分享好友 资讯中心首页 频道列表

焊接冷裂纹成因

2022-10-29 10:1210670

    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
全国矿山安全生产工作会议部署“十五五”重点任务!
  1月6日,全国矿山安全生产工作会议在京召开。会议强调,要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻落实党的二十

0评论2026-01-12405

首部!固废利用“硬指标” 国务院发文要求5年实现45亿吨综合利用量
  1月4日,国务院印发《固体废物综合治理行动计划》(以下简称《行动计划》),其中明确,到2030年,重点领域固体废物专项整治

0评论2026-01-08368

国家矿山安监局印发《金属非金属矿山智能化建设指南(2025年版)》
国家矿山安全监察局综合司关于印发《金属非金属矿山智能化建设指南(2025年版)》的通知矿安综〔2025〕20号各省、自治区、直辖市及

0评论2026-01-08406

国家能源局印发《能源行业公共信用信息管理办法》
  各省(自治区、直辖市)能源局、有关省(自治区、直辖市)及新疆生产建设兵团发展改革委、北京市城市管理委,各派出机构,有关企

0评论2026-01-08552

沿海煤炭运价小幅下跌 中国进口贸易海运指数显著上涨
  据上海航运交易所消息,2026年1月6日航运市场数据显示,中国沿海煤炭运价与国际干散货市场主要航线运价普遍承压,而中国进口

0评论2026-01-07360

未来五年!中国钢铁发展的十大趋势!
  随着“十四五”规划圆满收官,中国钢铁行业已顺利完成从增量扩张向减量转型的阶段性跨越,正式迈入“十五五”规划开局的关键

0评论2026-01-04589

2025年钢铁行业年终盘点
  1月  1月7日,国家市场监管总局等部门发布《关于公布产品碳足迹标识认证试点名单》的通知。钢铁产品碳足迹标识认证将在河

0评论2025-12-29440

国家能源局发布2025年1-11月份全国电力工业统计数据
  12月26日,国家能源局发布1-11月份全国电力工业统计数据。  截至11月底,全国累计发电装机容量37.9亿千瓦,同比增长17.1%

0评论2025-12-26451

新年钜惠来袭!振盟云易购会员买一年送一年,采购狂欢开启
新年将至,采购福利重磅上线!作为振动协会官方指定采购网站,振盟云易购携超值活动火热登场 ——会员买一年送一年,双重时长,

0评论2025-12-22372

砂石需求信号明确!国家发改委重磅发文 “十五五”中西部铁路建设迎利好
  12月16日,国家发展改革委正式对外发布《铁路专项中央预算内投资管理办法》(发改基础规【2025】1516号)。办法自发布之日起

0评论2025-12-22576