 第六节应力腐蚀裂纹 第七节焊接裂纹综合分析和判断 第五章 焊接裂纹第五章 焊接裂纹 重点内容 1、裂纹的分类用一般特征 2、结晶裂纹的形成机理 2、焊接冷裂纹的形成机理，特 征、影响因素，及其防冶措 施 2、焊接裂纹综合分析及判断 3、各种裂纹断口形貌特征 5-1概述5-1概述 一、危害性一、危害性 焊接结构产生裂纹轻者需要返修，浪 费人力、物力、时间，重者造成焊接结构 报废，无法修补。更严重者造成事故、人 身伤亡。如1969年有一艘5万吨的矿石运输 船在太平洋上航行时，断裂成两段而沉没 ，在压力

2、容器破坏事故中，有很多都是由 于焊接裂纹造成。因此，解决研究焊接裂 纹已成为当前主要课题。 二、种类二、种类 各种不同类型的裂纹 焊缝中纵向裂纹焊缝上横向裂纹 热影响区纵向裂纹热影响区横向裂纹 火口（弧坑）裂纹焊道下裂纹 焊缝内部晶间裂纹焊趾裂纹 热影响区焊缝贯穿裂纹焊缝根部裂纹 各种不同类型的裂纹 焊缝中纵向裂纹焊缝上横向裂纹 热影响区纵向裂纹热影响区横向裂纹 火口（弧坑）裂纹焊道下裂纹 焊缝内部晶间裂纹焊趾裂纹 热影响区焊缝贯穿裂纹焊缝根部裂纹 分类:分类: 1、 按裂纹分布的走向分1、 按裂纹分布的走向分 纵向裂纹 2、 按裂纹发生部位分2、 按裂纹发生部位分 横向裂纹纵向裂纹 星形（弧

3、形裂纹） 焊缝金属中裂纹 热影响区中裂纹 焊缝热影响区贯穿裂纹 3 、按产生本质分类3 、按产生本质分类 1）、热裂纹 （高温裂纹）1）、热裂纹 （高温裂纹） 产生：产生：热裂纹(高温裂纹)高温下产生 存在部位存在部位：焊缝为主,热影响区 特征：特征：宏观看, 沿焊缝的轴向成纵向分 布（连续或继续）也可看到缝横向裂纹 ，裂口均有较明显的氧化色彩，表面无 光泽，微观看，沿晶粒边界（包括亚晶 界）分布，属于沿晶断裂性质 1)、热裂纹分类1)、热裂纹分类 a. 结晶裂纹a. 结晶裂纹：在凝固的过程-结晶过程中产生 b. 高温液化裂纹：b. 高温液化裂纹：在高温下产生,钢材或多层 焊的层间金属含有低熔

4、点化合物经重新溶化 ，在收缩应力作用下,沿奥氏体晶间发生开裂 c. 多边化裂纹：c. 多边化裂纹：产生温度低于固相线温度,存在 晶格缺陷(位错和空位),物理化学的不均匀性 ,在应力作用下,缺陷聚集形成多边化边界,使 强度塑性下降,沿多边化边界开裂,多发生纯 金属或单相奥氏体合金焊缝。 HAZ液化裂纹 晶 间 裂 纹 多边化裂纹 2）、再热裂纹（消除应力处理裂纹）2）、再热裂纹（消除应力处理裂纹） 由于重新加热（热处理）过程中产生 称再热裂纹消除应力处理裂纹。 3）、冷裂纹3）、冷裂纹 产生温度：产生温度：温度区间在+100-75之间 存在部位:存在部位:多在热影响区,但也有发生在焊缝。 特征（

5、断口）：特征（断口）：宏观断口具有发亮的金属光泽 的脆性断裂特征。 微观看：微观看：晶间断裂，但也可穿晶（晶内）断 裂，也可晶间和穿晶混合断裂。 冷裂纹分类：冷裂纹分类： a. 延迟裂纹：a. 延迟裂纹：特点不在焊后立即出现，有 一段孕育期产生迟滞现象称延迟裂纹。 b.淬硬脆化裂纹（淬火裂纹）b.淬硬脆化裂纹（淬火裂纹）：淬硬倾向 大的组织易产生这种裂纹（与氢含量关 系不大）。 c.低塑性脆化裂纹：c.低塑性脆化裂纹：在比较低的温度下， 由于收缩应变超过了材料本身的塑性储 备产生的裂纹称低塑性脆化裂纹。 延迟裂纹 4）、层状撕裂：4）、层状撕裂： 由于轧制母材内部存 在有分层的夹杂物(特 别是

6、硫化物夹杂物） 和焊接时产生的垂直 轧制方向的应力，使 热影响区附近地方产 生呈“台阶”状的层状 断裂并有穿晶发展。 5）、应力腐蚀裂纹：5）、应力腐蚀裂纹： 金属材料在某些 特定介质和拉应 力共同作用下所 产生的延迟破裂 现象，称应力腐 蚀裂纹。 三、热裂纹与冷裂纹的基本特点三、热裂纹与冷裂纹的基本特点 低温下产生高温下产生产生温度 冷裂纹热裂纹裂纹冷裂纹热裂纹裂纹 断口具有发亮的金属光 泽 沿焊缝的轴向成纵向 分布,也有横向分布， 裂口均有氧化色彩表 面无光泽 宏观特征 晶间断裂，也有穿晶内 断裂，也有晶间和穿晶 混合断裂 沿晶粒边界分布，属 于沿晶断裂性质 微观特征 热影响区、焊缝焊缝、

7、热影响区产生部位 5-2 焊接热裂纹5-2 焊接热裂纹 一、结晶裂纹一、结晶裂纹 1、 产生机理1、 产生机理 1）产生部位1）产生部位：结晶裂纹大部分都沿焊缝树 枝状结晶的交界处发生和发展的，常见沿焊 缝中心长度方向开裂即纵向裂纹，有时焊缝 内部两个树枝状晶体之间。对于低碳钢、奥 氏体不锈钢、铝合金、结晶裂纹主要发生在 焊缝上某些高强钢，含杂质较多的钢种，除 发生在焊缝之处，还出现在近缝区上。 结 晶 裂 纹 结 晶 裂 纹 2）、熔池各阶段产生结晶裂纹的倾向）、熔池各阶段产生结晶裂纹的倾向 在焊缝金属凝固结晶的后期，低熔点共晶物 被排挤在晶界，形成一种所谓的“液态薄膜”，在 焊接拉应力作用

8、下，就可能在这薄弱地带开裂， 产生结晶裂纹。 产生结晶裂纹原因：液态薄膜 拉伸应力 液态薄膜根本原因 拉伸应力必要条件 固液阶段：固液阶段：这一区 也称为“脆性温度区” 即图上a、b之间的温 度范围 固相阶段：固相阶段：也叫 完全凝固阶段 以低碳钢焊接为例可把熔池的结晶分 为以下三个阶段 液固阶段：（1 区） 液固阶段：（1 区） Tb称为脆性温度区，在比区间易产生结晶裂纹，杂质较少的金属, Tb 小产生裂纹的可能性也小，杂质多的金属Tb大，产生裂纹的倾向也大 3）产生结晶裂纹的条件3）产生结晶裂纹的条件 如图纵座标表示温度，横坐 标表示由拉伸应力所产生的 变形（e）和金属的塑性 （P），脆性

9、温度区的范围 用Tb表示上限是固液温度开 始下限固相线附近，或低于 固相线一段温度。 在脆性温度区内焊缝的塑性用P表示,是温度的 函数，,当在某一瞬时温度时有一个最 小的塑性值（Pmin)（出现液态薄膜时）受拉伸 应力所产生的变形用e表示，也是温度的函数 . )(TP= 按曲线（3）变化时，e超过了焊缝塑性的 最低值，产生裂纹 如果拉伸应力所产生的变形随温度T按曲 线（1）变化，e随T按曲线（1）变化。产生 了e变形量，但焊缝仍有es的塑性储备量 即es0，不产生热裂纹 当按曲线2变化时,此时由拉伸应力所产生 的应变,恰好等于焊缝的最低塑性值,即处于 临界状态. 0 min =eeP 0 mi

10、n 0.16% Mn/S无效,加剧P有害作用 裂 iii)、C0.51% 初生相 初生相S、P在小相中溶解度低，析出S、P 集富在晶界上，裂纹 Mn具有脱S作用其中Mn熔 点高，早期结晶星球状分布，抗裂 MnSFeSMn+ 含碳量C0.016% P对形成结晶裂纹的作用超 过了S，Mn无意义 c)、Mn 注 意： d)、Sid)、Si 硅是 相形成元素，利于消除结晶裂 纹 ,相中S、P溶解度大缘故，Si0.4% 易形成低熔点的硅酸盐夹杂使裂 对硫的亲合力大，形成高熔点的硫 化物，消除结晶裂纹有良好的作 用。 e)、钛Ti 锆（4）和稀土元素 f)、O O降低S的有害作用，氧、硫、铁能形 成Fe-

11、FeS-FeO三元共晶，使FeS由薄膜变成 球状，裂 日本JWS临界应变增长率CST CST=(-19.2C-97.2S-0.8Cu-1.0Ni+ 3.9Mn+65.7Nb-618.5B+7.0)*10-4 当时，可以防止裂纹 4 105 . 6 CST 热裂敏感系数HCS公式 3 10 3 )100/25/( + + = VMoCrMn NiSiPSC HCS 当HCS 时， 发生断裂晶间断裂 1 0 0 T 0 1 T= 称金属的等强温度 0 T 0 T 1 0 若焊缝所受拉伸应力为随温度变化始终 不超过，则不会产生结晶裂纹 产生结晶裂纹 2 0 0 1 1 2 0 产生结晶裂纹的条件是冶

12、金因素和力共同作 用，二者缺一不可 三、防止结晶裂纹的措施三、防止结晶裂纹的措施 1）、冶金方面1）、冶金方面 控制焊缝中有害杂质的含量，限制S、P 、C含量S、P500 R=71K1arctg(0.017 )( /400)2 不产生裂纹, R 产生裂纹 不产生裂纹的临界拘束度（通过实验方 法测） R可通过计算或实测求得 只适用单向拉伸 RRcr cr R cr R 2）、拘束应力的影响）、拘束应力的影响 对于三维 弹塑性有限元计算 修正系数 RR = 1 1 2 2 /2/2sinh /sinh / /sin8 1 = + += m w w BmBm Bm hm hm m -拉板厚度（mm）

13、 Sinh-双曲线正弦函数 hw-试验焊缝厚度（mm） B-试板宽度，即拘束距离（mm） 3)、氢的有害影响 4)、工艺影响 3)、氢的有害影响 4)、工艺影响 线能量 预热温度 焊后后热 多层焊 综合上述各影响因素，提出了预测高强钢焊 接接头延迟裂纹倾向的判据公式。 产生裂纹 在一定焊接条件下，第一层焊缝焊后冷却到 100刚刚不出现裂纹的时间临界冷却时间. 实际焊接条件下，熔合区附近1350100的冷 却时间 A.n实验常数 裂纹敏感系数 若越高，则越大，越易产生裂纹 cr t 100 ttcr cr t 100 t HM P N P n HMcr PAt)28 . 0 (= 2、防止措施2

14、、防止措施 1 1）、冶金措施）、冶金措施 （低碳微量多合金） 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 采用奥氏体组织的焊条焊接某些淬硬倾 向较大的低合金高强钢，避免冷裂纹 2）、工艺措施2）、工艺措施 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12小时， 使氢外逸 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。 3）、拘束应力3）、拘束应力 防止焊

15、缝分布密集，消除应力集中部 位如缺口，坡口形状对称 适当的预热、后热、缓冷 5-4 再热裂纹5-4 再热裂纹 定义定义：焊后再加热,消除应力退火,高温工作 500600过程中产生裂纹称再热裂纹。 一、再热裂纹的特征一、再热裂纹的特征 1、热裂纹产生部位：、热裂纹产生部位： 近缝区的粗晶区，止裂于细晶区，沿晶间开 裂，裂纹大部分晶间断裂，沿熔合线方向在 奥氏体粗晶粒边界发展 再热裂纹再热裂纹 2、 敏感的温度范围:敏感的温度范围:一般在500700低 于500或高于700,再加热不易出现再热裂 纹 3、有大量的内应力存在，及应集中:3、有大量的内应力存在，及应集中:在大 拘束度的厚件或应力集中部

16、位易产生再热 裂纹 4、易产生在具有沉淀强化作用的钢材中: 4、易产生在具有沉淀强化作用的钢材中: 晶界滑动微裂扩展裂纹 二、产生机理二、产生机理 1、一般条件 e e1、一般条件 e ec c产生裂纹产生裂纹 e产生裂纹的晶界微观局部的实际塑 性变形量 ec：产生裂纹的晶界微观局部的最大 塑性形变能力 e实际塑性应变：接头的残余应力经再 加热产生应力松驰而引起，与接头的拘 束度残余应力，应力集中有关。 2、再热裂纹产生机理2、再热裂纹产生机理 1）、晶界杂质析集弱化说1）、晶界杂质析集弱化说 晶界析集P、S、 硼化物沿晶析集 如果产生再热裂纹的塑性变形量为ec，可 以下式表示: += ccR

17、 TLe EEc/ )1 ( 2）、二次沉淀理论晶内沉淀强化2）、二次沉淀理论晶内沉淀强化 具有沉淀强化的元素 焊接高温时过a热区合金元素全部溶入 A中，A长大. 焊后冷却速度快，合金元素以过饱和 形式溶入在F中，渗碳体，一般出现在 位错、空位、缺陷等处。 enrbri FMCMWVNZT、 0 焊后再加热时（500-700） 3）、高温蠕变理论）、高温蠕变理论 蠕变定义：蠕变定义：金属在长时间的恒温、恒应力 作用下，即使应力小于屈服强度，也会缓 慢地产生塑性变形的现象称为蠕变。 特征：特征： 材料内的应力小于材料的屈服应力 与温度有关T蠕变速度 温度升高持久强度下降 高温下，晶界强度低于晶内

18、强度 1.楔形开裂楔形开裂 d rE c bPs 2 )(23 + = d E b P s p )1 ( )(22 2 + = 应力 临界应力： 2.空位聚集而产生的空位聚集而产生的“空位开裂空位开裂” 2 33 27 256 A W =最小能量 低合金钢产生再热裂纹临界应力关系式低合金钢产生再热裂纹临界应力关系式 VMoCrCC C SR SRcr 115 . 032 8 . 9)7 . 425. 47 .20( += = cr 产生再热裂纹临界应力产生再热裂纹临界应力(N/mm2) 如结构实际拘束应力为时，则 不裂 开裂 cr cr 三 、影响因素三 、影响因素 1. 化学成分对再热裂纹的

19、影响 2晶粒度对再热裂纹的影响 3焊接接头不同部位和不同组织 对再热裂纹的影响 (一) 、冶金因素(一) 、冶金因素 (二) 工艺措施(二) 工艺措施 1、 预热及后热1、 预热及后热 预热裂200450，后热可降低预热温 度 2、线能量的作用2、线能量的作用 E适当增加，减少过热区硬度，裂纹减小 3、低强焊缝应用3、低强焊缝应用 减少近缝区塑变的集中程度，有利于降低 再热裂纹产生倾向 4、 降低残余应力和避免应力集中降低残余应力和避免应力集中 5-5 层状撕裂5-5 层状撕裂 1、产生的部位和形状 宏观形状 1、产生的部位和形状 宏观形状：在外观上具有阶梯状的形式 ，由基本上平行于轧制方向表

20、面的平台 与大体上垂直于平台的剪切壁所组成。 微观形状：微观形状：扫描电镜观察低倍下：断口 表面呈典型的木纹状，是层层平台在不 同高度分布的结果 部位：部位：母材或热影响区 一、特征及危害性一、特征及危害性 2、产生在厚板结构中、产生在厚板结构中 十字接头,丁字接头,角接头，平台局部地 区有硅酸盐或氧化物夹杂物 种类种类 依产生部位分: 第一类第一类是在焊接热影响区焊趾或焊根 冷裂纹诱发而形成层状措裂； 第二类第二类热影响区沿夹杂开裂； 第三类第三类远离热影响区母材中沿夹杂开裂 MnS片状夹杂较多。 二、形成机理及影响因素二、形成机理及影响因素 (一一)、层状撕裂的形成过程、层状撕裂的形成过程

21、 1、厚板结构中焊接时刚性拘束条件下，产 生较大的Z向应力和应变，当应变达到超过 材料的形变能力之后，夹杂物与金属基体之 间弱结合面发生脱离，形成显微裂纹，裂纹 尖端的缺口效应造成应力、应变的集中，迫 使裂纹沿自身所处的平面扩展，把同一平面 而相邻的一群夹杂物连成一平，形成所谓的 “平面”。 2、与此同时相邻近的两个平台之间的裂纹 尖端处，在应力应变影响下在剪切应力作 用下发生剪切断裂，形成“剪切壁“，这些 平台和剪切壁在一起，构成层状撕裂所持 有的阶梯形状。 (二二)、影响因素、影响因素 1、非金属夹杂物的种类 2、焊接Z向应力 3、母材性能 热影响区产生淬硬组织、塑性下降; 加热15035

22、0出现应变时效，塑性、 韧性下降 4、氢的作用氢集聚发生在夹杂物和基体 界面上的氢脆引起层状撕裂 四、防止措施四、防止措施 (一)选择母材(一)选择母材 1 精炼钢2、控制夹杂物 冶炼降低杂质，脱S加Ti、Zr或稀土元 素，促使夹杂物破碎、球化(成本高) (二)设计和工艺措施(二)设计和工艺措施 1、 改变接头形式、降低焊接应力 2、 应尽量避免单侧焊缝等; 3、 应尽量避免承载焊缝 4、 预热及后热 5、 加软焊道 接头形式在受力最小时即可防止层状撕裂 ，通过开坡口来减轻钢板Z向受承受的应力 和应变。 5-6 应力腐蚀撕裂(SCC)5-6 应力腐蚀撕裂(SCC) 应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹：金

23、属材料在某些特定介 质和拉应力共同作用下所产生的延迟破 裂现象称应力腐蚀裂纹。 应力腐蚀裂纹已成为工业中特点是石 油工业中最突出的问题，日本1965 1975十年间化工设备破坏事故统计有 50%属于应力腐蚀开裂，应力腐蚀裂纹 造成危害极大。 一、应力腐蚀裂纹特征一、应力腐蚀裂纹特征 1、形貌：1、形貌： 外观：无明显的均匀腐蚀痕迹，呈龟裂形式断断 续续。 从横断面来看：犹如枯干的树木的根须，由表面 向纵深方向往里发展，裂口深宽比大，细长而 带有分支是其典型的特点。 从断口来看：仍保持金属光泽为典型脆性断口 应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹 2、材质与介质的匹配、材质与介质的匹配 纯金属不产生应力腐蚀裂

24、纹，凡是合金即 使含有微量元素的合金，在特定的腐蚀环 境中都有一定的应力腐蚀开裂倾向。但并 不是说，任何合金在任何介质中都产生应 力腐蚀开裂，一定的材料只在某一定的腐 蚀环境中才产生应力腐蚀裂纹。 应力腐蚀开裂温度:易产生在100300之间 3、应力腐蚀开裂的临界应力、应力腐蚀开裂的临界应力 拉应力的存在是产生应力腐蚀开裂的 先决条件之一，造成应力腐蚀开裂的 应力主要是残余应力。 临界应力临界应力 引起应力腐蚀裂纹开裂的临界 应力，与腐蚀介质，金属材料的强度级 别有关。 th sth 二、应力腐蚀裂纹的形成条件 形 成机理 二、应力腐蚀裂纹的形成条件 形 成机理 （一）、电化学应力裂机理（一）

25、、电化学应力裂机理 从电化学考虑，把应力腐蚀裂纹分为两大类 一类为应力阳极溶解开裂 简记APC 另一类应力阴极氢脆开裂 简记HEC 形成三要素：形成三要素： 1） 材质2) 腐蚀介质 3) 临界拉应力 HEC和APC应力腐蚀过程 （二）、机械破裂应力腐蚀开裂机理 1）、孕育期 （二）、机械破裂应力腐蚀开裂机理 1）、孕育期应力作用下将产生不同 程度的塑性变形，这种塑性变形将会产 生“滑移台阶”，形成局部性的最初腐蚀 裂口，造成拉应力集中，局部产生滑移 阶梯、导致保护膜破坏。 2）、发展阶段2）、发展阶段 腐蚀裂口在拉应力与介质的共同作用下（物 理作用及化学作用）沿着垂直拉应方向纵深发 展，呈枯

26、干树枝或根须，且逐步出现分支，若 应力因素占优势，将是某一裂口优先发展，腐 蚀因素占优势则可能同时几条裂口平行地发展 3）、溃裂阶段3）、溃裂阶段 发展的最快的裂纹的最终崩溃性的发展，是拉 应力局部越来越大的累积结果，最终破坏是力 的因素起主要作用。 裂纹扩展的几种说法裂纹扩展的几种说法 1.阳极相的沉淀 2. 腐蚀介质的吸附 3. 阴极氢化反应 4. 机械化学效应 5. 隧洞腐蚀 1.阳极相的沉淀 2. 腐蚀介质的吸附 3. 阴极氢化反应 4. 机械化学效应 5. 隧洞腐蚀 三、应力腐蚀的预防措施三、应力腐蚀的预防措施 （一）、结构设计（一）、结构设计 1、合理选材母材 选材必须有足够的实验

27、数据，不能只 看材料牌号，不能单纯考虑强度级别 ，因同一强度等级，合金系统不同， 抗应力腐蚀开裂的倾向很大。 2、避免高应力区 （二）、施工制造（二）、施工制造 1、 合理选择焊材 了解产品结构的的工作条件，熟悉介质 的腐蚀特性，及合金元素的特性，则 确定焊缝成分从而确定焊接材料。因 此必须根据具体腐蚀介质，调整焊缝 的合金系统，以便提高耐应力腐蚀开 裂的能力。 1、 合理制定装焊工艺 1）、成形及装配工艺 引起应力腐蚀裂纹的重要原因之一就是残余 应力，从部件成形加工列组装都可引起残余 应，特别是强制组装，例如用千斤组装大错 口，可以形成很大的残余应力，在组装质量 不良的条件下（错口）焊接时，

28、会造成较大 的残余应力。组装时所造成伤痕如随意打弧 的灼痕等都会成应力腐蚀裂源。 2)、焊接工艺 基本点，不产生硬化组织，不发生晶粒 严重粗化现象,接头硬度 粗晶区的应力腐蚀裂纹的扩展敏感性最 大，主要是由于晶粒粗大，以致裂纹尖 端集中的位错数量增大，并可形成大的 滑移阶梯，从而利于应力腐蚀裂纹的形 成和扩展。 消除应力处理 焊后消除应力处理是防止产生应力腐蚀 裂纹的重要环节。 例氢化脱硫装置的硫化物应力腐蚀开裂 试验，钢种弯曲成形加工后的热处理温度 温度 350 400 450 500 550 650 850 1Cr18Ni8 x x x x x o o o 1Cr18Ni9Ti X x o

29、 o o o o o 其中x裂纹，o无裂纹 1.整体消除应力处理 消除应力的程度可用下式估算 P=T（lgt+20)*10-3 P消除应力效果参数 T热力学温度 t 保温时间 2.局部消除应力处理 RB5= R-管子半径 -板厚 加热宽度 （三）、生产管理（三）、生产管理 1、 防蚀处理 介质隔离、涂层、衬里 介质处理、加缓蚀剂等 电化防蚀、阴极化或阳极化、表面技术 处理 2、 定时检查及分析 定期检查、及时补修 5-7 焊接裂纹综合分析 和判断 5-7 焊接裂纹综合分析 和判断 一、宏观分析及判断一、宏观分析及判断 （一）被焊材质和焊接材料的化 学成分 （二）根据施工中的焊接工艺 （三）产品

30、结构的运行工况条件 二、微观分析及判断二、微观分析及判断 1、热裂纹 2、冷裂纹 3、再热裂纹 4、层状撕裂 5、应力腐蚀裂纹 图形详见前几节 三、三、断断口口分析及判断分析及判断 裂形式 穿晶断裂 沿晶断裂 韧性断裂 韧窝断裂 滑移断裂 脆性断裂 疲劳断裂疲劳纹 解理断裂 准解理断裂 塑性断裂 脆性断裂 疲劳断裂疲劳花纹 等轴韧窝 剪切韧窝 撕裂韧窝 蛇形滑移 波形滑移 平直滑移 (一)焊接裂纹的断裂形式 及断口形态 (一)焊接裂纹的断裂形式 及断口形态 2、解理断裂 3、准解理数裂 4、沿晶断裂 1、韧窝断裂 等轴韧窝 撕裂韧窝 剪切韧窝 (二)热裂纹断口形貌(二)热裂纹断口形貌 (三)冷

31、裂纹断口形貌(三)冷裂纹断口形貌 (四)再热裂纹断口形貌(四)再热裂纹断口形貌 (五五)层状撕裂断口形貌层状撕裂断口形貌 (六六)应力腐蚀裂纹断口形貌应力腐蚀裂纹断口形貌 本章小结本章小结 本章重点介绍了各种焊接裂纹的 分类、形成机理，特征、影响因 素，及其防冶措施，对于焊接裂 纹进行综合分析及判断，以及对 于各种裂纹的断口形貌特征进行 简单介绍。 思考题 1. 简述焊接裂纹的种类及其特征和产生的 原因。 2. 分析液态薄膜的成因及其对产生热裂纹 的影响。 3. 什么是脆性温度区间？在脆性温度区间 内为什么金属的塑性很低？ 4. 综合分析脆性温度区及在该区内金属的 塑性和变形增长率之间的影响因

32、素。 5.液化裂纹和多边化裂纹在本质上的有何区 别？在防止措施上的何不同？ 6. 试述焊接冷裂纹的特征及其影响因素。 7. 试述氢在产生冷裂纹过程中的作用，研 究残余扩散氢HR100 和氢扩散因子M有何重 要意义？ 8. 何谓拘束度？临界拘束度？它与拘束力 和临界拘束应力有何关系？ 9. 拘束度和拘束应力与钢材的板厚、焊接 工艺参数有何关系？它们各自有哪 些影响 因素？ 10. 一般低合金钢，冷裂纹为什么具有延迟 现象？为什么容易在焊接HAZ产生？ 11. 后热对防止冷裂纹有何作用？它能否全 部代替预热？ 12. 分析近缝区的马氏体转变对产生冷裂纹 的影响。 13. 为什么说临界冷却时间tcr为依据，是反 映产生冷裂纹各种因素的综合影响？ 14. 简述再热裂纹的主要特征和产生机理。 15. 试述产生层状撕裂纹的原因，如何判断 钢材产生层状撕裂的敏感性？ 16. 试述产生应力腐蚀的机理，并说明APC 和HEC的形成过程。 本章结束 谢谢观看 本章结束 谢谢观看