焊接接头中裂纹的种类:
再热裂纹:焊接后,在消除残余应力热处理或不经任何热处理的焊件,处于一定温度下服役的过程中,在一定条件下产生的沿奥氏体晶界发展的裂纹。事实上再热裂纹是低合金高强钢焊接性要解决的主要问题之一,特别是某些含有较多碳化物形成元素(如Cr,Mo,V),并可产生沉淀碳化物的低合金高强钢和热强钢厚板焊缝中,往往就会在焊后消除应力热处理过程中产生再热裂纹,处理这些缺陷费工费时,对生产带来很大影响。下面就再热裂纹的形成机理和制造过程中的预防措施及检验方法进行简析。
再热裂纹形成的外因
蠕变变形,实际上是一个受热膨胀的过程,在这个过程中是产生膨胀拉应力,来抵消一部分焊接过程中产生的压应力,当冷却收缩时产生收缩力来抵消部分焊接过程中产生的拉应力,从而使应力峰值降低。因此,在焊接区内微缺陷气孔、夹渣等应力集中区,当膨胀力与该区应力叠加后产生高峰值的拉应力,峰值大于材料的强度值时,原来维持不失效的平衡将被打破而产生裂纹。这些应力集中的区域应力分布的状态很复杂,受厚度位置的不同而不同,受周围是否有接管等拘束的不同而不同。比如,该种缺陷处于V型坡口焊接时的下部,这些缺陷受的是拉应力,处于上方时,受的是压应力。这也是很多再热裂纹多存在于焊接区的根部的原因。复合堆焊过渡层由于是异种钢的焊接,组织很复杂,又处于拉应力的区域,故产生的再热裂纹的倾向也是很大的。
再热裂纹形成的内因
焊接时,熔合线附近的热影响区被加热到1200℃左右,尤其是厚板多次被加热后,晶粒粗大,而在冷却时强碳化物析出较慢,同样在埋弧焊时,由于线能量较大,焊缝中间的晶粒也较粗大,在随后的SR处理(480~680℃)过程中,碳化物(V4C3、NbC、MoC等)在晶内弥散沉淀,从而强化了晶内(晶内热强性好),使热处理时,应力松弛时的应变集中加载在晶界上;晶粒粗大使承载应变的晶界数锐减,同样应变单位晶界应变量大大增加;另外,在焊后SR处理时,低熔点杂质及B、Sb、Sn、As等微量元素偏析于晶界,减弱了晶界的塑性,应变超过晶界的塑性极限就形成开裂。