切换到宽版
  • 274阅读
  • 9回复

关于中心裂纹的一些拙见 [复制链接]

上一主题 下一主题
 

发帖
514
金钱
2141
威望
1
贡献值
292
焊商通宝
11

中心开裂是指焊缝中心处的开裂分离。对于单道焊接而言,中心裂纹就位于焊缝中心;对于多道焊,中心裂纹虽然常出现于焊道中心,但也可能不在焊缝几何尺寸的中心处(如图1)。


中心开裂主要有以下三大原因:中心偏析,焊道形状,以及表面轮廓。这三种现象都以相同类型的裂缝形式表现出来,往往很难找出原因。而且,经验表明,经常会有两种甚至全部三种现象相互作用,并导致开裂问题。了解这些类型中心裂缝的开裂机制将有助于确定解决方案。
中心偏析诱导开裂:焊接过程中,混合物中的低熔点组分例如磷,锌,铜以及硫化物在凝固时发生分离,引起中心偏析而导致开裂。由于低熔点组份熔点低,在凝固过程中最后凝固,焊缝冷却后它们将被迫聚集到接头的中心,这些物质结合能力差,会随着焊缝金属凝固收缩而分离,从而在焊缝中心引起开裂,形成中心裂纹。
当中心裂纹是由中心偏析引起时,可以实施以下解决方案。如果是由于母材杂质含量高,那么首先要考虑的是限制杂质从母材进入焊缝。这可以通过降低熔深来降低熔合比,从而降低母材进入焊缝的比例。在某些情况下,可能需要对焊接接头形式进行重新设计。最简单的就是采用低焊接热输入来完成。
通过在焊缝与母材之间设置隔离层(过渡层)(图2)也可以有效地减少母材中杂质进入焊缝的量,同样的,隔离层(过渡层)的焊接也应当使用低热输入焊接,比如焊条手工焊。


硫是引起中心偏析的重要元素之一,当硫以硫化亚铁(FeS)的形式存在时危害最大,其与液态铁可以无限互溶,但在室温下溶解度极低,极易引起偏析。在硫引起中心裂纹的情况下,可以通过优先形成硫化锰(MnS)来克服FeS的有害影响。当有足够的锰存在时,硫会先和锰反应生成MnSMnS大部分进入熔渣,少量残留在焊缝中形成MnS夹杂物,由于熔点较高(1610℃),MnS夹杂物以点状弥散分布,危害较小。钢铁生产商在炼钢时利用这一原理来脱硫。在焊接时,可以使用锰含量较高的焊接材料来克服低熔点FeS的形成。不过,这个方法不能应用于硫以外的杂质。
焊道形状诱导开裂:3简单描述了焊道形状的截面图,焊道形状诱导开裂主要是由较深的熔深引起的,主要涉及热输入较大的焊接方法如埋弧焊(SAWCO2药芯气保焊(CO2FCAW)。当焊缝具有较小的宽深比(W/D)时,即焊缝深度比宽度大较多时,垂直于熔合线生长的柱状晶在中间相交,但不会熔合。为了避免这种情况,必须控制宽深比(W/D),建议设置1:11.4:1的宽深比。在一个总焊缝构造中,如果采用多层多道焊,并且保证每道焊缝的宽深比,即使总焊缝深度比较大,也不会产生裂纹。


这可能涉及联合设计的改变。由于焊缝深度是和焊接熔透有关,所以建议减少熔透量。这可以通过低电流与大尺寸电极相匹配来实现,其原理是通过降低焊接电流密度。
表面轮廓诱导开裂:还有一种中心裂纹的形成是由于表面轮廓问题导致的。当焊接表面产生凹陷时,焊缝内部收缩力将使焊接金属在表面上受到拉伸。相反地,当焊接表面凸起时,内部收缩力将拉动表面压缩,如图4所示。焊接表面凹陷经常是较高电弧电压引起的,电弧电压的轻微下降将使焊道返回到略微凸起的轮廓,并消除了开裂倾向。较高的焊接速度也可能导致这种凹陷表面,焊接速度的降低可以增加填充量并使表面返回到凸形轮廓。垂直向下焊接也易产生凹面增加这类裂纹的敏感性,垂直向上焊接可以使焊道更凸来弥补这种情况。
当由于焊道形状诱导中心开裂时,最有效的解决方法是改变宽度与深度的关系。


大家感兴趣的可以相互交流下,相互学习学习

发帖
280
金钱
98
威望
0
贡献值
4
焊商通宝
6
只看该作者 沙发  发表于: 11-09
焊过这多低碳钢与低合金钢产品很少发现过裂纹,不锈钢的还算好控制些,但铸铁的焊接裂纹还没解决。

发帖
3515
金钱
5326
威望
1
贡献值
1506
焊商通宝
18
只看该作者 板凳  发表于: 11-09
謝謝分享----------------------

发帖
1846
金钱
7630
威望
5
贡献值
439
焊商通宝
78
只看该作者 地板  发表于: 11-09
中心开裂现象是焊接缺陷中一种极端的现象。所分析的原因不够透彻。从开裂裂纹产生的位置特殊性上分析,还应有焊接工艺参数的问题,应力约束的问题。

发帖
514
金钱
2141
威望
1
贡献值
292
焊商通宝
11
只看该作者 4楼 发表于: 11-10
回 tt5449 的帖子
其实对于焊接工艺参数的的问题就是焊接宽深比的问题,这个是一样的。

发帖
514
金钱
2141
威望
1
贡献值
292
焊商通宝
11
只看该作者 5楼 发表于: 11-10
回 hbhxdyj 的帖子
近来是少了,主要是因为材料整体的纯净度提高了。所以相对来说中心裂纹的产生也降低了一些,不过对于高强钢来说的话这类的裂纹还是时有发生的。

发帖
514
金钱
2141
威望
1
贡献值
292
焊商通宝
11
只看该作者 6楼 发表于: 11-10
回 tt5449 的帖子
感谢您的指正,向您学习,我还有很多不足的地方呀,总结的不是很全面。
发帖
229
金钱
1000
威望
0
贡献值
228
焊商通宝
0
只看该作者 7楼 发表于: 11-10
材料的纯洁度提高,也是减少裂纹缺陷的因素。

发帖
514
金钱
2141
威望
1
贡献值
292
焊商通宝
11
只看该作者 8楼 发表于: 11-10
回 gaoguohua123 的帖子
是的,说的是很在理的。中心裂纹现在就是材料纯进度还有外部拘束的问题,然后就是焊接工艺参数的设计。
发帖
26
金钱
359
威望
0
贡献值
39
焊商通宝
6
只看该作者 9楼 发表于: 11-14
赞赞
快速回复
限100 字节
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
 
上一个 下一个