在焊接接头中由于焊接所引起的各种裂纹,统称焊接裂纹。焊接裂纹在焊缝金属与热影响区中都可能产生,是焊接凝固冶金和固相冶金过程中产生最为危险的一种缺陷。焊接结构产生的破坏事故大部分都是焊接裂纹所引起的。
随着现代工业的发展,焊接结构也趋向大型化、大容量和高参数发展。有的在低温、腐蚀介质下工作,也有的在高温高压下工作,广泛都用到各种高合金钢、不锈钢,以及种种合金材料。这些材料往往都对裂纹十分敏感,而裂纹却又是大多重大事故的诱因,必须十分重视。
焊接裂纹种类繁多,产生的条件和原因各不相同。有些裂纹在焊后立即产生了,有些在焊后延续一定时间再产生,甚至在使用过程中,在一定的外界条件诱发下再产生。裂纹既出现在焊缝和热影响区表面,也产生在其内部。它对焊接结构的危害有以下几点。 a)减少了焊接接头的有效截面积,因而降低了焊接结构的承载能力。 b)构成了严重的应力集中。裂纹是片状缺陷,其边缘构成了非常尖锐的切口。具有高的应力集中,既降低了结构的疲劳强度,又容易引发结构的脆性破坏。 c)造成泄漏。用于承受高温高压的焊接锅炉或者压力容器,若有穿透性裂纹,那必然会发生泄露,在工程上是不允许的。 d)表面裂纹容易藏垢纳污,容易造成或者加速结构的腐蚀。 e)留下隐患,是结构变得不可靠。延迟裂纹产生不定期性,以及微裂纹和内部裂纹容易造成漏检。漏检的裂纹即使很小,但在一定条件下会发生扩展,这些都增加了焊接结构在使用中的潜在危险。 焊接裂纹可以从不同角度进行分类,如: a)按裂纹的分布形态划分: 1.在相对于焊道的方向上可分为纵向裂纹(与焊缝轴线平行)和横向裂纹(与焊缝轴线垂直)。 2.在裂纹尺寸大小上可分为宏观裂纹和微观裂纹。 3.在裂纹的分布上可分为表面裂纹、内部裂纹和弧坑裂纹。 4.相对于焊缝断面位置可分为焊趾裂纹、根部裂纹、焊道下裂纹和层状撕裂等。
b)按裂纹产生机理可分为: 热裂纹 冷裂纹 再热裂纹 层状撕裂 应力腐蚀
裂纹分类及特点
焊接接头裂纹分布示意图
a—纵向裂纹 b—横向裂纹 c—星形裂纹 1—焊缝中的纵向裂纹和弧形裂纹(多为结晶裂纹) 2—焊缝中的横向裂纹(多为延迟裂纹) 3—熔合区附近的横向裂纹(多为延迟裂纹) 4—焊缝根部裂纹(延迟裂纹、热应力裂纹) 5—近缝区根部裂纹(延迟裂纹) 6—焊趾处纵向裂纹(延迟裂纹) 7—焊趾处纵向裂纹(液化裂纹、再热裂纹) 8—焊道下裂纹 9—层状撕裂 |
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