螺柱焊接冷裂纹的形成因素有哪些?

2022-04-16 16:29:51 浙江创利焊接科技股份有限公司 浏览次数 825

冷裂纹是螺柱焊接生产中常见的裂纹类型。它们发生在焊接后冷却到较低温度时。对于低合金高强度钢,它们在马氏体转变温度附近。冷裂纹形成的三个因素是钢种的硬化倾向、焊缝中的氢含量及其分布、焊接接头的应力状态。

螺柱焊接

1、硬化倾向

钢的硬化倾向主要取决于其化学成分和冷却条件。钢的硬化倾向越大,焊接时越容易产生冷裂纹。因为硬化倾向越大,意味着在焊接加热时会产生更多的马氏体组织,而马氏体的低变形能力则容易发生脆性断裂。除了化学成分和冷却条件外,焊接接头的硬化倾向还与焊接工艺和结构板厚度有关。

高硬化倾向的金属在热不平衡的情况下会形成大量的晶格缺陷。在应力和热不平衡的情况下,会形成裂纹源,甚至扩大形成宏观裂纹。

如果焊缝和热影响区有氢,会降低其韧性,引起氢脆。高碳马氏体硬化显微组织对氢脆和冷裂纹高度敏感。焊接中常用热影响区的最高硬度来评价一些高强度钢的硬化倾向。

2、氢

氢是引起高强钢焊接过程中冷裂纹形成的重要因素之一,并使其具有延迟特性。由氢引起的延迟裂纹通常称为“氢致开裂”或“氢致开裂”。“延迟”的原因是氢在钢中扩散、在微观缺陷处积聚、产生应力、开裂需要一定的时间。

高强度钢焊接接头的氢含量越高,裂纹敏感性越大。当氢含量大于某个临界值时,就会开始出现裂纹,而且临界值因情况而异。

当焊接热影响区的氢浓度足够高时,其中的马氏体组织(如果有的话)会进一步脆化,从而形成裂纹。

3、应力状态

高强钢焊接时冷裂纹的产生不仅取决于钢的硬化倾向和氢的有害作用,还取决于焊接接头的应力状态。有时压力状态甚至起着决定性的作用。焊接接头的热应力(不均匀加热和冷却)、相变应力(相变过程中结构的体积变化)、结构形式、焊接顺序都会形成结合力。

以上三种形成冷裂纹的因素都有各自的内在规律,但也相互影响。一般来说,热影响区和焊缝金属的硬化倾向是裂纹产生的内在因素,只有在钢中形成硬化组织时,氢才能在诱发裂纹中发挥不利作用。