1、焊接冷裂紋及其測定方法（小鐵研）焊接裂紋是最危險的焊接缺陷，嚴重地影響著焊接結構的使用性能和安全可靠性。根據形成焊接裂紋的溫度可分為熱裂紋和冷裂紋；根據裂紋發(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200-300C以下形成；冷裂紋不是在焊接過程中產生的，而是在焊后延續(xù)一定的時間后才產生，如果鋼的焊接接頭冷卻到濕溫后并在一定的時間（幾小時、幾天、甚至十幾天以后）才出現的冷裂紋稱為延遲裂紋；冷裂紋多在焊接熱影響區(qū)內產生，如沿應力集中的焊縫根部形成的冷裂紋稱為焊根裂紋。沿應力集中的焊趾處形成的冷裂紋稱

2、為焊趾裂紋。在靠近堆焊焊道的熱影響區(qū)內所形成的裂紋稱為焊道下裂紋。冷裂紋有時也在焊縫金屬內發(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，冷裂紋的斷口無氧化色。冷裂紋產生的原因：鋼材的淬火傾向，殘余應力，焊縫金屬和熱影響區(qū)的擴散氫含量。其中氫的作用是形成冷裂紋的重要因素。當焊縫和熱影響區(qū)的含量較高時，焊縫中的氫在結晶過程中向熱影響區(qū)擴散，當這些氫不能逸出時，就聚集在離熔合線不遠的熱影響區(qū)中；如果被焊材料的淬火傾向較大，焊后冷卻下來，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力，在上述幾種因素的作用下，導致了冷裂紋的產生。防止冷裂紋的具體措施如下：（1）焊前

3、預熱和焊后緩冷，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散，并起到減少焊接應力的作用。（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。在焊前應仔細清除坡口周圍的水、油、銹等污物，以減少氫的來源。（3）選擇合適的焊接規(guī)范。尤其是焊接速度，即不能過快，也不能太慢。焊接速度太快，易形成淬火組織；焊接速度太慢，會使熱影響區(qū)變寬，總之，都會產生冷裂紋。在焊接時，采用合理的裝配和焊接順序，以減少焊接殘余應力。（4）焊后及時進行消除應力熱處理和去氫處理，消除殘余應力，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、0C的溫度下保溫2h-6h,然后緩冷。其主要目的使焊縫金屬內的氫的擴散加速逸出。因此，正確測定焊接冷裂紋十分重要。焊接冷裂紋傾向的測定方法很多，常用的有：最高硬度法、斜y坡口對接裂紋試驗法（“小鐵研式”抗裂實驗）、剛性拘束裂紋試驗（RRC試驗）、拉伸拘束試驗（TRC）、插銷試驗等。按照接頭拘束類型可把抗裂試驗分為自拘束抗裂試驗和外拘束性抗裂試驗兩大類。自拘束抗裂試驗主要評價材料（焊材）抗熱、冷裂紋性能，確定焊接規(guī)范（不開裂時）及熱處理情況（包括預熱、后熱）。這種試驗只是定性地進行。象小鐵研試驗、窗口試驗等。外拘束性試驗適用于定量評定材料的裂紋傾向，以及可以比較深入地進行有關理論研究工作，像插銷

5、試驗法等。我在此僅簡要對小鐵研實驗進行介紹。測試目的：對接焊縫（HAZ-WM組合）的冷裂紋敏感性。主要應用領域：驗收測試，研究和開發(fā)。材料：高強度非合金或低合金鋼（盤）和相應的適當的填充材料。測試厚度：T210毫米。標本號：1至3的每個條件。所要求的預熱溫度（Tpreh）必須由至少3個試樣沒有早期裂紋證明測試類型：對接焊縫（根運行），測試焊縫（HAZ-WM）載入中：自制標本，負荷水平取決于鋼板厚度測試時間：三16小時張力：強調作為收縮約束和改造殘余應力的結果。的單V形對接接頭的根面被部分地滲透，以達到一個對應的凹口效應裂紋的位置：焊接熱影響區(qū)和/或WM裂紋識別：目視檢查，早期裂紋檢查通過金相切

6、片或打開手段強行氧化退火（250C/3h）之后。特殊的影響因素：鋼板厚度，接頭準備，均勻預熱標準的裂紋敏感性：無裂縫條件（焊接金屬氫含量，預熱溫度，熱輸入），裂紋擴展系數：總裂紋表面的比率來焊接截面積下面以Q235為例介紹小鐵研實驗的具體步驟：blA1/O二坡口采用直Y型試驗，打Y型坡口，參數如圖上所示實際操作：坡口可用砂輪機、角磨機、刨床、銃床加匚出來綜合操作復雜程度和加工精確度,選擇使用牛頭創(chuàng)床加工，60度刀。（牛頭刨床型號：B665）第-步：取-樣板，使較平的側向下裝夾（不平的-側待加平整人先給樣板預緊，用小錘輕敲，使板卜側盡量緊貼虎鉗底部，再夾緊虎鉗.6LOurnar開動刨床，同時向卜

7、進給適當距離，配合水平進給，將樣板不平箍表面創(chuàng)平D要求同樣的方法加工另-塊樣板.三、焊接：先在縫兩端GOmm處焊上拘束焊縫（雙面），然后在屮間焊上試驗焊縫。第步：把焊材放平，破口對齊間距為2恤，兩端用焊條點焊，固定下。第二步：用J422焊條（直徑2,5mm）,電流100AT分別給縫距兩端60mm范圍內打底，做拘束焊縫。焊完后，在反面同樣的操作。做完后再翻回原來的那面，敲去焊渣，換盲徑為3.2mm的焊條在焊縫上用150A的電流焊第二層，焊完第二步：在上-步的基礎上，刀具向下進給4mm,開動機尿，匚作臺緩慢水平進給，至到坡口尺寸符合焊縫第步：將匚作臺移動到刀具正下方，調雜刀具垂宜進給，使刀尖傑近樣

8、板。后再焊反面。同樣再焊第二層.第三步：用直徑3,2mni的J422焊條焊接電流120150A,在中間焊上試驗焊縫,試驗焊縫盡量平整，與兩端拘束焊縫留A3mm的距離四、進行實驗b橫斷面裂紋試件裂紋率計算表而裂紋發(fā)生率計算：表面裂紋發(fā)生率=(Ll+L2+)/(Lc)X100%=(EL.i/Lc)X100%斷面裂紋發(fā)生率計算：斷面裂紋發(fā)生率=(hl+h2+)/(5H)X100%=(ELi/Lc)X100%試件焊好后,在自然條件卜放置48小時才可進行。1、敲去焊渣，清理焊縫表面污垢，用低倍放大鏡觀察焊縫表面。數出焊縫表面裂紋惰況，并作記錄a2、將試驗焊縫用圓盤鐵刀切成同樣寬度的6片，檢査5個斷面的裂紋深度，并作記錄a3計算表面裂紋發(fā)生率和斷面裂紋發(fā)生率a表面裂紋斜Y形坡I丨“小鐵研”試驗焊接接頭的拘東度大根據計算和實際測定達700MPa以上.大大超過實際對接接頭的拘東度iffII.焊縫根部應力集中K,棍部又:尖角焊縫受力條件較苛刻，冷裂敏感性很大II詢國內外沒有評定“小鐵研”試驗裂紋敏感性的統(tǒng)一標準,但町以根據裂紋率進行相對評4股認為低汁金鋼“小鐵研”試驗浪面裂紋率小丁20%時，川丁般焊接結構生產是安全的如果試驗川的焊接參數不變，川不同預熱溫.度進彳J試驗，就可以測定HMil.冷裂紋的臨界預熱溫度作為評定鋼材