焊接裂纹

残余应力会导致焊接裂纹。焊接裂纹可能产生于焊接过程中或焊后不久。许多原因会导致裂纹，而且裂纹也可能在焊后多年以后产生。由于焊接残余应力所导致的焊接裂纹和在焊接过程中或焊接后不久所产生的焊接裂纹将在此给予描述。
裂纹是在焊缝中产生的最严重的缺陷。在焊件中不允许存在裂纹，尤其焊件在低温条件下工作、受冲击载荷、承受反向应力或当焊件破坏会危及生命时更不允许存在裂纹。为了防止在焊缝中产生裂纹，理解焊接裂纹产生的机理是很重要的。在焊接过程中或焊后不久所产生的裂纹可被分为热裂纹和冷裂纹。此外，裂纹可能产生在焊缝金属中或临近焊缝的母材中，通常产生在热影响区中。焊接裂纹的形成有种种原因：
焊缝横截面不足以承受载荷
在低应力作用下，焊缝金属塑性不足，无法产生屈服
在淬硬的母材中由于氢而导致的焊道下裂纹
化学成分如硫、磷
较差的焊缝横截面形状
拘束应力和残余应力是在焊接过程中产生焊接裂纹的主要原因。焊接拘束来自于许多因素：最重要的是焊件的刚度。例如，如果焊件是由厚板组成，它将具有较高的自然拘束，那么在焊接接头中就很难产生屈服或移动，如果焊缝金属无足够的塑性，就会产生裂纹。焊缝金属冷却时会产生收缩，如果被焊的工件不能相对于另一个移动的话，而且如果焊缝金属没有足够的塑性，将会形成裂纹。此外，焊件的移动可能会将高载荷作用于其他的焊缝而使他们在焊接过程中产生裂纹。最好的解决办法是使用较高塑性的焊缝金属或形成具有足够横截面积的焊缝，这样的焊缝将具有足够的强度以防止裂纹的形成。当工件不能移动时，焊接裂纹会形成在根部焊道。
另一个可能的因素是熔敷金属的快速冷却。如果母材是冷的而焊缝相对较小，那么焊缝将快速冷却，并将快速发生收缩，则会形成裂纹。如果工件被预热了，冷却速度将会较慢，那么将会消除裂纹。预热的原因之一是减小焊缝的冷却速度。此外，如果母材处于高温，它将具有较低的屈服强度并且它对焊缝的约束将会减小。
形成这种裂纹的另一个原因是母材中合金元素的含量或碳含量。当焊接含碳量高或合金含量高的母材时，母材少量的熔化且与焊条混合而形成焊缝，那么焊缝金属中会含有较高的碳和合金含量，它将具有高的强度，但具有较低的塑性，从而没有足够的塑性进行塑性变形而形成裂纹。这种裂纹可以通过使用塑性较好的焊缝金属或减小焊缝的冷却速度来消除，也可以通过减少母材混合到焊缝金属中的量来消除。
另一个因素是焊缝金属和热影响区中氢的含量。当使用纤维素型焊条或使用潮湿的气体、潮湿的焊剂或材料表面存在碳氢化合物等而造成氢的存在时，在电弧气氛中的氢将被溶入熔池和邻近的母材。当金属冷却的时候，氢的溶解度将减小，如果具有较大的拘束，那么就会形成裂纹。这种裂纹可以通过增加预热温度、减小拘束和消除电弧气氛中的氢来减少。
总的来说，为了在焊接过程中消除焊接裂纹，应遵循下面的原则：
使用高塑性的焊缝金属
防止高的拘束
调整焊接工艺来减小拘束
使用合金元素含量少或含碳低的材料
通过预热减小冷却速度
使用低氢的焊接方法和填充金属
当裂纹形成在热影响区或者如果裂纹延迟形成，那么罪魁祸手可能是焊缝和热影响区中的氢，另一个重要因素是母材中高的碳含量或合金含量。使用低氢型的填充材料、采用预热来减小冷却速度、使用塑性的填充金属是重要的。
当焊接高合金钢或高碳钢时，一个解决的办法是使用堆焊技术。堆焊就是使接头的焊缝表面形成平面，焊缝金属具有比母材低的碳含量和合金含量，焊缝形成在被熔敷的材料表面上，在焊缝金属中可以减少碳及合金的含量，允许采用较高塑性的熔敷金属，整个接头的强度必须完全满足设计的要求；通过使用低氢型的焊接方法和填充金属，焊道下裂纹可以大大减少；降低冷却速度将大大降低产生裂纹的倾向；对使用而言，当焊缝尺寸太小时，也可能形成裂纹，在定位焊缝中这种情况最常见，因为定位焊缝将承担极大的载荷，许多的参考资料中都列出了用于不同厚度材料焊接的最小的角焊缝尺寸，如果采用这些最小尺寸的焊缝，将不会形成裂纹。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。