1、焊接冷裂紋及其測(cè)定方法(小鐵研) 焊接裂紋是最危險(xiǎn)的焊接缺陷，嚴(yán)重地影響著焊接結(jié)構(gòu)的使用性能和安全可靠性。根據(jù)形成焊接裂紋的溫度可分為熱裂紋和冷裂紋；根據(jù)裂紋發(fā)生的位置可分為焊縫金屬中的裂紋和熱影響區(qū)中的裂紋。而其中尤以冷裂紋的危害最大。冷裂紋與熱裂紋的主要區(qū)別就是：冷裂紋在較低的溫度下形成，一般在200-300以下形成；冷裂紋不是在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的，而是在焊后延續(xù)一定的時(shí)間后才產(chǎn)生，如果鋼的焊接接頭冷卻到濕溫后并在一定的時(shí)間（幾小時(shí)、幾天、甚至十幾天以后）才出現(xiàn)的冷裂紋稱(chēng)為延遲裂紋；冷裂紋多在焊接熱影響區(qū)內(nèi)產(chǎn)生，如沿應(yīng)力集中的焊縫根部形成的冷裂紋稱(chēng)為焊根裂紋。沿應(yīng)力集中的焊趾處形成的冷裂紋稱(chēng)

2、為焊趾裂紋。在靠近堆焊焊道的熱影響區(qū)內(nèi)所形成的裂紋稱(chēng)為焊道下裂紋。冷裂紋有時(shí)也在焊縫金屬內(nèi)發(fā)生。一般焊縫金屬的橫向裂紋多為冷裂紋。冷裂紋與熱裂紋相比，冷裂紋的斷口無(wú)氧化色。冷裂紋產(chǎn)生的原因：鋼材的淬火傾向，殘余應(yīng)力，焊縫金屬和熱影響區(qū)的擴(kuò)散氫含量。其中氫的作用是形成冷裂紋的重要因素。當(dāng)焊縫和熱影響區(qū)的含量較高時(shí)，焊縫中的氫在結(jié)晶過(guò)程中向熱影響區(qū)擴(kuò)散，當(dāng)這些氫不能逸出時(shí)，就聚集在離熔合線不遠(yuǎn)的熱影響區(qū)中；如果被焊材料的淬火傾向較大，焊后冷卻下來(lái)，在熱影響區(qū)可能形成馬氏體組織，該種組織脆而硬；在加上焊后的焊接殘余應(yīng)力，在上述幾種因素的作用下，導(dǎo)致了冷裂紋的產(chǎn)生。防止冷裂紋的具體措施如下：（1）焊前

3、預(yù)熱和焊后緩冷，不僅能改善焊接接頭的組織，降低熱影響區(qū)的硬性和脆性，還能加速焊縫中的氫向外擴(kuò)散，并起到減少焊接應(yīng)力的作用。（2）選擇合適的焊接材料，如選用堿性低氫型焊條，在焊前將焊條烘干，并隨用隨取。在焊前應(yīng)仔細(xì)清除坡口周?chē)乃?、油、銹等污物，以減少氫的來(lái)源。（3）選擇合適的焊接規(guī)范。尤其是焊接速度，即不能過(guò)快，也不能太慢。焊接速度太快，易形成淬火組織；焊接速度太慢，會(huì)使熱影響區(qū)變寬，總之，都會(huì)產(chǎn)生冷裂紋。在焊接時(shí)，采用合理的裝配和焊接順序，以減少焊接殘余應(yīng)力。（4）焊后及時(shí)進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理和去氫處理，消除殘余應(yīng)力，使氫從焊接接頭中充分逸出。所謂的去氫處理就是一般指焊件焊后立即在200-35

4、0的溫度下保溫2h-6h，然后緩冷。其主要目的使焊縫金屬內(nèi)的氫的擴(kuò)散加速逸出。因此，正確測(cè)定焊接冷裂紋十分重要。焊接冷裂紋傾向的測(cè)定方法很多，常用的有：最高硬度法、斜y坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)法（“小鐵研式”抗裂實(shí)驗(yàn)）、剛性拘束裂紋試驗(yàn)（RRC試驗(yàn)）、拉伸拘束試驗(yàn)(TRC)、插銷(xiāo)試驗(yàn)等。按照接頭拘束類(lèi)型可把抗裂試驗(yàn)分為自拘束抗裂試驗(yàn)和外拘束性抗裂試驗(yàn)兩大類(lèi)。自拘束抗裂試驗(yàn)主要評(píng)價(jià)材料（焊材）抗熱、冷裂紋性能，確定焊接規(guī)范(不開(kāi)裂時(shí))及熱處理情況（包括預(yù)熱、后熱）。這種試驗(yàn)只是定性地進(jìn)行。象小鐵研試驗(yàn)、窗口試驗(yàn)等。外拘束性試驗(yàn)適用于定量評(píng)定材料的裂紋傾向，以及可以比較深入地進(jìn)行有關(guān)理論研究工作，像插銷(xiāo)試

5、驗(yàn)法等。我在此僅簡(jiǎn)要對(duì)小鐵研實(shí)驗(yàn)進(jìn)行介紹。測(cè)試目的：對(duì)接焊縫（HAZ -WM組合）的冷裂紋敏感性。主要應(yīng)用領(lǐng)域：驗(yàn)收測(cè)試，研究和開(kāi)發(fā)。材料：高強(qiáng)度非合金或低合金鋼（盤(pán)）和相應(yīng)的適當(dāng)?shù)奶畛洳牧稀y(cè)試厚度：T10毫米。標(biāo)本號(hào)：1至3的每個(gè)條件。所要求的預(yù)熱溫度（ Tpreh ）必須由至少3個(gè)試樣沒(méi)有早期裂紋證明測(cè)試類(lèi)型：對(duì)接焊縫（根運(yùn)行） ，測(cè)試焊縫（ HAZ -WM ）載入中：自制標(biāo)本，負(fù)荷水平取決于鋼板厚度測(cè)試時(shí)間： 16小時(shí)張力：強(qiáng)調(diào)作為收縮約束和改造殘余應(yīng)力的結(jié)果。的單V形對(duì)接接頭的根面被部分地滲透，以達(dá)到一個(gè)對(duì)應(yīng)的凹口效應(yīng)裂紋的位置：焊接熱影響區(qū)和/或WM裂紋識(shí)別：目視檢查，早期裂紋檢查通過(guò)金相切片或打開(kāi)手段強(qiáng)行氧化退火（ 250 C/3h ）之后。特殊的影響因素：鋼板厚度，接頭準(zhǔn)備，均勻預(yù)熱標(biāo)準(zhǔn)的裂紋敏感性：無(wú)裂縫條件（焊接金屬氫含量，預(yù)熱溫度，熱輸入），裂紋擴(kuò)展系數(shù)：總裂紋表面的比率來(lái)焊接截面積下面以Q235為例介紹小鐵研