铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析(一)
摘要：近40年来，由于焊接技术的进步，高效率和高性能的焊接方法得到了推广，铝及铝合金在车辆、船舶、建筑、桥梁、化工机械、低温工程和宇航工业等各种结构方面的应用在不断扩大，但国产化的铝合金和铝合金焊接材料均还存在着一定的差距。对铝合金焊接接头产生裂纹的特征及产生机理进行了分析，提出了几点防范措施。
关键词：铝合金；焊接接头；裂纹；机理
虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品，但实际焊接生产中并不是没有困难，主要的问题有：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等。由于铝及其合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如Al2O3的熔点为2050℃，MgO熔点为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属中夹杂物。同时，氧化膜（特别是有MgO存在的，不很致密的氧化膜）可以吸收较多水分而常常成为焊缝气孔的重要原因之一。此外，铝及其合金的线胀系数大，导热性又强，焊接时容易产生翘曲变形。这些也都是焊接生产中颇感困难的问题。下面，对在试验过程中产生比较严重的裂纹进行深入的分析。
1铝合金焊接接头中的裂纹及其特征
在铝合金焊接过程中，由于材料的种类、性质和焊接结构的不同，焊接接头中可以出现各种裂纹，裂纹的形态和分布特征都很复杂，根据其产生的部位可分为以下两种裂纹形式：（1）焊缝金属中的裂纹：纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、焊根裂纹和显微裂纹（尤其在多层焊时）。
（2）热影响区的裂纹：焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显微热裂纹。按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹，热裂纹是在焊接时高温下产生的，它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同，热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹，它是在焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足不能及时填充，在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂，这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金；液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。
在试验过程中发现，当填充材料表面清理不够充分时，焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂和少量的气孔。在三组号试验中，由于焊接填充材料为铸造组织，其中夹杂为高熔点物质，焊接后在焊缝中仍将存在；又，铸造组织比较稀疏，孔洞较多，易于吸附含结晶水的成分和油质，它们将成为焊接过程中产生气孔的因素。当焊缝在拉伸应力作用下时，这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关键部位。通过显微镜进一步观察发现，这些夹杂和气孔诱发的微观裂纹之间有明显的相互交汇的趋势。然而，对于夹杂物在此的有害作用究竟是主要表现为应力集中源从而诱发裂纹，还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹，尚难以判断。此外，一般认为，铝镁合金焊缝中的气孔不会对焊缝金属的拉伸强度产生重大影响，而本研究试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔诱发微裂纹的现象。气孔诱发微裂纹的现象是否只是一种居次要地位的伴生现象，还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因素之一，亦还有待进一步的研究。
2热裂纹产生的过程
目前关于焊接热裂纹理论，国内外认为较完善的是普洛霍洛夫理论。概括地讲，该理论认为结晶裂纹的产生与否主要取决于以下3方面：脆性温度区间的大小；在此温度区间内合金所具有的延性以及在脆性温度区间金属的变形率大小。
通常人们将脆性温度区间的大小及在此温度区间内具有的延性值称为产生焊接热裂纹的冶金因素，而把脆性温度区内金属的变形率大小称为力学因素。焊接过程是一系列不平衡的工
艺过程的综合，这种特征从本质上与焊接接头金属断裂的冶金因素和力学因素发生重要的联系，如焊接工艺过程与冶金过程的产物即物理的、化学的与组织上的不均匀性、熔渣与夹杂物、气体元素与处于过饱和浓度的空位等。所有这些，都是与裂纹的萌生与发展有密切联系的冶金因素。从力学因素方面看，焊接热循环特定的温度梯度与冷却速度，在一定的拘束条件下，将使焊接接头处于复杂的应力-应变状态，从而为裂纹的萌生与发展提供必要的条件。在焊接过程中，冶金因素和力学因素的综合作用将归结为两个方面，即是强化金属联系还是弱化金属联系。如果在冷却时，焊接接头金属中正在建立强度联系，在一定刚性拘束条件下能够顺从地应变，焊缝与近缝区金属能够承受外加拘束应力与内在残余应力的作用时，裂纹就不容易产生，焊接接头的金属裂纹敏感性低，反之，当承受不住应力作用时，金属中强度联系容易中断，就会产生裂纹。在这种情况下，焊接接头金属的裂纹敏感性较高。焊接接头金属从结晶凝固的温度开始，以一定的速度冷却到室温，其裂纹敏感性决定于变形能力和外加应变的对比以及变形抗力与外加应力的对比。然而在冷却过程中，在不同的温度阶段，由于晶间强度与晶粒强度增长的情况不同、变形在晶粒间和晶粒内部的情况分布不同、由应变所诱导的扩散行为不同、应力集中的条件以及导致金属脆化的因素不同，焊接接头具体的薄弱环节以及它弱化的因素和程度也是不同的。
导致焊接接头金属产生裂纹的冶金因素和力学因素有着较为密切的联系，力学因素中的应力梯度和热循环特征所确定的温度梯度有关，而后者与金属的导热性密切相关，如金属的热塑性变化特征、热膨胀性以及组织转变等构成的冶金因素，在很大程度上对焊接接头金属所处的应力-应变状态起到重要作用，此外，随着温度的降低与冷却速度的变化，冶金因素和力学因素也都是在变化着的，在不同的温度区间对焊接接头金属的强度联系作用各不相同，如结晶温度区间大，固相线温度低，在晶粒间残存的低熔液态金属处，更容易引起应力集中，导致固相金属产生裂纹；同样，随着温度降低，如果收缩量较大，特别是在快速冷却条件下，当收缩应变速率高，应力-应变状态比较苛刻时也容易产生裂纹等等。
在铝合金焊接时焊缝金属凝固结晶的后期，低熔共晶体被排挤在晶体交遇的中心部位，形成一种所谓的“液态薄膜”，此时由于在冷却时收缩量较大而得不到自由收缩产生较大的拉伸应力，这时候液态薄膜就形成了较为薄弱的环节，在拉伸应力的作用下就可能在薄弱地带开裂而形成裂纹。
3热裂纹产生的机理
为了研究铝合金焊接时那个时候最容易产生热裂纹，把铝合金焊接时焊接熔池的结晶分为3个阶段。
第一个阶段是液固阶段，焊接熔池从高温冷却开始结晶时，只有很少数量的晶核存在。随着温度的降低和冷却时间的延长，晶核逐渐长大，并且出现新的晶核，但是在这个过程中液相始终占有较多的数量，相邻晶粒之间不发生接触，对还未凝固的液态铝合金的自由流动不形成阻碍。在这种情况下，即使有拉伸应力存在，但被拉开的缝隙能及时地被流动着的铝合金液态金属所填满，因此在液固阶段产生裂纹的可能性很小。
第二阶段是固液阶段，在焊接熔池结晶继续进行时，熔池中固相不断增多，同时先前结晶的晶核不断长大，当温度降低到某一数值时，已经凝固的铝合金金属晶体相互彼此发生接触，并且不断倾轧在一起，这时候液态铝合金的流动受到阻碍，也就是说熔池结晶进入了固液阶段。在这种情况下，由于液态铝合金金属较少，晶体本身的变形可以强烈发展，晶体间残存的液相则不容易流动，在拉伸应力作用下产生的微小缝隙都无法填充，只要稍有拉伸应力的存在就有产生裂纹的可能性。因此，这个阶段叫做“脆性温度区”。
有时候我发现焊道会有裂纹，这是怎么产生的， 如何解决这问题？ 裂纹焊缝中原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。 A、.裂纹的分类 根据裂纹尺寸大小,分为三类:(1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。 从产生温度上看,裂纹分为两类: (1)热裂纹:产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。 (2)冷裂纹:指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。 按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为: (1)再热裂纹:接头冷却后再加热至500~700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。 （2）层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。 (3)应力腐蚀裂纹:在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外,应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。 B、.裂纹的危害裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。 C、.热裂纹(结晶裂纹) (1)结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区,最常见的热裂纹是结晶裂纹,其生成原因是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓"液态薄膜",在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。结晶裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂,为纵向裂纹,有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间,为横向裂纹。弧坑裂纹是另一种形态的,常见的热裂纹。 3 焊接缺陷及对策 热裂纹都是沿晶界开裂,通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料气焊缝中 (2)影响结晶裂纹的因素 a合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。 b.冷却速度的影响冷却速度增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增加结晶裂纹的出现机会； c.结晶应力与拘束应力的影响在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这飞部分金属受拉,当拉应力达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。
各种焊接裂纹成因特点及防止措施，这条必须收藏了 焊接裂纹就其本质来分，可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。1.热裂纹是在焊接时高温下产生的，故称热裂纹，它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。根据所焊金属的材料不同（低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等），产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。目前，把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。（1）结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中（含S，P，C，Si骗高）和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊逢中。这种裂纹是在焊逢结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足，不能及时添充，在应力作用下发生沿晶开裂。防治措施为：在冶金因素方面，适当调整焊逢金属成分，缩短脆性温度区的范围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质的含量；细化焊逢金属一次晶粒，即适当加入Mo、V、Ti、Nb等元素；在工艺方面，可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。（2）近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹，它的尺寸很小，发生于HAZ近缝区或层间。它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属，在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成
物被重新熔化，在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。特别是在冶金方面，尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的；在工艺方面，可以减小线能量，减小熔池熔合线的凹度。（3）多边化裂纹是在形成多边化的过程中，由于高温时的塑性很低造成的。这种裂纹并不常见，其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。2.再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金（包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金，以及某些奥氏体不锈钢），他们焊后并未发现裂纹，而是在热处理过程中产生了裂纹。再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶部位，其走向是沿熔合线的奥氏体粗晶晶界扩展。防治再热裂纹从选材方面，可以选用细晶粒钢。在工艺方面，选用较小的线能量，选用较高的预热温度并配合以后热措施，选用低匹配的焊接材料，避免应力集中。3.冷裂纹主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢的焊接热影响区，但有些金属，如某些超高强钢、钛及钛合金等有时冷裂纹也发生在焊缝中。一般情况下，钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及分布，以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。焊后形成的马氏体组织在氢元素的作用下，配合以拉应力，便形成了冷裂纹。他的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂纹一般分
现浇梁纵向裂缝的原因分析和加固处理 中铁十七局五处敬佩仁 内容提要：本文介绍某汽车专用公路现浇梁底部纵向裂缝的处理情况。内容包括对裂缝情况的调查和检测，产生裂缝的原因分析，加固处理方案的选定，以及具体的施作方法。 关键词：现浇梁纵向裂缝加固处理 1、前言： 某公路桥梁上部结构为4孔16米现浇空心板梁，位于R=112.9m的圆曲线上，外侧超高62cm.设计荷载汽-20挂-100，计算行车速度80km/h。该桥建成使用不到半年，梁底沿轴线出现贯通的纵向裂缝，裂缝宽0.2~0.5mm，并且局部渗水。 2、对裂缝的调查和检测： 2-1资料检查 经过对施工原始资料的检查表明：梁体的钢筋布臵及混凝土施工均符合设计和规范要求。混凝土施工时间为8月中旬，最高气温34℃，最低气温16℃。混凝土取样试验强度达到98%以上。 2-2梁体检测 采用回弹法和静载试验法分别检测，对测试结果计算分析进行比较。
⑴、用回弹仪测出梁体混凝土实际标号，按表1折算出混凝土的弹性模量：计算出截面应力。 表1 (2)、由静载试验法测出截面应变和挠度 ①测出跨中挠度和支座沉陷量（加载车重35T），并对跨中挠度值加以修正，从而得出梁体受到荷载作用后的真正挠度f1 计算公式：f1= f1-（f2+ f3）/2 f1—跨中挠度 f2、f3—两端支座沉陷值 ②根据梁体截面特性，反算出混凝土的抗压弹性模量Eh 计算公式 Eh=5qL4/（384×Jh×f max） Jh—梁全截面惯性矩 L—计算长度 q—荷载横向分布值 f max—测出跨中挠度最大值 ⑶、根据各测点实测的应变求应力： σ=Eh〃εε—实测应变 ⑷、梁体承载能力及工作情况：根据结构校验系数η评定（参照表2）： η应力=截面实测竖向弯曲应力/截面理论竖向弯曲 应力 η挠度=实测跨中挠度/理论跨中挠度 当η≤1时，说明桥梁结构的工作状况良好，可安全使用。
?钢。奥氏体不锈钢通常在常温下的组织为纯奥氏体，也有一些为奥氏体+少量铁素体。奥氏体不锈钢具有优良的焊接性能，但由于其特殊的成分和组织，相对于普碳钢，其焊接又有很多不同之处，本文就奥氏体不锈钢的焊接进行分析。 一、奥氏体不锈钢的焊接特点 ?奥氏体不锈钢是石油化工生产中应用最为广泛的金属材料之一，其焊接性能良好，但在焊接过程中也容易产生不少问题，主要表现为以下几种： ? 1.1 晶间腐蚀 ?奥氏体不锈钢焊接件容易在焊接接头处发生晶间腐蚀，根据贫铬理论，其原因是焊接时焊缝和热影响区在加热到450～850℃温度范围停留一定时间的接头部位，在晶界处析出高铬碳化物（Cr23C6），引起晶粒表层含铬量降低，形成贫铬区，在腐蚀介质的作用下，晶粒表层的贫铬区受到腐蚀而形成晶间腐蚀。这时被腐蚀的焊接接头表面无明显变化，受力时则会沿晶界断裂，几乎完全失去强度。 ?为防止和减少焊接接头处的晶间腐蚀，一般采取的防止措施有：（1）采用低碳或超低碳的焊材，如A002等，或采用含钛、铌等稳定化元素的焊条，如A137、A132等；（2）由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素，使焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织（铁素体一般控制4-12％）；（3）减少焊接熔池过热，选用较小的焊接电流和较快的焊接速度，加快冷却速度；（4）对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理。 ? 1.2 焊接热裂纹 ?热裂纹产生的主要原因是焊缝中的树枝晶方向性强，有利于S、P等元素的低熔点共晶产物的形成和聚集。另外，此类钢的导热系数小（约为低碳钢的1/3），线胀系数大（比低碳钢大50％），所以焊接应力也大，加剧了热裂纹的产生。其防止的办法是： ?（1）选用含碳量低的焊接材料，采用含适量Mo、Si等铁素体形成元素的焊接材料，使焊缝形成奥氏体加铁素体的双相组织，减少偏析； ?（2）尽量选用碱性药皮的优质焊条，以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。 ? 1.3 应力腐蚀开裂 ?应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式，表现为无塑性变形的脆性破坏。 ?应力腐蚀开裂防止措施：（1）采取合适的焊接工艺，保证焊缝成形良好，不产生任何应力集中或点蚀的缺陷，如咬边等；采取合理的焊接顺序，降低焊接残余应力水平；（2）合理选择焊材，焊缝与母材应有良好的匹配，不产生任何不良组织，如晶粒粗化及硬脆马氏体等；（3）消除应力处理：焊后热处理，如焊后完全退火或退火；在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。 ? 1.4 焊缝金属的低温脆化 ?对于奥氏体不锈钢焊接接头，在低温使用时，焊缝金属的塑韧性是关键问题。此时，焊缝组织中的铁素体的存在总是恶化低温韧性。一般可以通过选用纯奥氏体焊材和调整焊接工艺获得单一的奥氏体焊缝的方法来防止焊缝金属的低温催化。 ? 1.5 焊接接头的σ相脆化 ?焊件在经受一定时间的高温加热后会在焊缝中析出一种脆性的σ相，导致整个接头脆化，塑性和韧性显著下降。σ相的析出温度范围650-850℃。在高温加热过程中，σ相主要由铁素体转变而成。加热时间越长，σ相析出越多。 ?防止措施： ?（1）限制焊缝金属中的铁素体含量（小于15％），采用超合金化焊接材料，即高镍焊材； ?（2）采用小规范，以减小焊缝金属在高温下的停留时间； ?（3）对已析出的σ相在条件允许时进行固溶处理，使σ相溶入奥氏体。 二、奥氏体不锈钢的焊条选用原则
引言 抹灰工程是用胶凝材料及其砂浆以薄层涂抹在建筑物表面上直接做成饰面层的装饰工程。抹灰工程分一般抹灰和装饰抹灰，一般抹灰工程在普通等级的装饰工程上应用非常广泛。本文主要讨论室内一般抹灰的施工要点及产生室内抹灰裂缝的主要原因和控制措施。 1 施工要点 1．1 抹灰层的层次 为了保证抹灰层质量，抹灰必须分层操作，通常分为不同构造的三个层次。①底层，主要起与基层粘结作用，并对基层进行初步找平。 ②中层，主要起找平作用，使物面平整，并弥补因底层收缩出现的裂纹。③面层(罩面)，主要起装饰作用。 底层灰的用料应根据基层材料种类的不同(如砖、混凝土或加气混凝土等)而选用不同的砂浆。一般底层灰砂浆较常用的是水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰砂浆。底层灰厚度约为6.8mm。 中层灰浆的种类一般参照底层灰的选择处理，即与底层灰选择同种砂浆，配比也大致相同。厚度略厚于底层灰，约为10mm。 面层灰浆多为麻刀灰、纸筋灰、玻璃丝灰(纤维材料起良好的止裂作用)以及石灰砂浆，高级墙面用石膏灰浆。若用砂浆，配比中砂的用量要略为减少，细度要更细，以保证面层平整细腻。厚度约为2.5mm。 抹灰要分层进行的原因：①抹灰层分作用和用料不同的底层、中
层和面层，当然不能一次完成。②即使各层材料相同，若要一次完成，也有不易压实的操作困难。③厚厚的一层抹灰层自重大，当它超过砂浆与基层的粘结力时，抹灰层会掉落下来。采用分层抹灰，每层薄一些，并且后一层是在前一层6-7成干后抹上，此时前一层与前物面的粘结力已相当大，而后一层与前一层的粘结力只要承受薄薄的后一层自重。④使用含石灰膏的抹灰砂浆时，由于石灰膏的硬化是其主要成分Ca(OH)2 吸收空气中的CO2。生成CaCO3和H2O(水分要蒸发)。而空气中CO2含量很少，所以石灰膏硬化很缓慢。若不分层抹灰，在厚厚的抹灰层深处，石灰膏长时间不能结硬。采用分层抹灰，每层薄一些，各层之间有一定的施工间歇，就能使各层的石灰膏有充分硬化的环境条件。 1．2 抹灰层厚度控制 内墙抹灰层平均总厚度应不大于下列规定：普通抹灰—l8mm；中级抹灰—20mm；高级抹灰—25mm。抹灰层平均总厚度大于质量标准规定，不仅要增加造价，而且会影响质量。当抹灰层过厚时：①灰浆层自重大，易产生下垂现象，拉松灰浆与基层的粘结，导致出现空鼓。②抹灰层自重超过灰浆与基层的粘结力时，抹灰层脱落。③灰浆干燥收缩量大，所产生的收缩应力超过灰浆强度时，抹灰层开裂。另外，高级抹灰控制厚度要比普通抹灰大些，这是由于高级抹灰的表面平整度要求比普通抹灰要高些，即表面平整允许偏差要小些，抹灰层的表面平整是靠砂浆层厚度来调整的，表面平整度越高用以调整的砂浆层厚度应越宽裕些。
焊接横向裂纹产生的原因及控制 焊接横向裂纹产生原因主要有以下几个方面： 1、应力作用。即钢管成型后的残余应力和焊接应力。 2、焊接工艺不合理。如焊缝成形系数过小、预热温度不够或未进行焊前预热、焊接线能量过大、焊接后热处理不当、保温时间太短等。 3、由于氢的存在。如焊剂烘干不够，预热温度不充分或未进行焊前预热、以及多层焊的层间温度不够。 4、冶金因素。焊接过程中有低熔点杂质进入，如铜及铜合金。铜的来源主要有焊丝表面所镀的用于防止焊丝锈蚀的铜，或者导电嘴、铜合金导电杆内壁被磨损产生的铜。这些铜屑从导电嘴内孔进入焊剂，在焊接过程中接触焊接熔池导致横向裂纹。 控制措施： 1、焊管成型。为了合理控制残余应力，不仅需要采用针对性的设备和工艺，还需要在钢管成型前进行必要的成型工艺评定，对成型的设备、材料、产品的规格、预弯的程度、成型的速度、成型的压力、参数等进行试验和评定，合格后方进行焊管成型。 2、焊前预热。要根据具体的材质、具体的工作环境确定预热及层间温度。 3、焊接工艺。 1）埋弧焊时，为了减少焊接热输入，不建议采用多丝焊，建议尽量采用单丝多道焊，焊道平行排列，且每条焊道的宽度控制在15min以内；层间温度控制在110-250℃。 2）严格控制焊道宽度 焊道越宽，产生横裂的可能性越大。焊接时，要尽量地采用窄焊道，多分道，减少焊道宽度，减少热输入。 4、焊接材料 1）焊丝。选择低强度的焊丝，这样可以适当降低焊缝的碳当量，提高焊缝的塑性，有助于减少焊接裂纹的产生。同时注意使用不镀铜的焊丝，防止铜或铜合金进入焊缝熔池。另外需要注意防潮和防生锈。 2）焊剂。焊剂在使用前必须按照焊剂厂家推荐的烘干工艺烘干，烘干后在烘箱内进行保温，不可烘干后就倒出来，防止受潮。及时对使用中的焊剂进行磁选，磁选后放进保温桶中储存，防止在空气中受潮。及时更换焊剂，防止流落到焊剂内的铜及铜合金交换污染。 3）焊后保温、缓冷。春秋两季，焊接好后可以在室温下直接暴露在空气中缓冷。春冬两季，焊接好以后可以在室温下用保温棉把焊缝两面覆盖，在空气中缓冷。 4) 消氢处理。具体做法：焊接完成后立即用陶瓷电热毯对焊缝及其附近区域加热至200℃，保温2h后关电缓冷。
混凝土裂缝产生的原因及处理方法 一、普通混凝土裂缝产生的原因 01荷载引起的裂缝 混凝土在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝, 次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。 荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。 02温度变化引起的裂缝 混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。 03收缩引起的裂缝
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。 塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。 缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。 自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化
焊接的六大缺陷，产生原因、危害、预防措施都在这了 一、外观缺陷 外观缺陷（表面缺陷）是指不用借助于仪器，从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。 A、咬边 是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽，它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。 产生咬边的主要原因：是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。 咬边的预防：矫正操作姿势，选用合理的规范，采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。 B、焊瘤 焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯)，焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。同时，焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径，可能造成流动物堵塞。 防止焊瘤的措施：使焊缝处于平焊位置，正确选用规范，选用无偏芯焊条，合理操作。C、凹坑
凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。 凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑)，仰立、横焊时，常在焊缝背面根部产生内凹。凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。 防止凹坑的措施：选用有电流衰减系统的焊机，尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范，收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动，填满弧坑。 D、未焊满 未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱,焊条过细，运条不当等会导致未焊满。 未焊满同样削弱了焊缝，容易产生应力集中，同时，由于规范太弱使冷却速度增大，容易带来气孔、裂纹等。 防止未焊满的措施：加大焊接电流，加焊盖面焊缝。 E、烧穿 烧穿是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔性缺。 焊接电流过大，速度太慢，电弧在焊缝处停留过久，都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大，钝边太小也容易出现烧穿现象。 烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷，它完全破坏了焊缝，使接头丧失其联接飞及承载能力。 防治措施：选用较小电流并配合合适的焊接速度，减小装配间隙，在焊缝背面加设垫板或药垫，使用脉冲焊，能有效地防止烧穿。 F、其他表面缺陷 (1)成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。 (2)错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。 (3)塌陷单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落, 成形后焊缝背面突起,正面下塌。 (4)表面气孔及弧坑缩孔。 (5)各种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷O角变形也属于装配成形缺陷。 二、气孔和夹渣
一、304不锈钢是奥氏体不锈钢，相当于1Cr19Ni9. SUS304不锈钢是0Gr18Ni9的材质，产生热裂纹的可能性比较大，奥氏体不锈钢有一个特点：他在900多度以上时是奥氏体，900多度以下至600多度时是马氏体，温度继续下降，就又转变为奥氏体。焊接时接口开裂就是在马氏体阶段开裂的。 解决的方法：减小一下焊接时的热输入量，加大焊后水冷却的工艺，使其在马氏体阶段的时间缩短，避免焊件在敏感的温度区间停留，接口就不会裂了。 二、不锈钢的焊接 1、奥氏体不锈钢的焊接 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称，钢中所加合金元素在10%（质量分数）以上，属于高合金钢。它包括奥氏体型、马氏体型、铁素体型、奥氏体－马氏体型和沉淀硬化型五类。 焊接奥氏体不锈钢（0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、0 0Cr18Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti 等）主要问题是热裂纹――焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀――沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。和应力腐蚀开裂――金属材料（包括焊接接头）在一定温度下受腐蚀介质和拉应力的共同作用而产生的裂纹。此外，因导热性差，线膨胀系数大，焊接变形也大。
1)热裂纹与结构钢相比，它的热裂纹倾向较大，在焊缝及热影响区均可能出现热裂纹。最常见的是焊缝结晶裂纹－－在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹，时在热影响区和多层焊层间还会出现液化裂纹。含镍量越高，产生热烈倾向越大，而且越不容易控制。 ;防止措施：a.严格限制硫、磷等杂质的含量。b.调整焊缝金属组织，以奥氏体为主的γ＋δ双相组织具有良好抗裂性。c.调整焊缝金属合金成分，在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。d.采用小线能量及小截面焊道 2)接头脆化奥氏体钢焊接接头的低温脆化和高温脆化是值得注意的问题 防止措施：a.严格控制焊缝中铁素体含量（体积分数）2～7%，因为475℃脆化和δ相脆化易出现在铁素体中。b.多层焊时采用较小线能量，以减少熔池体积，提高冷却速度，缩短高温滞留时间。 3）晶间腐蚀有三种形式：焊缝的晶间腐蚀；热影响区的“敏化区腐蚀”--敏化区腐蚀――在焊接热循环作用下，奥氏体不锈钢焊接热影响区中，被加热到易引起晶间腐蚀的敏化温度（理论上为450-85 0℃）的部位，称为敏化区。在敏化区发生的晶间腐蚀现象；刀蚀――发生在焊接接头近缝区一个狭带（小于1mm）上的晶间腐蚀。这种腐蚀的破坏形式像刀的切口，故称为刀蚀。
虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品，但实际焊接生产中并不是没有困难，主要的问题有：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等。由于铝及其合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如Al 2 O3的熔点为2050℃，MgO熔点为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属中夹杂物。同时，氧化膜（特别是有MgO存在的，不很致密的氧化膜）可以吸收较多水分而常常成为焊缝气孔的重要原因之一。此外，铝及其合金的线胀系数大，导热性又强，焊接时容易产生翘曲变形。这些也都是焊接生产中颇感困难的问题。下面，对在试验过程中产生比较严重的裂纹进行深入的分析。 1铝合金焊接接头中的裂纹及其特征 在铝合金焊接过程中，由于材料的种类、性质和焊接结构的不同，焊接接头中可以出现各种裂纹，裂纹的形态和分布特征都很复杂，根据其产生的部位可分为以下两种裂纹形式：（1）焊缝金属中的裂纹：纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、焊根裂纹和显微裂纹（尤其在多层焊时）。 （2）热影响区的裂纹：焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显微热裂纹。按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹，热裂纹是在焊接时高温下产生的，它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同，热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹，它是在焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足不能及时填充，在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂，这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金；液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。 在试验过程中发现，当填充材料表面清理不够充分时，焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂和少量的气孔。在三组号试验中，由于焊接填充材料为铸造组织，其中夹杂为高熔点物质，焊接后在焊缝中仍将存在；又，铸造组织比较稀疏，孔洞较多，易于吸附含结晶水的成分和油质，它们将成为焊接过程中产生气孔的因素。当焊缝在拉伸应力作用下时，这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关键部位。通过显微镜进一步观察发现，这些夹杂和气孔诱发的微观裂纹之间有明显的相互交汇的趋势。然而，对于夹杂物在此的有害作用究竟是主要表现为应力集中源从而诱发裂纹，还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹，尚难以判断。此外，一般认为，铝镁合金焊缝中的气孔不会对焊缝金属的拉伸强度产生重大影响，而本研究试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔诱发微裂纹的现象。气孔诱发微裂纹的现象是否只是一种居次要地位的伴生现象，还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因素之一，亦还有待进一步的研究。 2热裂纹产生的过程 目前关于焊接热裂纹理论，国内外认为较完善的是普洛霍洛夫理论。概括地讲，该理论认为结晶裂纹的产生与否主要取决于以下3方面：脆性温度区间的大小；在此温度区间内合金所具有的延性以及在脆性温度区间金属的变形率大小。 通常人们将脆性温度区间的大小及在此温度区间内具有的延性值称为产生焊接热裂纹的冶金因素，而把脆性温度区内金属的变形率大小称为力学因素。焊接过程是一系列不平衡的工艺过程的综合，这种特征从本质上与焊接接头金属断裂的冶金因素和力学因素发生重要的联系，如焊接工艺过程与冶金过程的产物即物理的、化学的与组织上的不均匀性、熔渣与夹杂物、气体元素与处于过饱和浓度的空位等。所有这些，都是与裂纹的萌生与发展有密切联系的冶金因素。从力学因素方面看，焊接热循环特定的温度梯度与冷却速度，在一定的拘束条件下，将使焊接接头处于复杂的应力-应变状态，从而为裂纹的萌生与发展提供必要的条件。 在焊接过程中，冶金因素和力学因素的综合作用将归结为两个方面，即是强化金属联系还是弱化金属联系。如果在冷却时，焊接接头金属中正在建立强度联系，在一定刚性拘束条件下能够顺从地应变，焊缝与近缝区金属能够承受外加拘束应力与内在残余应力的作用时，裂纹就不容易产生，焊接接头的金属裂纹敏感性低，反之，当承受不住应力作用时，金属中强度联 铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析 谢辉 （广东省第二农机厂，广东广州512219） 摘要：近40年来，由于焊接技术的进步，高效率和高性能的焊接方法得到了推广，铝及铝合金在车辆、船舶、建筑、桥梁、化工机械、低温工程和宇航工业等各种结构方面的应用在不断扩大，但国产化的铝合金和铝合金焊接材料均还存在着一定的差距。对铝合金焊接接头产生裂纹的特征及产生机理进行了分析，提出了几点防范措施。 关键词：铝合金；焊接接头；裂纹；机理 —116—
0 引言 抹灰工程是用胶凝材料及其砂浆以薄层涂抹在建筑物表面上直接做成饰面层的装饰工程。抹灰工程分一般抹灰和装饰抹灰，一般抹灰工程在普通等级的装饰工程上应用非常广泛。本文主要讨论室内一般抹灰的施工要点及产生室内抹灰裂缝的主要原因和控制措施。 1 施工要点 1．1 抹灰层的层次 为了保证抹灰层质量，抹灰必须分层操作，通常分为不同构造的三个层次。①底层，主要起与基层粘结作用，并对基层进行初步找平。②中层，主要起找平作用，使物面平整，并弥补因底层收缩出现的裂纹。 ③面层(罩面)，主要起装饰作用。 底层灰的用料应根据基层材料种类的不同(如砖、混凝土或加气混凝土等)而选用不同的砂浆。一般底层灰砂浆较常用的是水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰砂浆。底层灰厚度约为6.8mm。 中层灰浆的种类一般参照底层灰的选择处理，即与底层灰选择同种砂浆，配比也大致相同。厚度略厚于底层灰，约为10mm。 面层灰浆多为麻刀灰、纸筋灰、玻璃丝灰(纤维材料起良好的止裂作用)以及石灰砂浆，高级墙面用石膏灰浆。若用砂浆，配比中砂的用量要略为减少，细度要更细，以保证面层平整细腻。厚度约为2.5mm。 抹灰要分层进行的原因：①抹灰层分作用和用料不同的底层、中层和面层，当然不能一次完成。②即使各层材料相同，若要一次完成，也有不易压实的操作困难。③厚厚的一层抹灰层自重大，当它超过砂浆与基层的粘结力时，抹灰层会掉落下来。采用分层抹灰，每层薄一些，并且后一层是在前一层6-7成干后抹上，此时前一层与前物面的粘结力已相当大，而后一层与前一层的粘结力只要承受薄薄的后一层自重。 ④使用含石灰膏的抹灰砂浆时，由于石灰膏的硬化是其主要成分Ca(OH)2 吸收空气中的CO2。生成CaCO3和H2O(水分要蒸发)。而空气中CO2含量很少，所以石灰膏硬化很缓慢。若不分层抹灰，在厚厚的抹灰层深处，石灰膏长时间不能结硬。采用分层抹灰，每层薄一些，各层之间有一定的施工间歇，就能使各层的石灰膏有充分硬化的环境条件。 1．2 抹灰层厚度控制 内墙抹灰层平均总厚度应不大于下列规定：普通抹灰—l8mm；中级抹灰—20mm；高级抹灰—25mm。抹灰层平均总厚度大于质量标准规定，不仅要增加造价，而且会影响质量。当抹灰层过厚时：①灰浆层自重大，易产生下垂现象，拉松灰浆与基层的粘结，导致出现空鼓。②抹灰层自重超过灰浆与基层的粘结力时，抹灰层脱落。③灰浆干燥收缩量大，所产生的收缩应力超过灰浆强度时，抹灰层开裂。另外，高级抹灰控制厚度要比普通抹灰大些，这是由于高级抹灰的表面平整度要求比普通抹灰要高些，即表面平整允许偏差要小些，抹灰层的表面平整是靠砂浆层厚度来调整的，表面平整度越高用以调整的砂浆层厚度应越宽裕些。 1．3 施工操作 一般抹灰按质量等级的不同，施工工序也不相同，但大致可分为：基层处理、贴灰饼冲筋、抹底层、中层、面层灰等。 1．3．1 基层处理 (1)对砖墙面，应清除污泥、多余的灰浆，清理干净后浇水湿润墙面即可。 (2)对混凝土墙面，由于其表面比较光滑，影响抹灰层与基层的粘结，要做表面粗糙处理。常用的方法有：①凿毛法。用扁铲或凿子把混凝土表面凿成密密麻麻的坑。②甩浆法。把水泥浆无规则地甩在墙面上，形成一个个疙瘩。③划纹法。现浇混凝土拆模后，立即用铁钩在其表面划沟，一般采用斜向交叉纹路。上述粗糙处理后，在抹灰前浇水湿润墙面。 (3)对加气混凝土墙面，有三种基层处理方法：①浇水及刷素水泥浆。抹灰前24h墙面浇水两到三遍，抹灰前1h再浇水一到两遍，然后立即刷素水泥浆一遍，之后立刻抹灰。②刷胶水素水泥浆，刷后立即抹灰。 ③水泥砂浆刮糙。先刷素水泥浆一遍，然后抹水泥砂浆并用铁抹子刮糙表面。
一、304不锈钢就是奥氏体不锈钢,相当于1Cr19Ni9、 SUS304不锈钢就是0Gr18Ni9的材质,产生热裂纹的可能性比较大,奥氏体不锈钢有一个特点:她在900多度以上时就是奥氏体,900多度以下至600多度时就是马氏体,温度继续下降,就又转变为奥氏体。焊接时接口开裂就就是在马氏体阶段开裂的。 解决的方法:减小一下焊接时的热输入量,加大焊后水冷却的工艺,使其在马氏体阶段的时间缩短,避免焊件在敏感的温度区间停留,接口就不会裂了。 二、不锈钢的焊接 1、奥氏体不锈钢的焊接 不锈钢就是不锈钢与耐酸钢的总称,钢中所加合金元素在10%(质量分数)以上,属于高合金钢。它包括奥氏体型、马氏体型、铁素体型、奥氏体－马氏体型与沉淀硬化型五类。 焊接奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、0 0Cr18Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti 等)主要问题就是热裂纹――焊接过程中,焊缝与热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀――沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。与应力腐蚀开裂――金属材料(包括焊接接头)在一定温度下受腐蚀介质与拉应力的共同作用而产生的裂纹。此外,因导热性差,线膨胀系数大,焊接变形也大。
1)热裂纹与结构钢相比,它的热裂纹倾向较大,在焊缝及热影响区均可能出现热裂纹。最常见的就是焊缝结晶裂纹－－在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹,时在热影响区与多层焊层间还会出现液化裂纹。含镍量越高,产生热烈倾向越大,而且越不容易控制。 ;防止措施:a、严格限制硫、磷等杂质的含量。b、调整焊缝金属组织,以奥氏体为主的γ＋δ双相组织具有良好抗裂性。c、调整焊缝金属合金成分,在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。d、采用小线能量及小截面焊道 2)接头脆化奥氏体钢焊接接头的低温脆化与高温脆化就是值得注意的问题 防止措施:a、严格控制焊缝中铁素体含量(体积分数)2～7%,因为4 75℃脆化与δ相脆化易出现在铁素体中。b、多层焊时采用较小线能量,以减少熔池体积,提高冷却速度,缩短高温滞留时间。 3)晶间腐蚀有三种形式:焊缝的晶间腐蚀;热影响区的“敏化区腐蚀”--敏化区腐蚀――在焊接热循环作用下,奥氏体不锈钢焊接热影响区中,被加热到易引起晶间腐蚀的敏化温度(理论上为450-850℃)的部位,称为敏化区。在敏化区发生的晶间腐蚀现象; 刀蚀――发生在焊接接头近缝区一个狭带(小于1mm)上的晶间腐蚀。这种腐蚀的破坏形式像刀的切口,故称为刀蚀。
焊接冷裂纹 1.前言 1.1焊接裂纹的简介 焊接裂纹是指金属在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区金属原子结合力遭到破坏所产生的缝隙。在焊接生产中由于钢种和结构的类型不同，可能出现各种裂纹，焊接裂纹产生的条件和原因各有不同。有些裂纹在焊后立即产生，有些在焊后延续一段时间才发生，有的在一定外界条件诱发下才产生；裂纹既出现在焊缝和热影响区表面，也产生在其内部。 焊接裂纹对焊接结构的危害有：①减少了焊接接头的工作截面，因而降低了焊接结构的承载能力②构成了严重的应力集中。裂纹是片状缺陷，其边缘构成了非常尖锐的切口应力集中，既降低结构的疲劳强度，又容易引发结构的脆性破坏。 ③造成泄漏。由于盛装或输送有毒且可燃的气体或液体的各种焊接储罐和管道，若有穿透性裂纹，必然发生泄漏。④表面裂纹能藏污纳垢，容易造成或加速结构的腐蚀。⑤留下隐患，使结构变得不可靠。由于延迟裂纹产生具有不定期性，微裂纹和内部裂纹易于漏检，这些都增加了焊接结构在使用中的潜在危险。 焊接裂纹是焊接结构最严重的工艺缺陷，直接影响产品质量，甚至引起突发事故，例如，焊接桥梁坍塌，大型海轮断裂，各种类型压力容器爆炸等恶性事故。随着现代钢铁、石油化工、船舶和电力等工业的发展，在焊接结构方面都趋向大型化、大容量和高参数方向发展，有的在低温、深冷或腐蚀介质下工作，都广泛采用各种低合金高强钢材料，而这些金属材料通常对裂纹十分敏感。因此，从焊接裂纹的微观形态、起源与扩展及影响因素等进行深入分析，对防止焊接裂纹和保证工程结构的质量稳定性是十分重要的。 1.2焊接裂纹分类 焊接裂纹按产生的机理可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹等。 (1)热裂纹 焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的裂纹，它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也不同。
感应加热设备的不锈钢焊接工艺 感应加热设备中的不锈钢按金相组织的不同可分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢。能抵抗大气腐蚀的钢称为不锈钢。不锈钢中，因奥氏体不锈钢比其他不锈钢具有更优良的耐腐蚀性、耐热性和塑性，可焊性良好，是目前应用最广的钢种。 不锈钢的焊接性 1）焊接接头的抗腐蚀性 (l）整体腐蚀。任何不锈钢在腐蚀性介质作用下，其工作表面总会有腐蚀现象产生，这种腐蚀叫整体腐蚀。 (2）晶间腐蚀易发生在奥氏体不锈钢中。晶间腐蚀发生于晶粒边界，所以叫晶间腐蚀。这种腐蚀可以发生在热影响区、焊缝或焊合线上，是奥氏体金属最危险的破坏形式之一。2）热裂纹 热裂纹是不锈钢焊接时比较容易产生的一种缺陷，包括焊缝的纵向和横向裂纹、弧坑裂纹、打底焊的焊根裂纹和多层焊的层间裂纹等。奥氏体不锈钢更易产生热裂纹。 不锈钢的焊接工艺 1）手工电弧焊 (l）焊前准备。当板厚≥3mm时要开坡口，坡口两侧20~30mm此刀内用丙酮擦净清理，并涂石灰粉，防止飞溅损伤金属表面。 (2)焊条的选用 (3）常采用的焊接工艺：采用小规范可防止晶间腐蚀、热裂纹及变形的产生，焊接电流比低碳钢低20%；为保证电弧稳定燃烧，采用直流反接；短弧焊收弧要慢，填满弧坑，与介质接触的面最后焊接；多层焊时要控制层间温度，焊后可采取强制冷却；不要在坡口以外的地方起弧，地线要接好；焊后变形只能用冷加工矫正。 2)氩弧焊 不锈钢采用氩弧焊时，由于保护作用好，合金元素不易烧损，过渡系数较高，故焊缝成形好，没有渣壳，表面光洁，因此焊成的接头具有较高的耐热性和良好的力学性能。目前在氩弧焊中应用较广的是手工钨极氩弧焊，用于焊接0.5~3mm的不锈钢薄板，焊丝的成分一般与焊件相同，保护气体一般采用工业纯氩气，焊接时速度应适当地快些，尽量避免横向摆动。对于厚度大于3mm的不锈钢，可采用熔化极氩弧焊。熔化极氩弧焊的优点是生产率高，焊缝的热影响区小，焊件的变形小和耐腐蚀性好，并易于自动化操作。 3)气焊 由于气焊方便灵活，可焊各种空间位置的焊缝，对一些薄板结构和薄壁管等不锈钢部件，在没有耐腐蚀要求下有时可采用气焊。为防止过热，焊嘴一般比焊接同样厚度的低碳钢时要小，气焊火焰要使用中性焰，焊丝根据焊件成分和性能选择，气焊粉用气剂101，焊接时最好用左焊法，焊接时焊炬焊嘴与焊件倾角成40~50°，焰芯距熔池应不小于2mm，焊丝端头与熔池接触，并与火焰一起沿焊缝移动，焊炬不作横向摆动，焊速要快，并尽量避免中断。 4)不锈钢的焊后处理 为增加不锈钢的耐腐蚀性，焊后应进行表面处理，处理的方法有抛光法和钝化法。 焊接参数：包括焊接电流，钨极直径，弧长，电弧电压，焊接速度，保护气流，喷嘴直径等。1，焊接电流是决定焊缝成形的关键因素。通常根据焊件材料，厚度，及坡口形状来决定的。 2，焊极直径根据焊接电流大小决定，电流越大，直径也越大。 3，焊弧和电弧电影，弧长范围约0.5到3mm，对应的电弧电压为8~10V。 4，焊速：选择时要考虑到电流大小，焊件材料敏感度，焊接位置及操作方式等因素决定。以上本文由河北恒远(https://www.doczj.com/doc/fb16151858.html,)提供。
焊接缺陷分类： ①从宏观上看，可分为裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔、及形状缺陷，又称焊缝金属表面缺陷或叫接头的几何尺寸缺陷，如咬边，焊瘤等。在底片上还常见如机械损伤（磨痕），飞溅、腐蚀麻点等其他非焊接缺陷。 ②从微观上看，可分为晶体空间和间隙原子的点缺陷，位错性的线缺陷，以及晶界的面缺陷。微观缺陷是发展为宏观缺陷的隐患因素。 宏观六类缺陷的形态及产生机理 ①气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。气孔可分为条虫状气孔、针孔、柱孔，按分布可分为密集气孔，链孔等。 气孔的生成有工艺因素，也有冶金因素。工艺因素主要是焊接规范、电流种类、电弧长短和操作技巧。冶金因素，是由于在凝固界面上排出的氮、氢、氧、一氧化碳和水蒸汽等所造成的。 ②夹渣：焊后残留在焊缝中的溶渣，有点状和条状之分。产生原因是熔池中熔化金属的凝固速度大于熔渣的流动速度，当熔化金属凝固时，熔渣未能及时浮出熔池而形成。它主要存于焊道之间和焊道与母材之间。 ③未熔合：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分；点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分，称之。 未熔合可分为坡口未熔合、焊道之间未熔合（包括层间未熔合）、焊缝根部未熔合。按其间成分不同，可分为白色未熔合（纯气隙、不含夹渣）、黑色未熔合（含夹渣的）。 产生机理：a.电流太小或焊速过快（线能量不够）；b.电流太大，使焊条大半根发红而熔化太快，母材还未到熔化温度便覆盖上去。C.坡口有油污、锈蚀；d.焊件散热速度太快，或起焊处温度低；e.操作不当或磁偏吹，焊条偏弧等。 ④未焊透：焊接时接头根部未完全熔透的现象，也就是焊件的间隙或钝边未被熔化而留下的间隙，或是母材金属之间没有熔化，焊缝熔敷金属没有进入接头的根部造成的缺陷。 产生原因：焊接电流太小，速度过快。坡口角度太小，根部钝边尺寸太大，间隙太小。焊接时焊条摆动角度不当，电弧太长或偏吹（偏弧） ⑤裂纹（焊接裂纹）：在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产生缝隙，称为焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和大的长宽比特征。按其方向可分为纵向裂纹、横向裂纹，辐射状（星状）裂纹。按发生的部位可分为根部裂纹、弧坑裂纹，熔合区裂纹、焊趾裂纹及热响裂纹。按产生的温度可分为热裂纹（如结晶裂纹、液化裂纹等）、冷裂纹（如氢致裂纹、层状撕裂等）以及再热裂纹。 产生机理：一是冶金因素，另一是力学因素。冶金因素是由于焊缝产生不同程度的物理与化学状态的不均匀，如低熔共晶组成元素S、P、Si等发生偏析、富集导致的热裂纹。此外，在热影响区金属中，快速加热和冷却使金属中的空位浓度增加，同时由于材料的淬硬倾向，降低材料的抗裂性能，在一定的力学因素下，这些都是生成裂纹的冶金因素。力学因素是由于快热快冷产生了不均匀的组织区域，由于热应变不均匀而导至不同区域产生不同的应力联系，造成焊接接头金属处于复杂的应力--应变状态。内在的热应力、组织应力和外加的拘束应力，以及应力集中相叠加构成了导致接头金属开裂的力学条件。 ⑥形状缺陷 焊缝的形状缺陷是指焊缝表面形状可以反映出来的不良状态。如咬边、焊瘤、烧穿、凹坑（内凹）、未焊满、塌漏等。 产生原因：主要是焊接参数选择不当，操作工艺不正确，焊接技能差造成。