帶你瞭解焊接缺陷——再熱裂紋

焊接裂紋作為危害最大的一類焊接缺陷,嚴重影響著焊接結構的使用性能和安全可靠性。焊接裂紋按其形成的條件分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂等四類。

再熱裂紋

再熱裂紋是指焊後焊接接頭在一定溫度範圍再次加熱(消除應力熱處理)而產生的裂紋。這種裂紋多發生在低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不鏽鋼、鎳基合金等的焊接接頭中,特別是熱影響區的粗晶區。再熱裂紋從不同的角度分析,呈現出不同的特點。

1從材料來看

含有一定沉澱強化元素的金屬材料,如低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不鏽鋼和某些鎳基合金具有高的再熱裂紋敏感性,碳鋼和固溶強化的金屬材料一般不形成再熱裂紋。

2從形成的條件來看

裂紋的形成發生在“再熱”(熱處理或一定溫度下服役)過程中,且焊接區有較大的殘餘應力並伴有應力集中。對確定的材料有明顯的再熱裂紋敏感溫度區間:對沉澱強化的低合金高強鋼,敏感溫度約為500-700℃;對奧氏體不鏽鋼和高溫合金,敏感溫度約在700-900℃範圍內。

3

從裂紋位置和擴展路徑來看

再熱裂紋均發生在焊接熱影響區的粗晶區,裂紋沿熔合線母材一側奧氏體粗晶晶界擴展(呈沿晶開裂),焊縫和熱影響區的細晶區不產生再熱裂紋。

帶你瞭解焊接缺陷——再熱裂紋


防止再熱裂紋產生的措施

01

嚴格控制原材料。選擇再熱裂紋敏感性低的焊接材料(嚴格控制S、P、V、Nb等元素含量),焊縫金屬強度要取下限。

02

制定合理的焊接規範。我們要儘可能降低焊接線能量,控制預熱層間溫度,這兩個方面決定了焊縫金屬的冷卻條件,對焊縫區顯微組織有較大的影響。一般採用小線能量多道多層並適當提高焊縫區的冷卻速度,有利於改善顯微組織、提高衝擊韌性、防止熱裂紋的產生。

03

採取適當的預熱措施。它能軟化淬硬層的硬度、提高抗裂性和韌性。

04

控制焊接過程,減少微小缺陷量。嚴格執行焊接規範,減少微小缺陷;減少熔敷金屬量,採用窄間隙焊也是控制再熱裂紋的有效措施。

05

控制焊接殘餘應力。採用中途熱處理或高頻超聲波衝擊法都能減少焊接殘餘應力。

06

在焊後熱處理過程中,控制升溫以及降溫的速度,以較緩慢均勻地膨脹、收縮,減少再熱裂紋的產生。

由於再熱裂紋是在熱處理或運行時產生的,所以再熱裂紋有一定的隱蔽性,由此造成的事故是不可預見的。因此,我們必須在設備的前期設計、製造及檢驗等環節考慮到再熱裂紋的產生。


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