分享好友 资讯中心首页 频道列表

焊接冷裂纹成因

2022-10-29 10:1212970

    冷裂纹是焊接生产中较为普遍的一种裂纹,它是在焊后冷却至较低温度时产生的,对于低合金高强钢,大约在马氏体转变温度附近。冷裂纹形成的三要素分别为钢种淬硬倾向、焊缝中的氢含量及其分布、焊接接头应力状态。

 淬硬倾向

     钢材的淬硬倾向主要取决于其化学成分和冷却条件。钢材的淬硬倾向越大,焊接时越容易产生冷裂纹。因为淬硬倾向越大,意味着焊接受热时会产生更多的马氏体组织,而马氏体变形能力低容易发生脆性断裂。而焊接接头的淬硬倾向,除了化学成分、冷却条件之外,还与焊接工艺、结构板厚有关。

    其中,化学成分对钢材淬硬倾向的影响,可以用碳当量法[2]粗略估计,如下:

CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15

例如,对于厚度小于20mm的钢板,当CE<0.4%时淬硬倾向不大。

    淬硬倾向大的金属在热力不平衡的条件下会形成大量的晶格缺陷,在应力和热力不平衡的条件下,会形成裂纹源乃至扩展形成宏观裂纹。

    如果焊缝和热影响区中有氢存在,会降低其韧性,产生氢脆。而高碳马氏体淬硬组织对氢脆敏感性很强,冷裂纹敏感。在焊接中常用热影响区的最高硬度来评定某些高强钢的淬硬倾向。

    氢是引起高强钢焊接时形成冷裂纹的重要因素之一,并且使之具有延迟的特征,通常把氢引起的延迟裂纹称为“氢致裂纹”或“氢诱发裂纹”。之所以会有“延迟”,是因为氢在钢中的扩散、在微观缺陷处聚集、产生应力,直至开裂纹都需要一定的时间。

    高强钢焊接接头的氢含量越高,裂纹敏感性越大,当氢含量大于某一临界值时,便会开始出现裂纹,临界值大小因具体而异。

    焊接热影响区中氢的浓度足够高时,会其中的马氏体组织(若有)进一步脆化,进而形成裂纹。

应力状态

    高强钢焊接时冷裂纹的产生不仅取决于钢的淬硬倾向、氢的有害作用,还取决于焊接接接头的应力状态,有时应力状态甚至起决定性作用。焊接接头的热应力(不均匀加热和冷却)、相变应力(相变时组织的体积变化)及结构形式、焊接顺序等都会形成拘束力。

    上述形成冷裂纹的三要素,各有其内在规律,但又相互影响。总的来说,热影响区和焊缝金属的淬硬倾向是产生裂纹的内在因素,而只有当钢中有淬硬组织形成时,氢才能发挥其诱发裂纹的有害作用。


参考文献

[1] 李亚江. 焊接冶金原理. 北京: 化学工业出版社, 2014

[2] 李亚江. 焊接冶金学——材料焊接性. 北京: 机械工业出版社, 2006






反对 0
举报 0
收藏 0
打赏 0
评论 0
振动筛行业技术现状、瓶颈问题及绿色智能发展路径
振动筛行业技术现状、瓶颈问题及绿色智能发展路径

0评论2026-07-17535

关于举办“2026中亚国际水泥技术交流大会(CEMENTTECH UZ)”暨水泥装运技术专题论坛的通知
各有关单位:为积极响应“一带一路”倡议,推动中国水泥企业深入参与中亚地区产能合作与产业升级,中国水泥协会、中国国际贸易促

0评论2026-07-15347

2026下半年钢材价格或以区间震荡为主
2026年上半年钢材市场运行回顾1、钢价涨跌互现,原料价格分化2026年上半年,钢材及原料各品种价格涨跌互现,原料涨幅大于钢材。

0评论2026-07-15551

国务院印发“十五五”碳达峰方案 砂石行业绿色转型有了“硬标尺”
  日前,国务院印发《十五五碳达峰行动方案》(国发〔2026〕22号),明确了到2030年实现碳达峰的总体目标。方案多处提及矿山、

0评论2026-07-13385

国务院关于印发《“十五五”碳达峰行动方案》的通知
各省、自治区、直辖市人民政府,国务院各部委、各直属机构:现将《“十五五”碳达峰行动方案》印发给你们,请认真贯彻执行。国务

0评论2026-07-10560

粉体企业必看!直排筛如何让筛分效率飙升300%?答案在这!
粉体、颗粒生产线专用直排筛详解!全自动直通下料、高效除杂、不易堵网、适配流水线连续生产,看懂工业高频使用筛分设备。在粉体

0评论2026-07-09360

中钢协:6月下旬重点钢企粗钢日产202.4万吨,环比降3.6%
2026年6月下旬,重点统计钢铁企业共生产粗钢2024万吨,平均日产202.4万吨,日产环比下降3.6%;生铁1900万吨,平均日产190.0万吨

0评论2026-07-08567

2026年上半年煤炭市场分析及后市展望
  2026年上半年,国内煤炭市场整体呈现震荡上行走势,分煤种价格中枢均明显上移。在安监常态化管控下,叠加沁源矿难事故发生,

0评论2026-07-07565

砂石建材需求持续走高 前6月供港砂石船舶达947艘次验放416.01万吨
  日前,珠海西域码头在湾仔海关监管下,6艘满载共2.3万吨砂石的运输船驶向香港,将用于香港机场第三跑道系统建设。据悉,今年

0评论2026-07-06580

三部门完善矿业权出让收益征收!砂石矿起始价按评估值与基准价就高确定
  近日,为贯彻落实《矿产资源法》,财政部、自然资源部、税务总局联合印发《关于进一步完善矿业权出让收益征收有关政策的通知

0评论2026-07-03367