冷裂纹一般是指焊缝在冷却到A3温度时产生的裂纹。通常是在300到200摄氏度以下的马氏体转变形成的。
焊接后可能会立即出现冷裂纹,或者焊接很长时间后才会出现,所以它们也被称为延迟裂纹。由于产生冷裂纹,氢脆也被称为氢引起的裂纹。冷裂的发生具有延时性,可能会引起意想不到的严重事故。因此,它更加危险,必须给予适当关注。
焊接低碳钢和奥氏体不锈钢时,冷裂纹往往较小.低合金钢、中碳钢和高合金钢的焊接易发生冷裂纹。
焊接区和热影响区都可能出现冷裂纹。地下通道的裂缝通常与焊缝长度方向平行,并在热影响区域内延伸,不一定能穿透表面,有时与熔合区域大致平行地形成连续的形状。焊脚裂纹发生在应力集中区,如焊缝与基材断面或咬边的不连续性,并扩展到热影响区。焊脚裂纹发生在焊料根部附近,或者焊根没有通过这样的切口焊接。
冷断裂的特点是不分枝,通常是与原始奥氏体晶粒镶嵌,但有时在钢中存在混合结构时,不容易淬火。
形成冷裂纹的基本条件是:焊接接头的硬化;扩散氢的存在和浓度;焊接过程中存在较大的拉力应力。这三个条件相互影响、相互促进。在不同的条件下,这三个因素中的任何一个都可能导致冷裂的形成,其中氢扩散是较活跃的因素。
为防止冷裂纹的产生,采取了降低氢扩散的措施,改善了组织结构,降低了焊接应力。主要有:
采用碱性焊条或焊剂降低焊缝金属中的扩散氢含量。碱性焊条又称低氢电极,能降低焊缝金属中的氢含量。
焊条和焊剂在使用前必须严格按照规定的要求进行干燥。此外,应仔细清理斜坡和电线,清除油污、水和铁锈等污垢,以减少氢的来源;
选择合理的焊接规范和焊前预热、夹层温度控制、焊后冷却等焊接能量,改善焊缝组织和热影响区;
焊接后及时进行热处理。首先进行退火处理,消除内部应力,使淬火组织回火,提高组织的韧性。二是进行脱氢处理,使氢气能够完全从焊点逸出。
为了提高钢材的质量,减少夹杂层,从结构设计和焊接工艺过程中采取措施,减小钢板厚度方向的拉伸应力,防止夹层撕裂.
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