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热裂纹的主要产生原因及预防措施
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加入时间：2022-10-14 15:37:12 点击：次 |
| 裂纹是降低焊接结构使用性能最危险的焊接缺陷之一，焊缝中禁止出现任何形式的裂纹。焊接裂纹是指在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，使材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙。按照焊接裂纹的产生条件，可以分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹，以下重点介绍最常见的裂纹形式——焊接热裂纹。
一、什么是热裂纹
热裂纹是在高温和熔池凝固过程中产生的裂纹，是焊接过程中最常见的裂纹类型，从低碳钢、低合金高强度钢，到奥氏体不锈钢、铝合金和镍基合金等都有产生焊接热裂纹的可能。热裂纹最常见于焊缝中心，属于结晶裂纹，其形成过程主要与低熔点共晶物和拉应力有关。
二、影响热裂纹的主要因素
1、焊缝金属的化学成分
焊缝金属中C、S、P、Cu、Zn等低熔点元素及其化合物较多时，会促使形成热裂纹。在焊缝凝固过程期间，这些低熔点物质容易在焊缝中央聚集偏析，当焊缝边缘结晶凝固时，焊缝中心晶粒间杂质仍处于液态膜状态，在焊缝收缩产生的应力作用下产生裂纹。
2、焊缝横截面形状
当焊缝深度比宽度大时，会使凝固颗粒增长垂直于焊接中心，容易产生热裂纹，特别是高熔深的埋弧焊和药芯焊丝气保焊用于厚板窄间隙焊接时更容易发生。建议焊道宽深比（焊缝宽度/焊缝深度）在1~1.4之间有利于提高抗裂性。
此外，凹形焊缝比凸形焊缝更容易产生裂纹，而高电压、焊接速度过快是凹形焊缝的主要成因，应尽量避免。
3、焊接应力
焊件刚性大，装配和焊接时产生较大的焊接应力，会促使形成热裂纹。
三、预防热裂纹的主要措施
1、冶金控制方面
⑴控制焊缝中有害杂质含量
严格限制母材和焊接材料中的C、P、S等有害杂质含量。
⑵改善焊缝结晶组织
碳钢和低合金钢主要通过向焊缝添加某些合金元素,如Mo、V、Ti等，以改变结晶组织形态，细化晶粒从而提高抗裂性。不锈钢则通过加入Cr、Mo等铁素体形成元素，使焊缝中形成适量铁素体，以减少P、S等有害元素在晶界上的分布，同时细化晶粒，从而有效防止裂纹产生。
⑶限制稀释率
对于一些易于向焊缝转移某些有害杂质的母材，焊接时必须尽量减少稀释率，如开大坡口、减小熔深、堆焊隔离层等，尤其是中碳钢、高碳钢以及异种金属焊接时。
2、应力控制方面
⑴选择合理的接头形式
⑵确定合理的焊接顺序
总体原则是尽量使大多数焊缝在较小的刚度条件下焊接，避免焊接结构产生较大的拘束应力。
⑶确定合理的焊接参数
焊接工艺参数直接影响焊缝的横断面形状，适当减小电流可以减少焊缝厚度，改善焊缝形状；采用低电压有利于形成凸形焊缝；避免高速焊接可减小稀释率并促进形成凸形焊缝；必要时采取预热可以降低冷却速度并减少应力，也有助于减少热裂纹。
不锈钢焊缝何为颜色好
锈钢与普通碳钢相比焊接时的焊接工艺以及对焊工的技术要求要严格一些、焊缝究竟焊成什么颜色才最好。下面叙述一下我个人的看法和观点与大家分享。通过焊接实验验证（手工焊、自动焊、氩弧焊）焊缝凭颜色可分为：
PART 01银白色
PART 02金黄色
3.五彩色（金黄+蓝色）
4.蓝色
5.深蓝色
6.灰黑色（带光泽）
7.死黑灰 。
焊缝颜色的好坏和焊接工艺参数及焊工的技术水平是分不开的，其主要问题有：
1.焊前坡口的清洁度
2.保护气体的纯度及流量
3.焊接电流的大小
4.焊材的质量
5.焊缝的道数和层数
6.焊接速度
7.层间温度的控制
8.热输入量的控制
当焊接工艺条件都满足的话，焊缝应该是银白色，焊缝的各项物理化数值也最好。对于埋弧焊自动化焊接设备而言应严格控制焊接参数及热输入量，其实就是每种焊件的厚度不同让焊接电流电压，焊速以及送丝速度等数值合理匹配。其实焊接就像是演戏一样，主演和配角演员必须达到百分百默契才能发挥最高效果。比如相同的材质不同的壁厚工件，焊接参数必定是不同的，如果参数过大必然会产生晶间腐蚀造成贫铬，严重的话还会产生裂纹，颜色也会很难看。根据经验来说：以上银白色、黄色的质量都可以，银白色最好，五彩色的焊缝已经部分的产生了晶间腐蚀和贫铬，就是所谓的碳化铬，使不锈钢失去不锈耐腐蚀功能。蓝色、深蓝色以后的颜色对于焊接质量来说就无从谈起。
在实际工作中焊接工艺参数是不能死板硬套的，由于环境温度、焊件的厚度及焊件的大小以及焊接速度等不同，适用的参数也不相同。当焊接大焊件大壁厚时，当然电流要大一些，必要时应采用多层多道焊并且还要控制层间温度，否则可能焊缝外观质量很漂亮，内部达不到真正的焊接质量要求。当采用多层多道焊时，可将前层焊缝冷却后再进行下层焊缝焊道焊接，这样效果会更好。
自动焊时，焊接速度、送丝速度也必须配合相应的电流电压，就相同焊件来说要达到最好的焊缝效果，焊接速度改变的话，势必要改变电流电压或者送丝机的速度。焊接速度越快电压越大，送丝速度越快，但是考虑到金属的熔化和焊接质量，应当选择一个******焊接速度和******电流、电压及******的热输入量才能保证焊缝质量。
当采用氩弧焊时应注意以下几点：
1、焊接前的清理必须严格按照焊接工艺规程清理
2、氩气必须满足焊接不锈钢的要求
3、适当加大喷嘴直径确保保护效果
4、采用小电流短弧摇把快速焊
5、接息弧后待熔池完全冷却后再移开焊枪
6、严格控制热输入量。其次是工作环境也是很重要的一个环节，焊接环境内的风和粉尘焊件表面的洁净程度，焊工的技术水平，焊丝的质量等都会影响焊缝的质量。
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