带你了解焊接缺陷——再热裂纹

焊接裂纹作为危害最大的一类焊接缺陷,严重影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性。焊接裂纹按其形成的条件分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。

再热裂纹

再热裂纹是指焊后焊接接头在一定温度范围再次加热(消除应力热处理)而产生的裂纹。这种裂纹多发生在低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢、镍基合金等的焊接接头中,特别是热影响区的粗晶区。再热裂纹从不同的角度分析,呈现出不同的特点。

1从材料来看

含有一定沉淀强化元素的金属材料,如低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢和某些镍基合金具有高的再热裂纹敏感性,碳钢和固溶强化的金属材料一般不形成再热裂纹。

2从形成的条件来看

裂纹的形成发生在“再热”(热处理或一定温度下服役)过程中,且焊接区有较大的残余应力并伴有应力集中。对确定的材料有明显的再热裂纹敏感温度区间:对沉淀强化的低合金高强钢,敏感温度约为500-700℃;对奥氏体不锈钢和高温合金,敏感温度约在700-900℃范围内。

3

从裂纹位置和扩展路径来看

再热裂纹均发生在焊接热影响区的粗晶区,裂纹沿熔合线母材一侧奥氏体粗晶晶界扩展(呈沿晶开裂),焊缝和热影响区的细晶区不产生再热裂纹。

带你了解焊接缺陷——再热裂纹


防止再热裂纹产生的措施

01

严格控制原材料。选择再热裂纹敏感性低的焊接材料(严格控制S、P、V、Nb等元素含量),焊缝金属强度要取下限。

02

制定合理的焊接规范。我们要尽可能降低焊接线能量,控制预热层间温度,这两个方面决定了焊缝金属的冷却条件,对焊缝区显微组织有较大的影响。一般采用小线能量多道多层并适当提高焊缝区的冷却速度,有利于改善显微组织、提高冲击韧性、防止热裂纹的产生。

03

采取适当的预热措施。它能软化淬硬层的硬度、提高抗裂性和韧性。

04

控制焊接过程,减少微小缺陷量。严格执行焊接规范,减少微小缺陷;减少熔敷金属量,采用窄间隙焊也是控制再热裂纹的有效措施。

05

控制焊接残余应力。采用中途热处理或高频超声波冲击法都能减少焊接残余应力。

06

在焊后热处理过程中,控制升温以及降温的速度,以较缓慢均匀地膨胀、收缩,减少再热裂纹的产生。

由于再热裂纹是在热处理或运行时产生的,所以再热裂纹有一定的隐蔽性,由此造成的事故是不可预见的。因此,我们必须在设备的前期设计、制造及检验等环节考虑到再热裂纹的产生。


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