焊接接頭裂紋產(chǎn)生

大家知道，焊接接頭是一個組織不均勻體和力學性能不均勻體。施焊接過程焊接接頭熔合線附近，溫度在固相和液相之間，冷卻后組織屬于過熱組織、晶粒粗大、化學成份和組織都極不均勻、強度上升、塑生降低。熔合線外側(cè)為“過熱區(qū)”，此域晶粒粗大，常出現(xiàn)魏氏組織和索氏體，因而韌性顯著降低。

過熱區(qū)外側(cè)為“正火區(qū)”，由于加熱和冷卻發(fā)生重結(jié)晶過程，得到細化細小均勻的鐵素體加珠光體。再外側(cè)是“不安全重結(jié)晶去”，加熱溫度在AC1-AC3之間區(qū)域，該區(qū)加熱時鋼中珠光體和部分鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)榫Я１容^細的奧氏體，但仍保留部分鐵素體，在冷卻時奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿¤F素體和珠光體，而未熔入奧氏體的鐵素體不發(fā)生轉(zhuǎn)變，晶粒比較粗大，形成結(jié)晶顆粒大小均勻組織，并仍保留原始組織中的帶狀特性。

由于熱影響及區(qū)熔池的結(jié)晶和換熱方向剛好相反，也即熱影響區(qū)至融合線至焊縫為結(jié)晶方向，熔合線處最先結(jié)晶，熔池中心結(jié)晶最慢。使得熔池雜質(zhì)由熔合線向中心移動，因而熔池中央處易產(chǎn)生夾渣缺陷，而熔合線處由于冷卻速度快，易產(chǎn)生裂紋。

焊接腐蝕裂接頭可以由于鋼材淬硬性產(chǎn)生裂紋，氫擴散產(chǎn)生冷裂紋，再熱裂紋，晶間紋，以及由于焊接規(guī)范和工人技能因素產(chǎn)生焊接缺陷等。實踐證明，裂紋對壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量危害最嚴重。

1）熱裂紋

是由于焊接熔池在結(jié)晶過程中存在著偏析現(xiàn)象，偏析出的物質(zhì)多為低熔點的共品和雜質(zhì)，結(jié)晶過程以液態(tài)間層存在，由于熔點低，往往最后結(jié)晶凝固，凝固后強度也極低。當焊接拉伸應(yīng)力足夠大時，液態(tài)間層拉開或凝固后不久被拉斷而成裂紋。

2）冷裂紋

是指焊接時在A3的下溫度冷卻中或冷卻至保溫以后產(chǎn)生的裂紋。形成裂紋溫度低，在馬氏體轉(zhuǎn)變范圍，即在200-300℃以下，故稱冷裂紋。有時焊后幾小時或幾天后，甚至長時間才出現(xiàn)裂紋，故又稱為延遲裂紋。其危害性更大。

冷裂紋往往由于電弧燃燒時空氣侵入或藥皮物質(zhì)分解等，氫進入熔池熔于鐵水中，因高溫時鐵水溶解大量氫氣，在低溫時溶解度大大降低，溶于鐵水中氫從鐵水中析出，氫擴散聚集到鋼中缺陷處，產(chǎn)生局部壓力增大，促使鋼產(chǎn)生裂紋，所以冷裂紋又稱為氫致裂紋。

鋼在軋制時內(nèi)部存在嚴重層狀非金屬夾雜物，使厚度方向拉伸塑性很差，在板厚方向存在高拉壓力，產(chǎn)生臺階狀層狀撒裂。

3）再熱裂紋

一些含Cr、Mo、V、B等合金之素的鋼材焊后不產(chǎn)生裂紋。在消應(yīng)力處理時，或在一定溫度下長時間使用后，沿熱影響區(qū)晶界產(chǎn)生裂紋，稱再熱裂紋，簡稱SR裂紋。

再熱裂紋是由于第一次熱后過程中過飽和和固溶的碳化物（主要是Cr、Mo、V的碳化物），在再加熱時，再次析出，造成晶內(nèi)強化，使滑移應(yīng)變集中原先奧氏體晶界，當晶界塑性應(yīng)為能力不足以承受松弛應(yīng)力過程產(chǎn)生的應(yīng)變時就產(chǎn)生再熱裂紋。

這類鋼材在600℃附近有一敏感區(qū)。超過650℃時敏感性減弱。

4）防止裂紋產(chǎn)生的方法

為了防止裂紋產(chǎn)生，可以限制鋼材和焊材S、P含量：調(diào)節(jié)鋼材化學成份；細化焊縫晶粒；提高焊材堿度；改善偏析；控制焊接規(guī)范；提高焊縫系數(shù)，多層多道焊，采用小線能量；鑄件斷弧，減少弧坑。

還可以選用低氫堿性焊條，焊條嚴格烘干，隨用隨??；選用合理焊接規(guī)范；焊后立即消氫；提高鋼材質(zhì)量，減少鋼材層狀夾雜物；財務(wù)降低焊接應(yīng)力的各種工藝措施。減少殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中；預熱機緩冷，焊后熱處理。這些辦法，只要運用得當都可以收到提高焊接質(zhì)量，防止缺陷的作用。

至于未焊透，未熔合、夾渣、氣孔、焊縫表面缺陷如咬肉，焊縫尺寸等都可以通過無損探傷檢查，定出缺陷的位置，采取合理、有效返修工藝，認真操作，也可以達到消除焊縫缺陷，保證產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量目的。