耐磨鋼板焊接裂紋的種類和基本特征的分析

隨著(zhu)鋼鐵、石(shi)油化工、艦船和(he)電力等工業(ye)的發(fa)展(zhan),在焊接結構方面(mian)都趨向(xiang)大(da)型化、大(da)容(rong)量和(he)高參數的方向(xiang)發(fa)展(zhan),有(you)的還在低溫、深冷、腐蝕介(jie)質等環(huan)境下工作。

因(yin)(yin)此(ci),各種低合金(jin)(jin)高(gao)(gao)強鋼(gang)(gang),中(zhong)(zhong)、高(gao)(gao)合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)、超強鋼(gang)(gang),以及(ji)各種合金(jin)(jin)材(cai)料的(de)應(ying)用日益廣泛。但是隨(sui)著這(zhe)些鋼(gang)(gang)種和(he)合金(jin)(jin)的(de)應(ying)用,在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)生(sheng)產上(shang)帶(dai)來許多(duo)新的(de)問題,其中(zhong)(zhong)較為普遍而又十份嚴重的(de)就(jiu)是焊(han)(han)接(jie)(jie)裂紋(wen)(wen)(wen)。裂紋(wen)(wen)(wen)有(you)時出(chu)現在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)過程中(zhong)(zhong),也有(you)時出(chu)現在(zai)(zai)(zai)放置或運行過程中(zhong)(zhong),及(ji)所(suo)謂延遲(chi)裂紋(wen)(wen)(wen)。因(yin)(yin)為這(zhe)種裂紋(wen)(wen)(wen)在(zai)(zai)(zai)制造中(zhong)(zhong)無法檢測(ce),所(suo)以這(zhe)種裂紋(wen)(wen)(wen)的(de)危(wei)害性更為嚴重。焊(han)(han)接(jie)(jie)過程中(zhong)(zhong)所(suo)產生(sheng)的(de)裂紋(wen)(wen)(wen)有(you)多(duo)種多(duo)樣,按產生(sheng)裂紋(wen)(wen)(wen)的(de)本質(zhi)來分,耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)板的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)裂紋(wen)(wen)(wen)大(da)(da)體上(shang)可分為以下五大(da)(da)類:

一、 熱裂紋
熱裂紋(wen)(wen)(wen)是在焊(han)接時(shi)高溫下(xia)產生的(de)(de),故稱熱裂紋(wen)(wen)(wen)。根據耐(nai)磨鋼板的(de)(de)成(cheng)分(fen)不同(tong),所(suo)產生熱裂紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)形態、溫度區(qu)和主(zhu)要原因也各不同(tong),因此(ci)又把(ba)熱裂紋(wen)(wen)(wen)分(fen)為結晶裂紋(wen)(wen)(wen)、液化(hua)裂紋(wen)(wen)(wen)和多邊化(hua)裂紋(wen)(wen)(wen)等三類。

1、結晶裂紋
在結晶后期,由于低容共晶形成的液態薄膜消弱了晶粒間的聯結,在拉伸應力作用下發生開裂。
主要產(chan)生在(zai)含(han)(han)雜(za)質(zhi)較多的(de)碳鋼(gang)、低合金(jin)鋼(gang)焊(han)縫中(含(han)(han)硫(liu)、磷、鐵、碳、硅偏高(gao))和單相奧氏體(ti)鋼(gang)、鎳基合金(jin)以及某(mou)些鋁(lv)合金(jin)的(de)焊(han)縫中。個(ge)別情況(kuang)下,結(jie)晶裂(lie)紋也能在(zai)熱影響區(qu)產(chan)生。

2、高溫液化裂紋
在焊接熱循環峰值溫度的作用下,在熱影響區和多層焊的層間發生重熔,在應力作用下產生的裂紋。
主(zhu)要發生在含(han)有鉻鎳(nie)的高強鋼、奧氏體鋼、以及某些(xie)鎳(nie)基合金的近(jin)縫區或多層焊層間(jian)部(bu)位。母材和(he)焊絲中(zhong)硫、磷、硅碳偏高時,液化裂紋的傾向將顯著增高。

高溫液化裂紋

3、多邊化裂紋
已(yi)凝固的結晶(jing)前沿(yan),在(zai)(zai)高溫和(he)應力(li)的作用下,晶(jing)格缺(que)陷發生移動和(he)聚集,形成二次邊(bian)界(jie),它在(zai)(zai)高溫處于(yu)低塑(su)性狀(zhuang)態,在(zai)(zai)應力(li)作用下產生的裂(lie)(lie)紋(wen)。多邊(bian)化裂(lie)(lie)紋(wen)多發生在(zai)(zai)純金屬或單相奧氏體(ti)合金的焊縫中或近縫區,它是屬于(yu)熱(re)裂(lie)(lie)紋(wen)的類型。

二、再熱裂紋
厚板焊(han)接結構(gou),并含(han)有(you)某些沉(chen)淀強化(hua)合(he)(he)(he)金元(yuan)素(su)的鋼(gang)材(cai),在(zai)進行消除應力熱(re)處理或(huo)在(zai)一定溫度(du)下服役的過程中,在(zai)焊(han)接熱(re)影響(xiang)區粗晶部位發(fa)生的裂紋稱為再(zai)熱(re)裂紋。再(zai)熱(re)裂紋多(duo)發(fa)生在(zai)低合(he)(he)(he)金高強鋼(gang)、珠光(guang)體耐熱(re)鋼(gang)、奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)和某些鎳基合(he)(he)(he)金的焊(han)接熱(re)影響(xiang)區粗晶部位。

三、冷裂紋
冷裂(lie)紋(wen)(wen)是在(zai)(zai)(zai)焊(han)接(jie)中產生的較(jiao)為普遍的一種裂(lie)紋(wen)(wen),它是在(zai)(zai)(zai)焊(han)后冷至較(jiao)低溫度下產生的。冷裂(lie)紋(wen)(wen)主要產生在(zai)(zai)(zai)低合金(jin)(jin)鋼、中合金(jin)(jin)鋼、中碳和高碳鋼的焊(han)接(jie)熱影(ying)響(xiang)區。個別情況(kuang)下,如(ru)焊(han)接(jie)超高強(qiang)度鋼或某(mou)些(xie)鈦(tai)合金(jin)(jin)時,冷裂(lie)紋(wen)(wen)也出現在(zai)(zai)(zai)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬上。

冷裂紋

根據被焊鋼種和結構的不同,冷裂紋也有不同的類別,大致可分為以下三類:
1、延遲裂紋
它是(shi)(shi)冷裂紋中的(de)一種普遍(bian)形(xing)態(tai),主要特點是(shi)(shi)不在焊(han)后立(li)即出現,而是(shi)(shi)有(you)一般孕育期,在淬(cui)硬(ying)組(zu)織(zhi)、氫和拘(ju)束(shu)應(ying)力的(de)共同作用下而產生的(de)具有(you)延(yan)遲特征的(de)裂紋。

2、淬火裂紋
這種裂紋(wen)基本(ben)上沒有延遲(chi)現象(xiang),焊后立即(ji)發現,有時(shi)發生在(zai)焊縫上,有時(shi)出(chu)現在(zai)熱影響區。主要(yao)是有淬硬組織,在(zai)焊接應力(li)作用下產生的裂紋(wen)。

3、低塑性脆化裂紋
某些塑(su)性較低(di)的材(cai)(cai)料(liao),冷至低(di)溫(wen)時,由于(yu)收縮力而引起應(ying)變超過(guo)了材(cai)(cai)質本身所(suo)具有的塑(su)性儲(chu)備或(huo)材(cai)(cai)質變脆而產(chan)生的裂(lie)紋(wen)(wen)。由于(yu)是(shi)在(zai)較低(di)的溫(wen)度下產(chan)生的,所(suo)以(yi)也(ye)是(shi)屬于(yu)冷裂(lie)紋(wen)(wen)的另一形(xing)態,但無(wu)延遲現象。

四、層狀撕裂
大(da)型采油平臺(tai)和厚壁壓力容器的(de)制造過(guo)程中(zhong),有(you)時出(chu)現平行(xing)于(yu)軋制方(fang)向的(de)階梯裂紋,所謂(wei)層狀撕(si)裂。

主(zhu)要是由于鋼(gang)板的(de)(de)內部存在有分層夾雜物(沿軋(ya)制方(fang)向),在焊接(jie)時產生(sheng)的(de)(de)垂直于軋(ya)制方(fang)向的(de)(de)應力(li),致使在熱(re)影響(xiang)區(qu)火稍遠的(de)(de)地方(fang),產生(sheng)“臺(tai)階”式(shi)層狀撕裂。

五、應力腐蝕裂紋
某些(xie)焊接(jie)結(jie)(jie)構(如(ru)容(rong)器和(he)(he)管(guan)道),在(zai)(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質和(he)(he)應(ying)力(li)的(de)(de)共同作用下產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)延遲裂紋(wen)。影響應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋(wen)的(de)(de)因素(su)有結(jie)(jie)構的(de)(de)材質,腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質的(de)(de)種類、結(jie)(jie)構的(de)(de)形態、制造(zao)和(he)(he)焊接(jie)工藝、焊接(jie)材料,以及消(xiao)除應(ying)力(li)的(de)(de)程(cheng)度(du)等。應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)是在(zai)(zai)服役(yi)過程(cheng)中產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)。

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