一文带你轻松了解焊接缺陷——层状裂纹

行业观察
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。今天,就带大家认识一下裂纹的类型之一——层状裂纹

1.非金属夹杂物,钢板在轧制过程中将钢内的一些非金属夹杂物等(如硫化物、硅酸盐)轧制成平行于轧制方向的带状物,造成了钢材力学性能的差异性,夹杂物是焊接结构产生层状撕裂的潜在因素,也是产生层状撕裂的主要原因。
2.拘束应力,由于焊接热循环作用,焊接接头会出现拘束力,对于某一个给定的轧制厚板T形和十字接头,在焊接参数不变的条件下,存在着一个临界拘束应力或弯曲拘束强度,当大于此值时易产生层状撕裂。
3.扩散氢,氢是致裂的促进因素,由于氢的扩散并结合成分子以致局部应力剧增,当氢聚集在夹杂端部时促使非金属夹杂物与金属失粘,并会拉断相邻夹杂的金属,在断口上呈现氢致断裂特征。

4.母材性能,尽管夹杂物是层状撕裂的主要原因,但金属的力学性能对层状撕裂也有很重要的影响。金属的塑性韧性差,裂纹越容易扩展,就是说抗层状撕裂的能力差。

为防止层状裂纹的产生,在设计和施工工艺上主要是避免Z向应力和应力集中,具体措施如下:1.改善接头设计,减小拘束应变。具体措施如:将引弧板端部延伸一定长度,有防止启裂的效果;改变焊缝布置以改变焊缝收缩应力方向,将垂直引弧板改为水平引弧板,变更焊缝位置,使接头总的受力方向与轧层平行,可大大改善抗层状撕裂性能。

2.采取适宜的焊接方法,采用低氢的焊接方法有利,如气体保护焊、埋弧焊冷裂倾向小,有利于改善抗层状撕裂的性能。

3.采用低强匹配的焊接材料,焊缝金属具有低屈服点、高延性时,易使应变集中于焊缝而减轻母材热影响区的应变,可改善抗层状撕裂的性能。

4.在焊接技术的运用方面,采用表面堆焊隔离层;对称施焊,使应变分布均衡,减少应变集中。

5.为防止有冷裂引起的层状撕裂,应尽量采用一些防止冷裂的措施,如适当提高预热、控制层间温度等;另外,也可采取中间退火等消除应力的方法。

6.我们还可以通过控制焊缝尺寸,采用小焊脚、多道焊的焊接工艺

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