焊接裂缝金相分析图谱.pdf

录
第一章焊接裂的分类
(1
第一节概迷
第…节接裂発的分类…
(2)
第二裂的形成机理与形态
(10
第一节结品裂缝…
d甲中
第二节液化裂缝
第三节高温低塑性裂缝
第四节高温孔穴型开裂
…(32)
第五节再热裂…
(34)
第六节延迟裂缝…
9)
第七节热应力裂?
(52)
第八节层状袈
(54)
结语………(56
参考文献
第一章焊接裂缝的分类
第一节概
述
接,是机械制造中的一项重要工艺。随科学技术的进步与工业生产的发展,它
在因民经済中得到了日益广泛的应用。
众所周知,金属的焊接过猩是在热力学不平衡的条件下进行的。由于金属材料木身
的治金因素和j产品制造所特定的艺因素,以及焊件设讦所构成的结构因素等的综合作
用、特別是当焊接接異有复杂的几何形状,力集中程度高,应力状态恶劣时,焊接
其他的热加工工艺相比,是最容易!现缺陷的一种工艺。
焊过程中,裂足最严軍的一种工艺缺陷。为提高焊接的工艺质量和焊件的使用
寿命,克服焊接裂縫成为焊接技术中急需解决首要河题。
导致焊接接头金属开裂的诸因素,大体可归结为两大类:即冷金因素和力学网素。
金属的熔化,一般地说,是通过局部治金、熔融的金属结晶凝固的办法,将两块金
属连接成一个整体。在犀接过程中,由于不平衡的快速加热与快速冷却,焊接接头金属
承受了热循环的作用;在接头的不同区域,加热的峰値混度不同,冷却速度也不同,这
样就产生了不均匀的组织区域。此外由于热应変不均匀,不同区拔间会产生不同的成
力联系。所有这些,使整个焊接接头金属处于复杂的应力ー应変状态。内布的热应力、
组织应力与外加的拘束应力,以及应力集中相澄加,构成了导致焊接接头金属开裂必不
可少的力学条件。
另一方面,由于焊按起一系列不平衡的工艺过程的综合,在快速治金与凝固的条件
下,必然产生不同稞度的物理与化学状的不均匀性。比如,焊金属中,由于结晶
偏,使化学成分分布得不均匀,其中,当低熔共晶的组成元素如S、P、Si等发生偏聚官
集,将対焊接裂縫的形成起重要的作;焊接冷金过程带来的夹渣与夹杂,以及氯、氢、氧
等气体元繄处于饱和扶态;此外,在热影响区念属中,快速加热与冷却使金属中的空位
浓度增加;由于材料的溶硬倾向,使金属发生了不利于提虧抗裂缝发生与发展能力的组
织转变。在一定的力学因素下,这些都将成为促进焊接裂缝荫生与发展的治金因。因
北,对于焊接接头金属来说,一定的治金因素与力学因素的合,是焊接裂縫产生的充
分必要的条件。
如上所述,既然焊接裂缝的产生与焊接过程的治金因索与力学因素有关,那么,裂
缝的形态与裂缝的产生条件,必然有某种木质上.的联系。也就是说,裂缝的形态,在某
种程度上足导致裂缝生的本质因素的具体表现。因此,分析裂形态,对解决焊接裂
鐘问题,是一项十分亟要的技术坏节。
木图谱是在阐述焊接裂鏠机理的基础;分析裂缝的形态与共产生条件之间的联
系,从対焊接裂进行分类。为了使论与宾跋联系的内容更为丰富完整,从大最的
焊接金分析中,按突别归纳了與型的裂形态图片。这样,-方从理论上为焊接金
属学的究整化提供一些内容;另一方南,从实践上为证确地監焊接裂,进而有效地
解决裂缝问题提供依据。
第二节焊接裂缝的分类
焊接时,在焊接热源的作用下,焊経坡口内的填究金属(娯尔武焊丝)被熔化,母
材金属的边绿部分也被熔化,两者混合,共同组成焊接嫆池中的液态金属。熔融的金属
随燔冷却凝固,建立起冲園的强度联系,将两块金属连接成一个整体一一嫏接接头。不
阿形式的焊該裂缝,产生在焊接接头形成过程的不同阶段。要科学地认识焊接裂経、掌
撮它生条仲之间的关系,首先要正确了解焊接接头的区域结协、宏观组织特征,以
及与此有关的焊接热过程。
1.接接头的宏观组织
熔化焊,在焊缝坡门内,母材的部分金属熔化混入焊缝金属中。由于填充金属与
母材化学成分的差异,母材金属的熔へ,对填充金属中的某些合猃元素起∫稀释作
对某些非合金化元素,特别是磯、硫、髒等,則起到提度的作用。图1为焊接接
头宏观区示意图,图中由嫆合线与焊缝表画线所包開的城?焊缝金属,它勾画出
的轮廓线也就是焊接肘拯熔池的辺缘线。焊綞金属毗邻的母材部分称热影响区,紧
靠熔合线的热影响区部分常矜近発区。焊缝金属与母犲金属的交界面是焊接熔池的边缘
表面,在横微面的宏观组织中常称它为熔合线。实际上,在横截面上焊缝与母材交接处并
不是一条实在的线;充焊接过稈巾,它是液相与固相同时并存的一个区域,亦即从焊缝
向母材过渡的区城,称为熔合区。于这个区域中液相与園相同时并存,所以又称半熔
化区
图2为焊缝金属结晶凝,时熔合区的示意图,图中箭头4所指的宠线,即理想中的
熔合线。两条平行虔线的部分是母材近缝区
小届粒过热长大、晶界熔化或部分熔化的部分
统称为晶间液化区。显然,所谓合区或半熔
图1焊接接泆宏观区分示意图
图2焊発金属结礙固时熔会区状态示意图
1一缝金属2一焞前坡凵面3一母材金属熔
一熔融的焊金属2一成长中的晶体3一母材
化区4一密合线5一熱影响区6一母打
近缝区録粒4一熔合线5一熔化的晶界