【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 斷裂和疲勞斷裂的裂源。 2 1 圖4出現(xiàn)液化裂紋的部位 1——熔合線凹陷處 2——多層焊層間過(guò)熱區(qū)二 14CrNi4MoV鋼的液化裂紋的主要措施⑴ 選用對(duì)液化裂紋敏感性較低的母材 可選用含碳、硫、磷和鎳較低，必有較高M(jìn)n/s值的母材。對(duì)含鎳的低合金鋼，Mn/s值最好大于50；含鎳較高的鋼，則應(yīng)嚴(yán)格限制雜質(zhì)含量。⑵ 減少焊縫的凹度 實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)焊縫斷面顯明蘑菇狀時(shí)，在凹入處很容易產(chǎn)生微小的裂紋，而裂紋率隨凹度d的增加而增加（如圖5）。凹度的大小與焊接方法及焊接參數(shù)有關(guān)。埋弧焊和氣體保護(hù)焊的焊縫斷面多顯蘑菇狀（也稱指狀），而且電流越大越明顯。 為減少焊縫的凹度，可采取用焊條電弧焊蓋面或?qū)⒑附z傾斜等辦法（如圖6） 3 d CR=N/n 2 1 0 1 2 3 圖5焊縫形狀的凹度d CR——裂紋率 N——所檢斷面發(fā)現(xiàn)的裂紋總數(shù) n——被檢斷面數(shù) 36 d a） 焊絲 d a d b）圖6減小焊縫凹度的措施a）焊條電弧焊蓋面 b）焊絲傾斜一定角度⑶ 采用較小的線能量 母材過(guò)熱往往是產(chǎn)生液化裂紋的重要因素之一，降低線能量可以減小液化裂紋的傾向。但對(duì)一些液化裂紋敏感性強(qiáng)的金屬，僅依靠調(diào)整線能量并不能解決根本問(wèn)題，只有同時(shí)減小焊縫凹度或提高母材的純度，才能有效地防止液化裂紋。 第五章 論述消除應(yīng)力裂紋特征及防治措施一 消除應(yīng)力裂紋特征 消除應(yīng)力裂紋具有以下明顯特征：① 產(chǎn)生于焊后再次加熱的條件下，對(duì)于消除應(yīng)力裂紋敏感性的鋼，都存在一個(gè)最易產(chǎn)生消除應(yīng)力裂紋的溫度區(qū)間。如沉淀強(qiáng)化的低合金鋼為500~700℃之間，在此溫度范圍內(nèi)裂紋率最高而且開(kāi)裂所需時(shí)間最短。不同材料產(chǎn)生消除應(yīng)力裂紋的溫度范圍不同。② 消除應(yīng)力裂紋大都產(chǎn)生在熔合區(qū)附近的粗晶區(qū)，有時(shí)也可能產(chǎn)生于焊縫中，具有典型的晶間開(kāi)裂性質(zhì)。裂紋沿原奧氏體晶界擴(kuò)展，終止在細(xì)晶區(qū)。③ 消除應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生是以大的殘余應(yīng)力為決定條件，因此常見(jiàn)于拘束度較大的大型產(chǎn)品上應(yīng)力集中的部位。應(yīng)力集中系數(shù)K越大，開(kāi)裂所需的臨界應(yīng)力σCr越低。 與母材的化學(xué)成分有關(guān)，含有Cr、Mo、V等能起沉淀強(qiáng)化作用元素的鋼，對(duì)消除應(yīng)力裂紋的敏感性較高。此外，如沉淀硬化型的耐熱合金、抗蠕變鐵素體鋼、沉淀硬化奧氏體鋼等，也有消除應(yīng)力裂紋傾向。 二 消除應(yīng)力產(chǎn)生的原因消除應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生是由于晶界優(yōu)先滑動(dòng)而導(dǎo)致微裂發(fā)生并擴(kuò)張所致。即焊后再熱時(shí)，在殘余應(yīng)力松弛過(guò)程中，粗晶區(qū)應(yīng)力集中部位的晶界滑動(dòng)變形量超過(guò)了該部位的塑性變形能力，就會(huì)產(chǎn)生消除應(yīng)力裂紋。理論上消除應(yīng)力裂紋產(chǎn)生的條件可用下式表示：e﹥e0 式中 e——粗晶區(qū)局部晶界的實(shí)際塑性應(yīng)變； e0——粗晶區(qū)局部晶界的實(shí)際塑性變形能力，即不產(chǎn)生開(kāi)裂的臨界應(yīng)變量。實(shí)際的塑性應(yīng)變，主要是由焊接接頭中的殘余應(yīng)力在再加熱過(guò)程中發(fā)生應(yīng)力松弛而引起的。所謂應(yīng)力松弛是指存在殘余應(yīng)力的構(gòu)件，在溫度升高時(shí)應(yīng)力逐漸釋放而總變形不變的現(xiàn)象。因此，在應(yīng)力釋放過(guò)程中，與應(yīng)力成正比的彈性變形逐漸減小，而塑性變形增加，而原有的應(yīng)力水平越高，則塑性變形增加的幅度越大。晶界的塑性變形能力，則取決于晶界的性質(zhì)、晶內(nèi)抗蠕變能力及晶粒尺寸等因素。雜質(zhì)在晶界偏析導(dǎo)致晶界塑性變形能力的減弱，沉淀強(qiáng)化相的析出使晶內(nèi)的抗蠕變能力的增加，都促使晶界成為薄弱環(huán)節(jié)，造成塑性變形集中在晶界發(fā)展。當(dāng)晶界的實(shí)際變形e增加到使式（圖7）成立時(shí)，就形成了沿晶界開(kāi)裂的消除應(yīng)力裂紋。裂紋數(shù)N 40 30 1 20 10 2 0 Wsi（％）圖7 Si對(duì)AiMn合金焊縫裂紋率的影響 1—WFe=％～％ 2—WFe=％～％三 防止消除應(yīng)力裂紋的措施消除應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生主要取決鋼種的化學(xué)成分和過(guò)熱區(qū)應(yīng)力集中部位殘余應(yīng)力的大小。因此，其防治措施主要也從這兩方面著手。① 選用對(duì)消除應(yīng)力裂紋敏感性低的母材 在制造焊后必須進(jìn)行消除應(yīng)力處理的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)選用對(duì)消除應(yīng)力裂紋敏感性低的母材，從而可從根本上避免在熱裂紋的產(chǎn)生。選材時(shí)，可對(duì)幾種可用材料的 △G或PSR值進(jìn)行對(duì)比，并參照國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)例加以驗(yàn)證。此外，還應(yīng)考慮雜質(zhì)的影響，盡量降低S、P、As、Sb、Sn等元素的含量。② 選用低強(qiáng)高塑性的焊接材料 消除應(yīng)力裂紋多發(fā)生在過(guò)熱區(qū)的應(yīng)力集中部位，這是因?yàn)檫@些部位在再熱過(guò)程中產(chǎn)生較大蠕變同時(shí)晶界強(qiáng)度又比較低的緣故。如能使蠕變能集中在體積較大而塑性又高的焊縫，就可以防止消除應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生。采用強(qiáng)度低、塑性較高的焊接材料就可以滿足這一要求，但這一措施只有當(dāng)焊縫強(qiáng)度足夠時(shí)才可應(yīng)用。 ③ 控制結(jié)構(gòu)剛性與焊接殘余應(yīng)力 通過(guò)改進(jìn)接頭的形式，可以降低結(jié)構(gòu)的剛性從而防止了消除應(yīng)力裂紋。如大型厚壁容器人孔及下降管接頭都是內(nèi)使伸式，接頭剛度大，應(yīng)力集中嚴(yán)重，焊后有較高的殘余應(yīng)力，退貨過(guò)程中很容易產(chǎn)生裂紋。四、工藝方面的措施① 預(yù)熱。 預(yù)熱是防止消除應(yīng)力裂紋的有利措施之一，在200~450℃溫度范圍內(nèi)預(yù)熱可以取得較好的效果。為了防止消除應(yīng)力裂紋，應(yīng)將原定的預(yù)熱溫度適當(dāng)提高。 ② 焊后及時(shí)進(jìn)行后熱。 后熱可起到與預(yù)熱相同的效果，并可降低預(yù)熱溫度。以18MnMoNb鋼為例，為防止冷裂紋及消除應(yīng)力裂紋，則應(yīng)將預(yù)熱溫度t0提高到230℃。如果在焊后及時(shí)進(jìn)行180℃2h的后熱，則t0可降到150℃。 ③ 控制線能量。 線能量對(duì)消除應(yīng)力裂紋的影響比較復(fù)雜，與鋼種的成分、熱影響區(qū)的狀態(tài)和殘余應(yīng)力的分布等因素有關(guān)。對(duì)于條件一定的具體結(jié)構(gòu)而言，一般的規(guī)律是增大線能量，可以降低冷卻速度，減小殘余應(yīng)力，使消除應(yīng)力裂紋傾向減小。但線能量過(guò)大，則會(huì)使熱影響區(qū)奧氏體晶粒粗化，反而使消除應(yīng)力裂紋傾向增大。第六章 質(zhì)量檢驗(yàn)焊接質(zhì)量檢驗(yàn)是保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、防止廢品出廠的重耍措施。通過(guò)檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)制造過(guò)程中發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，找出原因，消除缺陷，使新產(chǎn)品或新工藝得到應(yīng)用，質(zhì)量得到保證；在正常生產(chǎn)中，通過(guò)完善的質(zhì)量檢驗(yàn)制度，可以及時(shí)消除生產(chǎn)過(guò)程中的缺陷，防止類似的缺陷重復(fù)出現(xiàn)，減少返修次數(shù)，節(jié)約工時(shí)、材料，從而降低成本。所以說(shuō)焊接