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工藝因素

在金屬凝固過程中，金屬純度不同結晶速度不同，金屬結晶使得 體積減小收縮，產生拉伸變形，當變形量超過塑性變形極限就產生了 結晶裂紋。冶金因素和收縮力的因素是影響結晶裂紋形成的兩個主要 因素。從而可知焊絲與母材配套是非常重要的。

高強鋼焊接時經(jīng)常遇到延遲裂紋，原因是：鋼種的淬硬傾向；焊 接接頭的含氫量及其分布；焊接接頭約束應力狀態(tài)。這是產生延遲裂 紋的三大因素。

a.鋼的淬硬傾向，取決于鋼的材質，牌號越高，強度越硬，淬硬 性越強。板厚度大易產生冷裂縫，溫差大冷卻速度快易產生冷裂縫。在急劇冷卻的條件下容易發(fā)生脆斷。

b.氫的作用，氫是引起焊接件產生延遲裂紋的主要原因并且具有 延遲的特征。焊接接頭氫含量越高，則產生裂紋的傾向越大，當含氫量超過某 一臨界值時，便開始出現(xiàn)裂紋。氫的含量越大裂紋的尺寸和數(shù)量越大。氫的臨界含量與預熱溫度以及冷卻速度等而異，隨著碳當量的提高產 生焊接裂紋的臨界含氫量將降低。就是說：鋼的碳當量越高，強度越 高，產生焊接裂紋的臨界氫含量就越低，更易于產生冷裂紋。

c.焊接接頭約束應力狀態(tài)，在焊接時主要存在以下應力：不均勻 加熱和冷卻產生的熱應力；結構本身產生的應力，和結構的剛度、約 束條件、焊縫位置、焊接順序、構件自重以及負載有關。

焊接接頭再次加熱時，由于第一次焊接熱過程中的飽和碳化合物 （主要是釩、鉬、鉻的碳化物）再次析出，參與第二次焊接冶金過程， 造成晶界的弱化和脆化，當境界的塑性應變能力不足以承受焊接產生 的收縮應變時，就產生了再熱裂紋。

焊接時熔池金屬在凝固過程中，有大量的砌體要從金屬中逸出來，當凝固速度大于氣體逸出速度時，就形成氣孔。 

產生氣孔的主要原因：母材或填充金屬表面有銹、油污等，焊絲焊劑未烘干會增加氣孔量，因為銹、油污、焊藥皮、焊劑中的水分在 高溫下分解為氣體，增加了高溫金屬中的氣體含量。焊接能量過小， 熔池冷卻速度過快，不利于氣體逸出。焊縫金屬脫氧不足，焊芯銹蝕 或藥皮變質、剝落等因素也會增加氧氣孔。此外，埋弧自動焊電壓過 高，接頭未清理干凈，焊劑中混有垃圾，焊劑覆蓋厚度不當或焊劑斗 阻塞，焊絲表面清理不夠等，焊接過程中都易產生氣孔。 

氣孔的危害：氣孔減少了焊縫的有效面積，使焊縫疏松，從而降 低了焊縫強度，降低塑性，嚴重時還會引起泄漏。氣孔也是引起應力 集中的因素，應力集中易產生斷裂。氫氣孔還可能促成冷裂紋的出現(xiàn)。

焊材與母材匹配不當，或焊接過程中某些元素燒損等原因，容易 使焊縫金屬化學成分發(fā)生變化，造成焊縫金屬組織不符合要求。影響 力學性能下降，還會影響焊縫耐腐蝕性能！

焊接過程對焊件進行局部加熱，不均勻加熱是工件產生不均勻變 形的原因。焊縫和焊縫附近的金屬發(fā)生收縮。收縮發(fā)生在兩個方向：沿著長度方向的縱向收縮和垂直于焊縫的橫向收縮。 

偏析產生的原因是，熔池中的焊縫金屬在凝固過程中，液相、固 相兩相在變化著的。先結晶的固相比較純，后結晶的固相富集雜質， 由于焊接過程冷卻較快，結晶先后所產生的化學成分不均勻，從而形 成了偏析。

a.坡口尺寸不合理； 

b.坡口有油污； 

c.多層焊接時，層間清渣不徹底； 

d.焊接線能量?。?nbsp;

e.焊縫散熱太快，液態(tài)金屬凝固過快； 

f.焊條耀皮、焊劑化學成分不合理，熔點過高； 

g.多層分道焊接時，焊絲位置不當。

a.焊接電流小，熔深淺； 

b.坡口和間隙不合理，鈍邊太大； 

c.磁偏吹影響； 

d.焊條扁芯度太大； 

e.層間及焊根清理不良； 

f.焊絲未對準； 

a.焊接電流過?。?nbsp;

b.焊接速度過快； 

c.焊條角度不正確； 

d．產生弧偏吹現(xiàn)象； 

e.焊接處下坡焊位置，母材未融化時已被鐵水覆蓋； 

f.母材表面有油污或氧化物影響熔敷金屬與母材之間的融化結合；

g.焊縫拒不彎曲過大。

產生咬邊的主要原因是電弧熱量太高，即電流太大，焊絲速度太 小造成的。坡口不合理或裝配間隙不均勻，焊絲與工件角度不正，擺 動不合理，電弧過長，焊接次序不合理，焊接參數(shù)不當?shù)榷紩斐梢н叀?/span>

a.控制焊縫中硫鱗碳等有害元素。這些有害元素主要來源母材和 焊接材料。母材中的有害元素要低于國家標準，焊絲、焊條藥皮、焊 劑中的有害元素低于同牌號的母材。

b.對熔池進行變質處理。通過變質處理細化晶粒，不僅可以提高 焊縫金屬的力學性能，還可以提高抗結晶裂紋能力。 

c.調整熔渣的堿度。焊接熔渣的堿度越高，熔池中的脫硫脫氧越 完全。雜質越少，越不易形成低熔點化合物，并可以顯著降低焊縫金 屬的裂紋傾向。因此在焊接較重要的產品應選用堿性焊條和焊劑。 

d.防止結晶裂紋的工藝措施 

在產品一定的條件下，調整工藝措施可以有效防止結晶裂紋的產生。

第一調整焊接參數(shù)，得到抗裂能力較強的焊縫形成系數(shù)。焊縫形 成系數(shù)隨著電壓升高而增加，隨著電流增加而減小。當線能量不變時 焊接速度越大裂紋傾向就越大。

第二調整冷卻速度，冷卻速度越高變形率越大，結晶裂紋傾向就 越大。冷卻速度可以通過調整焊接參數(shù)、預熱以及施焊的時間來實現(xiàn)。通常用增加線能量來降低冷卻速度的效果是有限的，采用預熱效 果明顯，但是預熱成本高，勞動條件差，只有焊接結晶裂紋非常敏感 的材料時，才用預熱法。利用焊接產生的余熱可以降低冷卻速度，多 道焊接時，道與道之間不停頓連續(xù)施焊可以降低冷卻速度。焊接后及 時覆蓋也可以有效降低冷卻速度。 

第三調整焊接順序，降低約束力。在產品尺寸一定時，合理安排 焊接順序，對降低接頭剛度、減小變形有明顯效果，從而可以有效地 防止結晶裂紋。

a.選用優(yōu)質低氫焊接材料和低氫焊接工藝； 

b 控制氫的來源，烘干焊條、焊劑，注意環(huán)境濕度，仔細清理坡 口附近的油污、鐵銹； 

c.適當加入某些合金元素，提高焊縫金屬韌性，也可防止冷裂縫 產生；

d.工藝措施，正確的施工程序、焊縫位置和施焊順序，選擇焊接線能量，預熱溫度，焊后熱處理；

a.選用在熱裂紋敏感小的母材；比如鉻鉬鋼，鉻含量大于1.5%的 比小于1%的好。 

b．避免采用應力集中的結構，力求避免產生應力集中的缺陷（夾渣、為焊透等）； 

c.應選擇高溫強度低于母材的焊縫； 

d.提高預熱溫度，焊后采用緩冷措施，均可減少再熱裂紋的發(fā)生。 

e.用低強高速的焊縫蓋面，或焊完后用鎢極氬弧焊將表面重熔一次，也可以減緩殘余應力，有利于減少再熱裂紋

a.合理選配焊接材料； 

b.合理選用焊絲，焊絲質量要達標； 

c.適當降低焊速、焊前預熱，焊后緩冷； 

d.雙面焊接時，焊前適當預熱或減小電流，降低焊速； 

e.改進坡口； 

f.調整焊接參數(shù)或改變極性（直流）； 

g.合理安排焊接順序； 

a.清除焊絲坡口及其附近的油污、鐵銹、水分和雜物； 

b.焊劑按規(guī)定烘干； 

c.焊前預熱減緩冷卻速度； 

d.用偏強的線能量施焊； 

e.焊劑必須過篩、吹灰、烘干； 

f.調節(jié)覆蓋層厚度疏通焊劑

a.調整焊接工藝，當功率不變時，增加焊接速度可以使焊縫晶粒細化。為了減少熔池金屬過熱，在埋弧焊時可以向焊縫金屬中附加冷 焊絲，或在坡口預置碎焊絲。 

b.焊后熱處理，可以起到改善組織性能、消除殘余應力、排除擴 散氫的作用。 

c.由于化學成分引起的焊縫性能不符合要求，應采用在焊劑中添 加易燒毀的有用元素加以補償。 

1 設計措施

a.合理設計焊縫尺寸和形狀，焊縫尺寸大焊接變形大； 

c.盡可能減少不必要的焊縫； 

c.合理設置焊縫位置，盡可能對稱與截面中性軸，或使焊縫接近 中性軸，這對減少梁、柱構件撓曲變形有良好效果； 

2 工藝措施

a.采用反變形法，事先估計好變形的大小和方向，在裝配時給予 一個相反的變形與焊接變形相抵消，焊接后保持設計要求。 

b.剛性固定法，將構件加以固定，限制焊接變形。這種做法可以 減少焊接變形。 

c.合理選用焊接方法，用能量較低的焊接方法可以有效防止焊接變形。

d.合理的裝配順序可以有效減少焊接變形

a.焊接前應對焊件認真清理，多層焊接時應對前一層熔渣清除干凈。

b.防止未焊透、未熔合的措施 

c.調整焊接參數(shù)。 

d.修正坡口尺寸。 

e.焊絲送進速度與所選焊接參數(shù)相協(xié)調。 

f.進行操作，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時采取措施補救。

a.減少焊縫中的有害雜質（S、P、C）； 

b.控制和調整焊接速度； 

c. b.控制和調整焊縫冷卻速度。