分享好友 资讯中心首页 频道列表

焊接冷裂纹成因

2022-10-29 10:128490

    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
砂石等行业如何整治“内卷式”竞争?国家发改委:因业施策、对症下药、标本兼治
  5月20日,国家发改委召开5月份新闻发布会。国家发改委政策研究室副主任、委新闻发言人李超表示,国家发改委针对内卷式竞争问

0评论2025-07-24591

【简讯】398宗!2025上半年砂石矿权出让整体收缩
  据砂石骨料网数据中心不完全统计,2025上半年,全国共计出让砂石类采矿权398宗,同比缩减21.2%;总储量76.54亿吨,同比缩减4

0评论2025-07-24349

导热粉体材料行业发展概况、下游应用及竞争格局
1、导热粉体材料行业发展概况导热粉体材料是导热材料性能的核心来源,导热材料的基材多为高分子材料,而高分子材料虽然绝缘性好

0评论2025-07-23399

从目到微米,读懂粉体背后的精度密码
在粉体材料行业,客户最常问:“你们这个粉体是多少目?”——这是最直观的评价方式。但真正掌握材料性能的工程师深知:目数只是

0评论2025-07-23636

钢结构建筑推广面临的问题和“十五五”发展方向
  钢结构是由各类钢材采用焊接、螺栓等紧固件连接而成的结构形式,是主要的建筑结构类型之一。与传统钢筋混凝土结构及砌体结构

0评论2025-07-22530

工信部:新一轮钢铁等重点行业稳增长工作方案将在近期发布
  7月18日,国新办举行新闻发布会介绍2025年上半年工业和信息化发展情况。  工业和信息化部总工程师谢少锋在会上透露,工信

0评论2025-07-22438

煤价持续下行,煤炭行业破局谋变——来自煤炭主产区的调查报告
  原煤、焦炭等价格大幅下降,企业订单减少、成本倒挂,当新能源浪潮与市场周期共振,煤炭行业正经历深度调整:曾经的“黑金”

0评论2025-07-21484

高供应弱需求矛盾未根本扭转 下半年煤炭价格或“旺季反弹、中枢下移”
  2025年上半年,煤炭市场在供需格局变化、政策调控以及国际市场波动等多重因素交织影响下,动力煤价格整体呈下降趋势且波动运

0评论2025-07-21558

工信部将实施新一轮钢铁稳增长工作方案!全市场唯一钢铁ETF(515210)上涨3%,连续5日净流入超2.3亿元
  工信部将实施新一轮钢铁稳增长工作方案!全市场唯一钢铁ETF(515210)上涨3%,连续5日净流入超2.3亿元。  消息面,工业和

0评论2025-07-21550

中国五矿“4+2”锂盐项目“空中加油”助力工程建设提质增速
  察尔汗产区“4+2”锂盐项目作为中国五矿集团有限公司(以下简称“中国五矿”)所属中国盐湖工业集团有限公司(以下简称“中

0评论2025-07-18503

loading