焊接冶金学焊接缺陷及其控制4

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1、第第4章 焊接缺陷及其控制章 焊接缺陷及其控制?焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂偏析的形成及控制，夹杂的形成及控制。偏析的形成及控制，夹杂的形成及控制。?焊缝中的气孔焊缝中的气孔气孔的分类及形成机理，气孔形成的影响因素，气孔的防止措施。气孔的分类及形成机理，气孔形成的影响因素，气孔的防止措施。?焊接裂纹焊接裂纹焊接裂纹的种类和特征，结晶裂纹的形成与控制，延迟裂纹的形成与控制，其他裂纹的形成与控制。焊接裂纹的种类和特征，结晶裂纹的形成与控制，延迟裂纹的形成与控制，其他裂纹的形成与控制。上篇上篇焊接冶金焊接冶金上篇上篇焊接冶金焊接冶金由选择结晶和焊缝快冷造成的在晶粒尺度上的化学成分不均匀的现象

2、。由选择结晶和焊缝快冷造成的在晶粒尺度上的化学成分不均匀的现象。(1)显微偏析(1)显微偏析4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂一.偏析的形成及控制一.偏析的形成及控制1. 偏析的种类及形成原因偏析的种类及形成原因偏析焊缝中出现的化学成分分布不均匀的现象，是焊接裂纹形成的重要原因之一。偏析焊缝中出现的化学成分分布不均匀的现象，是焊接裂纹形成的重要原因之一。概念概念a) 焊缝晶粒的形态b) 合金元素的分布图4-1 马氏体不锈钢焊缝中的显微偏析4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂一.偏析的形成及控制一.

3、偏析的形成及控制1. 偏析的种类及形成原因偏析的种类及形成原因显微偏析的根本原因是选择结晶和快速冷却。显微偏析的根本原因是选择结晶和快速冷却。(1)显微偏析(1)显微偏析成因成因显微偏析的程度与晶粒尺寸有关，晶粒越粗大，偏析越严重。显微偏析的程度与晶粒尺寸有关，晶粒越粗大，偏析越严重。影响因素影响因素选择结晶使先结晶的晶粒内部溶质含量少，而后结晶的晶界附近溶质含量多。选择结晶使先结晶的晶粒内部溶质含量少，而后结晶的晶界附近溶质含量多。快速冷却使已结晶形成的晶粒来不及通过溶质的扩散实现均匀化。快速冷却使已结晶形成的晶粒来不及通过溶质的扩散实现均匀化。结果结果(2)区域偏析(2)区域偏析由选择结晶

4、和焊缝快冷造成的在焊缝整体上的化学成分不均匀的现象。由选择结晶和焊缝快冷造成的在焊缝整体上的化学成分不均匀的现象。区域偏析的根本原因是选择结晶和快速冷却。区域偏析的根本原因是选择结晶和快速冷却。4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂一.偏析的形成及控制一.偏析的形成及控制1. 偏析的种类及形成原因偏析的种类及形成原因概念成因结果概念成因结果先结晶的焊缝边缘溶质含量低，而后结晶的焊缝中心溶质含量高，即所含杂质及低熔共晶多，因而易于造成焊缝中心产生纵向裂纹。先结晶的焊缝边缘溶质含量低，而后结晶的焊缝中心溶质含量高，即所含杂质及低熔共晶多，因而易于造成焊

5、缝中心产生纵向裂纹。(3)层状偏析(3)层状偏析由结晶过程周期性变化而导致焊缝分层的化学成分不均匀的现象。由结晶过程周期性变化而导致焊缝分层的化学成分不均匀的现象。结晶过程周期性变化是由结晶过程放出结晶潜热和熔滴过渡时热能周期性变化造成的。结晶过程周期性变化是由结晶过程放出结晶潜热和熔滴过渡时热能周期性变化造成的。4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂一.偏析的形成及控制一.偏析的形成及控制1. 偏析的种类及形成原因偏析的种类及形成原因概念成因结果概念成因结果层状偏析常富集一些有害元素，降低焊缝性能。层状偏析常富集一些有害元素，降低焊缝性能。细晶粒

6、的焊缝金属，由于晶界的增多，晶粒内外成分差异减小，显微偏析程度降低。细晶粒的焊缝金属，由于晶界的增多，晶粒内外成分差异减小，显微偏析程度降低。(1)细化焊缝晶粒(1)细化焊缝晶粒(2)适当降低焊接速度(2)适当降低焊接速度高速焊接时，柱状晶近乎垂直地向焊缝中心线方向生长，在会合面处形成显著的区域偏析；而低速焊接时，柱状晶呈人字纹路向焊缝中部生长，区域偏析程度降低。高速焊接时，柱状晶近乎垂直地向焊缝中心线方向生长，在会合面处形成显著的区域偏析；而低速焊接时，柱状晶呈人字纹路向焊缝中部生长，区域偏析程度降低。4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂一.偏

7、析的形成及控制一.偏析的形成及控制2. 偏析的控制措施偏析的控制措施二.夹杂的形成及控制二.夹杂的形成及控制焊缝中存在固体异物的现象夹杂的种类焊缝中存在固体异物的现象夹杂的种类非金属夹杂金属夹杂非金属夹杂金属夹杂氧化物氮化物硫化物氧化物氮化物硫化物金属钨金属铜金属钨金属铜4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂夹杂夹杂物夹杂夹杂物 焊缝中所存在的固体异物降低焊缝强度和韧性增大热裂纹及层状撕裂倾向增大焊缝的低温脆性夹杂的危害焊缝中所存在的固体异物降低焊缝强度和韧性增大热裂纹及层状撕裂倾向增大焊缝的低温脆性夹杂的危害温度越高，熔渣易于流动和上升，减小形成

8、夹渣倾向；熔体越粘稠，熔渣聚集上升越慢，易于形成夹渣；冷却速度越快，形成夹渣的可能性越大；熔池搅拌强烈，形成夹渣的可能性增大。温度越高，熔渣易于流动和上升，减小形成夹渣倾向；熔体越粘稠，熔渣聚集上升越慢，易于形成夹渣；冷却速度越快，形成夹渣的可能性越大；熔池搅拌强烈，形成夹渣的可能性增大。1. 夹杂的形成夹杂的形成(1)熔渣残留(1)熔渣残留焊接熔渣在焊接过程中混入熔池内而残留在焊缝中的现象称为熔渣残留，而残留在焊缝中的固态渣称为夹渣。焊接熔渣在焊接过程中混入熔池内而残留在焊缝中的现象称为熔渣残留，而残留在焊缝中的固态渣称为夹渣。夹渣是由焊接操作失误或者接头设计不合理造成的，同时也受到其他因素

9、的影响，如温度、熔体粘度、冷却速度和搅拌作用等。夹渣是由焊接操作失误或者接头设计不合理造成的，同时也受到其他因素的影响，如温度、熔体粘度、冷却速度和搅拌作用等。4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂二.夹杂的形成及控制二.夹杂的形成及控制概念成因影响因素概念成因影响因素(2)反应生成新相(2)反应生成新相氧化性气体与液态金属中的铁、锰、硅、钛、铝等反应生成微小氧化物氧化性气体与液态金属中的铁、锰、硅、钛、铝等反应生成微小氧化物FeO、 MnO 、SiO2、TiO2和和Al2O3等，可能分布在焊缝金属内。等，可能分布在焊缝金属内。4.1焊缝中的偏析和

10、夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂1. 夹杂的形成夹杂的形成二.夹杂的形成及控制二.夹杂的形成及控制氧化物氮化物硫化物氧化物氮化物硫化物低碳钢和低合金钢焊接时，空气中的氮进入焊接区与铁反应生成氮化物低碳钢和低合金钢焊接时，空气中的氮进入焊接区与铁反应生成氮化物Fe4N。在一般的焊接条件下，焊缝很少存在氮化物，只有在保护不良时才会出现。在一般的焊接条件下，焊缝很少存在氮化物，只有在保护不良时才会出现。硫主要来源于焊条药皮、焊剂以及焊丝和母材，经冶金反应形成硫主要来源于焊条药皮、焊剂以及焊丝和母材，经冶金反应形成MnS和和FeS等硫化物，造成硫化物夹杂。等硫化物，造成

11、硫化物夹杂。(3)异种金属进入焊缝(3)异种金属进入焊缝4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂1. 夹杂的形成夹杂的形成二.夹杂的形成及控制二.夹杂的形成及控制TIG焊时，如果钨极浸入熔融金属或焊接电流过大，致使钨极熔化进入焊缝金属时就会产生夹钨。焊时，如果钨极浸入熔融金属或焊接电流过大，致使钨极熔化进入焊缝金属时就会产生夹钨。夹钨夹铜夹钨夹铜使用铜垫板时，不慎局部熔化而使铜进入焊缝金属即为夹铜，常见于焊缝背部表面。使用铜垫板时，不慎局部熔化而使铜进入焊缝金属即为夹铜，常见于焊缝背部表面。2. 夹杂的防止措施夹杂的防止措施严格限制焊接材料中硫和夹杂

12、物的含量。严格限制焊接材料中硫和夹杂物的含量。正确选择焊接渣系，使之更好的脱硫、脱氧。正确选择焊接渣系，使之更好的脱硫、脱氧。注意保护焊接熔池，防止空气侵入。注意保护焊接熔池，防止空气侵入。4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂4.1焊缝中的偏析和夹杂焊缝中的偏析和夹杂二.夹杂的形成及控制二.夹杂的形成及控制(1)冶金措施(2)工艺措施(1)冶金措施(2)工艺措施选用合适的焊接规范，以利于熔渣的浮出。选用合适的焊接规范，以利于熔渣的浮出。适当摆动焊条，以利于熔渣的浮出。适当摆动焊条，以利于熔渣的浮出。多层焊时，注意清除前一层焊缝的渣壳。多层焊时，注意清除前一层焊缝的渣壳。4.2焊缝中的气孔

13、焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔气孔是焊缝内部的气态腔体，它不仅减小焊缝的有效承载面积，而且会造成应力集中，降低焊缝的强度、韧性及疲劳性能。气孔是焊缝内部的气态腔体，它不仅减小焊缝的有效承载面积，而且会造成应力集中，降低焊缝的强度、韧性及疲劳性能。高温液态熔池溶解了较多气体，焊接冶金反应产生气体，这些气体在焊缝结晶过程中来不及逸出而残留在焊缝中，从而形成气孔。高温液态熔池溶解了较多气体，焊接冶金反应产生气体，这些气体在焊缝结晶过程中来不及逸出而残留在焊缝中，从而形成气孔。气孔的成因气孔的危害气孔的成因气孔的危害按产生气孔的气体来源按产生气孔的气体种类按产生气孔的气体来源按产生气孔的气

14、体种类析出型气孔反应型气孔氢气孔氮气孔一氧化碳气孔气孔的分类析出型气孔反应型气孔氢气孔氮气孔一氧化碳气孔气孔的分类1. 析出型气孔析出型气孔因溶解度差异而造成的过饱气体析出时所形成的气孔，称为析出型气孔。这类气体主要是由外部侵入熔池的氢和氮。因溶解度差异而造成的过饱气体析出时所形成的气孔，称为析出型气孔。这类气体主要是由外部侵入熔池的氢和氮。高温熔池溶解大量的氢、氮，冷却结晶时，氢、氮在金属中的溶解度急剧下降，大量过饱和气体需要析出，但因为焊接熔池冷却非常快，析出的气体来不及逸出，从而在焊缝中形成气孔。高温熔池溶解大量的氢、氮，冷却结晶时，氢、氮在金属中的溶解度急剧下降，大量过饱和气体需要析出

15、，但因为焊接熔池冷却非常快，析出的气体来不及逸出，从而在焊缝中形成气孔。概念概念4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔一.气孔的分类及形成机理一.气孔的分类及形成机理成因成因FeO+ C=CO+Fe (4-1)由冶金反应生成的气体所引起的气孔称为反应型气孔。反应性气体包括一氧化碳和水蒸气，二者均为不溶于金属的气体。由冶金反应生成的气体所引起的气孔称为反应型气孔。反应性气体包括一氧化碳和水蒸气，二者均为不溶于金属的气体。4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔2. 反应型气孔反应型气孔一.气孔的分类及形成机理一.气孔的分类及形成机理随熔池温度不断降低，熔

16、池金属的粘度增大，枝晶交叉，反应吸热而结晶加快，此时产生的一氧化碳不易逸出，从而形成一氧化碳气孔。在钢铁材料焊接中，熔池开始结晶时，熔池尾部的氧化物和碳含量偏高，发生下述反应，使一氧化碳气体增多。随熔池温度不断降低，熔池金属的粘度增大，枝晶交叉，反应吸热而结晶加快，此时产生的一氧化碳不易逸出，从而形成一氧化碳气孔。在钢铁材料焊接中，熔池开始结晶时，熔池尾部的氧化物和碳含量偏高，发生下述反应，使一氧化碳气体增多。一氧化碳气孔是在结晶过程中产生的，一般沿结晶方向分布，并呈现条虫形。一氧化碳气孔是在结晶过程中产生的，一般沿结晶方向分布，并呈现条虫形。二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响因素1.

17、气体的来源气体的来源(1)焊接区周围的空气侵入熔池(1)焊接区周围的空气侵入熔池空气侵入是焊缝产生氮气孔的主要原因。例如，低氢焊条引弧时，空气侵入是焊缝产生氮气孔的主要原因。例如，低氢焊条引弧时，CaCO3未能及时分解产生足够的起保护作用的未能及时分解产生足够的起保护作用的CO2，容易产生气孔。，容易产生气孔。(2)焊接材料吸潮(2)焊接材料吸潮空气中的水分容易吸附在焊条、焊剂等焊接材料上，易造成氢气孔的产生。空气中的水分容易吸附在焊条、焊剂等焊接材料上，易造成氢气孔的产生。4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔(3)工件及焊丝表面物质的作用(3)工件及焊丝表面物质的作用

18、工件及焊丝表面的氧化膜、铁锈及油污，在焊接过程中向熔池提供氢和氧，是焊缝产生气孔的主要原因。工件及焊丝表面的氧化膜、铁锈及油污，在焊接过程中向熔池提供氢和氧，是焊缝产生气孔的主要原因。铝表面的铝表面的Al2O3氧化膜，与金属基体结合牢固，非常易于吸潮，是形成氢气孔的重要原因。氧化膜，与金属基体结合牢固，非常易于吸潮，是形成氢气孔的重要原因。铁锈铁锈(mFe2O3nH2O)是氧化铁的水合物，可以提供氧化物，促进形成一氧化碳的反应，而且可以提供水分，成为氢的来源。是氧化铁的水合物，可以提供氧化物，促进形成一氧化碳的反应，而且可以提供水分，成为氢的来源。4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气

19、孔焊缝中的气孔二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响因素1. 气体的来源气体的来源油污通常含有大量的碳氢化合物，是氢的重要来源。油污通常含有大量的碳氢化合物，是氢的重要来源。产生气孔的过程，是由三个相互联系而又彼此不同的阶段所组成的，即气泡的生核、长大和上浮。产生气孔的过程，是由三个相互联系而又彼此不同的阶段所组成的，即气泡的生核、长大和上浮。(1)气泡的生核(1)气泡的生核需要条件需要条件液态金属中要有过饱和的气体液态金属中要有过饱和的气体要能满足气泡生核的能量条件要能满足气泡生核的能量条件4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响

20、因素2. 母材对气孔的敏感性母材对气孔的敏感性焊接熔池中存在大量的气泡容易生核的现成表面，如高熔点的固态质点表面、熔渣与液态金属的接触表面、熔池底部正在生长的树枝状晶粒表面等，特别是相邻树枝晶之间的凹陷处，是气泡最容易生核的地方。焊接熔池中存在大量的气泡容易生核的现成表面，如高熔点的固态质点表面、熔渣与液态金属的接触表面、熔池底部正在生长的树枝状晶粒表面等，特别是相邻树枝晶之间的凹陷处，是气泡最容易生核的地方。(2)气泡的长大(2)气泡的长大自发生核的气泡，由于体积小，表面曲率半径小，需要克服的外界压力非常大，所以很难长大。自发生核的气泡，由于体积小，表面曲率半径小，需要克服的外界压力非常大，

21、所以很难长大。在熔池中现成表面上生核的气泡，形状呈椭圆形，增大了曲率半径，降低了外界附加压力，比较容易长大。在熔池中现成表面上生核的气泡，形状呈椭圆形，增大了曲率半径，降低了外界附加压力，比较容易长大。4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响因素2. 母材对气孔的敏感性母材对气孔的敏感性在液态金属中，气泡生核后，必须克服外界压力，才能继续长大。在液态金属中，气泡生核后，必须克服外界压力，才能继续长大。(3)气泡的上浮(3)气泡的上浮生核、长大后的气泡是否会在焊缝中形成气孔，决定于气泡浮出速度和熔池金属结晶速度的差异。生核、长大后的气泡

22、是否会在焊缝中形成气孔，决定于气泡浮出速度和熔池金属结晶速度的差异。VeR (4-2) 4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响因素2. 母材对气孔的敏感性母材对气孔的敏感性产生气孔的条件为产生气孔的条件为Ve气泡浮出速度；气泡浮出速度；R 熔池结晶速度。熔池结晶速度。Ve气泡浮出速度（气泡浮出速度（cm/s）；）；g重力加速度（重力加速度（980cm/s2）；）； 液态金属的粘度（液态金属的粘度（Pas）；）；r气泡的半径（气泡的半径（cm）；）； L液态金属的密度（液态金属的密度（g/cm3）；）； G气体的密度（气体的密度（g/

23、cm3）。）。9)(22grVeGL=(4-3)4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔气泡浮出速度可以用气泡浮出速度可以用Stocks公式表达，即公式表达，即(3)气泡的上浮(3)气泡的上浮二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响因素2. 母材对气孔的敏感性母材对气孔的敏感性结晶速度越大，气泡越不易浮出，形成气孔倾向越大。结晶速度越大，气泡越不易浮出，形成气孔倾向越大。4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔(3)气泡的上浮(3)气泡的上浮二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响因素2. 母材对气孔的敏感性母材对气孔的敏感性金属导热性越好，接头的冷却速

24、度越大，熔池的结晶速度越大，气孔形成的敏感性越大。金属导热性越好，接头的冷却速度越大，熔池的结晶速度越大，气孔形成的敏感性越大。液态金属的粘度越大，气泡浮出越困难，易于形成气孔。液态金属的粘度越大，气泡浮出越困难，易于形成气孔。液态金属的密度越小，气泡浮出速度越小，因而铝、镁等低密度金属焊接时易于产生气孔。液态金属的密度越小，气泡浮出速度越小，因而铝、镁等低密度金属焊接时易于产生气孔。熔渣的氧化性增大时，由一氧化碳引起气孔的倾向增加。熔渣的还原性增大时，由氢引起的气孔倾向增加。适当调整熔渣的氧化性，可以有效地防止这两类气孔的生成。熔渣的氧化性增大时，由一氧化碳引起气孔的倾向增加。熔渣的还原性增

25、大时，由氢引起的气孔倾向增加。适当调整熔渣的氧化性，可以有效地防止这两类气孔的生成。(2)(2)焊条药皮和焊剂的影响焊条药皮和焊剂的影响碱性焊条药皮中的萤石碱性焊条药皮中的萤石(CaF2)，与氢反应生成，与氢反应生成HF，有效降低氢气孔的倾向。在埋弧焊剂的熔渣中，同时存在，有效降低氢气孔的倾向。在埋弧焊剂的熔渣中，同时存在CaF2和和SiO2时，对消除氢气孔更有效。药皮和焊剂中适当增加氧化性组成物，能与氢生成时，对消除氢气孔更有效。药皮和焊剂中适当增加氧化性组成物，能与氢生成OH，可降低氢气孔倾向。，可降低氢气孔倾向。(1)熔渣氧化性的影响(1)熔渣氧化性的影响4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4

26、.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响因素3. 焊接材料对气孔的影响焊接材料对气孔的影响(3)保护气体的影响(3)保护气体的影响采用采用CO2、CO2+Ar、Ar+CO2或或Ar+O2等活性气体进行保护焊时，可降低氢的分压和限制溶氢，还能降低液态金属的表面张力，增大其活性，有利于气体的排除，减小了氢气孔倾向。等活性气体进行保护焊时，可降低氢的分压和限制溶氢，还能降低液态金属的表面张力，增大其活性，有利于气体的排除，减小了氢气孔倾向。(4)焊丝成分的影响(4)焊丝成分的影响采用采用MAG方法焊接钢时，气氛中的方法焊接钢时，气氛中的CO2具有强烈的氧化性，将发生铁的氧

27、化：具有强烈的氧化性，将发生铁的氧化：4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响因素3. 焊接材料对气孔的影响焊接材料对气孔的影响Fe+ CO2=CO+FeO (4-5)由于熔池中增加了由于熔池中增加了FeO，将发生反应，将发生反应FeO+ C=CO+Fe ，于是增大了一氧化碳气孔的倾向，故希望焊丝中添加脱氧元素进行充分脱氧。，于是增大了一氧化碳气孔的倾向，故希望焊丝中添加脱氧元素进行充分脱氧。焊接工艺过程不正常，导致电弧不稳定或失去正常保护作用，均会增大外在气体的溶入，从而增大气孔的倾向。焊接工艺过程不正常，导致电弧不稳定或失去正常保

28、护作用，均会增大外在气体的溶入，从而增大气孔的倾向。交流焊接时的气孔倾向大于直流焊，直流正接时的气孔倾向大于直流反接，降低电弧电压可以减小气孔倾向。交流焊接时的气孔倾向大于直流焊，直流正接时的气孔倾向大于直流反接，降低电弧电压可以减小气孔倾向。熔池存在时间长有利于气体排出，但也会增加气体的溶入。对于反应性气体而言，应增大焊接热输入或适当预热，增大熔池存在时间，创造有利的气体排除条件。对于氢和氮等析出性气体，既要考虑气体的逸出，也要考虑气体的溶入，焊接工艺参数的影响存在最佳取值。熔池存在时间长有利于气体排出，但也会增加气体的溶入。对于反应性气体而言，应增大焊接热输入或适当预热，增大熔池存在时间，

29、创造有利的气体排除条件。对于氢和氮等析出性气体，既要考虑气体的逸出，也要考虑气体的溶入，焊接工艺参数的影响存在最佳取值。4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔二.气孔形成的影响因素二.气孔形成的影响因素4. 焊接工艺对气孔的影响焊接工艺对气孔的影响(1)焊接过程稳定性(2)电源特性及焊接参数(3)熔池存在时间(1)焊接过程稳定性(2)电源特性及焊接参数(3)熔池存在时间药皮不得脱落，焊剂或保护气体不能中断送给。气体保护焊时，必须防风，气体的成分也必须控制。药皮不得脱落，焊剂或保护气体不能中断送给。气体保护焊时，必须防风，气体的成分也必须控制。三.气孔的防止措施三.气孔的防

30、止措施1. 消除气体来源消除气体来源焊条与焊剂必须防潮，使用前进行烘干并应放在专用烘箱或保温桶中保管，做到随用随取。焊条与焊剂必须防潮，使用前进行烘干并应放在专用烘箱或保温桶中保管，做到随用随取。清除工件及焊丝表面的氧化膜、铁锈及油污等。对于铁锈采用机械清理方法，对于有色金属的氧化膜采用化学清洗与机械清理并用的方法。清除工件及焊丝表面的氧化膜、铁锈及油污等。对于铁锈采用机械清理方法，对于有色金属的氧化膜采用化学清洗与机械清理并用的方法。4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔(1) 加强焊接区保护，防止正常焊接条件遭到破坏加强焊接区保护，防止正常焊接条件遭到破坏(2) 对焊

31、接材料进行防潮与烘干处理对焊接材料进行防潮与烘干处理(3) 采取适当的表面清理方法采取适当的表面清理方法为减小为减小 CO气孔的倾向，可适当降低熔渣的氧化性；为减小氢气孔的倾向，可适当增加熔渣的氧化性。气孔的倾向，可适当降低熔渣的氧化性；为减小氢气孔的倾向，可适当增加熔渣的氧化性。CO2焊时，即使是焊接低碳钢，也必须采用合金钢焊丝。焊时，即使是焊接低碳钢，也必须采用合金钢焊丝。焊接纯镍时，应采用含铝和钛的焊丝和焊条。紫铜氩弧焊时，必须采用合金焊丝，如硅青铜或磷青铜焊丝。焊接纯镍时，应采用含铝和钛的焊丝和焊条。紫铜氩弧焊时，必须采用合金焊丝，如硅青铜或磷青铜焊丝。4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4

32、.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔三.气孔的防止措施三.气孔的防止措施2. 正确选用焊接材料正确选用焊接材料(1) 适当调整熔渣的氧化性适当调整熔渣的氧化性(2) CO2保护焊时，必须进行充分脱氧保护焊时，必须进行充分脱氧(3) 有色金属焊接时，脱氧更是最基本的要求有色金属焊接时，脱氧更是最基本的要求4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔4.2焊缝中的气孔焊缝中的气孔三.气孔的防止措施三.气孔的防止措施3. 控制焊接工艺条件控制焊接工艺条件防止焊接工艺条件不正常而导致不稳定或失去正常保护作用，从而减少外界气体的侵入。防止焊接工艺条件不正常而导致不稳定或失去正常保护作用，从而减少外界气体的侵入。尽量采用短弧焊

33、接，能采用直流焊就不采用交流焊，能采用直流反接就不采用直流正接。尽量采用短弧焊接，能采用直流焊就不采用交流焊，能采用直流反接就不采用直流正接。铝合金铝合金TIG焊时，采用低的热输入以减少熔池存在时间，从而减少氢的溶入；而铝合金焊时，采用低的热输入以减少熔池存在时间，从而减少氢的溶入；而铝合金MIG焊时，希望增大熔池存在时间，以利于气泡的逸出。焊时，希望增大熔池存在时间，以利于气泡的逸出。(1)保证焊接过程稳定(2)正确选择电源种类及焊接参数(3)合理控制熔池存在时间(1)保证焊接过程稳定(2)正确选择电源种类及焊接参数(3)合理控制熔池存在时间在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下，材料的原子结

34、合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙。在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙。焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹热 裂 纹冷 裂 纹其他裂纹热 裂 纹冷 裂 纹其他裂纹裂纹种类裂纹种类再热裂纹层状撕裂应力腐蚀裂纹再热裂纹层状撕裂应力腐蚀裂纹结晶裂纹液化裂纹多边化裂纹延迟裂纹脆硬脆化裂纹低塑性脆化裂纹结晶裂纹液化裂纹多边化裂纹延迟裂纹脆硬脆化裂纹低塑性脆化裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹表4-1 裂纹的分类及特征裂纹分类 形成原因 敏感温区 对应材料 出现位置 裂纹走向 结晶 裂纹 在焊缝结晶后期，由于

35、低熔共晶形成的液态薄膜削弱了晶粒间的联结，在拉应力作用下产生裂纹 在固相线以上稍高的温度 杂质较多的碳钢、 低中合金钢、奥氏体钢、镍基合金及铝 焊缝 沿奥氏 体晶界 高温液化裂纹 在焊接热循环峰值温度的作用下，在热影响区和多层焊的层间发生重熔，在拉应力作用下产生裂纹 在固相线以下稍低的温度 含 S、P、C 较多的镍铬高强钢、 奥氏体钢、镍基合金 热影响区或多层焊的层间 沿晶 热裂纹 多边化裂纹 已凝固的结晶前沿，在高温和应力的作用下，晶格缺陷发生移动和聚集，形成二次边界而呈现低塑性状态，在拉应力作用下产生裂纹 在固相线以下再结晶温度 纯金属及单相奥氏体合金 焊缝，少量在热影响区 沿奥氏 体晶界

36、 延迟 裂纹 在淬硬组织、氢和拘束应力的共同作用下而产生的具有延迟特征的裂纹 在 Ms 点以下 中、高碳钢，低、中合金钢，钛合金等 热 影 响区，少量在焊缝 沿晶或 穿晶 淬硬脆化裂纹 淬硬组织在焊接拉应力作用下产生的裂纹 在 Ms 点附近 含 碳 的Ni-Cr-Mo钢、马氏体不锈钢、工具钢 热 影 响区，少量在焊缝 沿晶或 穿晶 冷裂纹 低塑性脆化 裂纹 在较低温度下，由于被焊材料的收缩应变超过了材料本身的塑性储备而产生的裂纹 在 400以下 铸铁、 堆焊硬质合金 热影响区或焊缝 沿晶或 穿晶 再热裂纹 焊后对接头再次加热，在粗晶区由于应力松弛产生的附加变形大于该部位的塑性储备所引起的裂纹

37、一般在600 700 含有沉淀强化元素的高强钢、珠光体钢、奥氏体钢、镍基合金等 热影响区的粗晶区 沿晶 层状撕裂 钢板内部存在沿轧制方向的夹杂物，在垂直于轧制方向的拉应力作用下产生台阶式层状开裂 400 以下 含有杂质的低合金高强钢厚板结构 热影响区附近 沿晶或 穿晶 应力腐蚀裂纹 在腐蚀介质和拉应力的共同作用下产生的延迟开裂 任何温度 碳钢、低合金钢、不锈钢、铝合金等 焊缝或热影响区 沿晶或 穿晶 1. 焊接热裂纹焊接热裂纹热裂纹是指在较高温度下产生的裂纹，大部分在固、液相线温度区间产生，少量在稍低于固相线温度时产生。热裂纹是指在较高温度下产生的裂纹，大部分在固、液相线温度区间产生，少量在稍

38、低于固相线温度时产生。出现位置出现位置热裂纹多数出现在焊缝中，有时也出现在熔合区或热影响区内，一般沿奥氏体晶界断裂。热裂纹多数出现在焊缝中，有时也出现在熔合区或热影响区内，一般沿奥氏体晶界断裂。热裂纹包括三类：结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹。热裂纹包括三类：结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹。一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹热裂纹多数裂口贯穿表面并且是被氧化的，裂口宽度约为热裂纹多数裂口贯穿表面并且是被氧化的，裂口宽度约为0.050.5毫米，比冷裂纹的毫米，比冷裂纹的0.0010.01毫米要大几十倍，裂纹末端略呈圆形。毫米要大几十倍，

39、裂纹末端略呈圆形。敏感温区种类裂口特征敏感温区种类裂口特征(1)结晶裂纹(1)结晶裂纹在焊缝结晶的后期，已结晶的固态金属收缩，对尚未结晶的液态金属薄膜产生拉伸作用，残余液态金属不能及时填充因收缩而留下的空间，从而在焊缝中产生裂纹。在焊缝结晶的后期，已结晶的固态金属收缩，对尚未结晶的液态金属薄膜产生拉伸作用，残余液态金属不能及时填充因收缩而留下的空间，从而在焊缝中产生裂纹。形成原因形成原因出现位置出现位置含杂质较多的碳钢，低、中合金钢焊，奥氏体钢，镍基合金及铝合金的焊缝中。含杂质较多的碳钢，低、中合金钢焊，奥氏体钢，镍基合金及铝合金的焊缝中。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹1.

40、焊接热裂纹焊接热裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征敏感温区裂纹走向敏感温区裂纹走向在固相线以上稍高的温度区内，沿奥氏体晶界发生开裂。在固相线以上稍高的温度区内，沿奥氏体晶界发生开裂。(2)高温液化裂纹(2)高温液化裂纹在焊接热循环峰值温度作用下，在热影响区或多层焊的层间部位，发生低熔共晶重新熔化，从而在拉应力作用下产生裂纹。在焊接热循环峰值温度作用下，在热影响区或多层焊的层间部位，发生低熔共晶重新熔化，从而在拉应力作用下产生裂纹。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹1. 焊接热裂纹焊接热裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征形成原因形成原因出现位置出

41、现位置敏感温区敏感温区裂纹走向裂纹走向在固相线以下稍低的温度区内，沿奥氏体晶界发生开裂。在固相线以下稍低的温度区内，沿奥氏体晶界发生开裂。含硫、磷、硅和碳偏高的镍铬高强度钢、奥氏体钢及镍基合金的焊接热影响区或多层焊的层间部位。含硫、磷、硅和碳偏高的镍铬高强度钢、奥氏体钢及镍基合金的焊接热影响区或多层焊的层间部位。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹(3)多边化裂纹(3)多边化裂纹1. 焊接热裂纹焊接热裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征在固相线稍下的高温区内，沿奥氏体晶界发生开裂，断口呈现高温低塑性开裂特征，裂纹附近常伴随有再结晶晶粒的出现。在固相线稍下的高温区内，

42、沿奥氏体晶界发生开裂，断口呈现高温低塑性开裂特征，裂纹附近常伴随有再结晶晶粒的出现。形成原因出现位置敏感温区裂纹走向形成原因出现位置敏感温区裂纹走向已凝固的结晶前沿，在高温和应力的作用下，晶格缺陷发生迁移和聚集，形成二次边界（即多边化边界）而成低强度、低塑性状态，只要有轻微的拉应力，就会沿多边化边界开裂，产生多边化裂纹。已凝固的结晶前沿，在高温和应力的作用下，晶格缺陷发生迁移和聚集，形成二次边界（即多边化边界）而成低强度、低塑性状态，只要有轻微的拉应力，就会沿多边化边界开裂，产生多边化裂纹。在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝中产生，也可能在热影响区中形成。在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝中产生，也可

43、能在热影响区中形成。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹2. 焊接冷裂纹焊接冷裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征冷裂纹是指在较低温度下产生的裂纹，一般在马氏体转变温度以下或冷裂纹是指在较低温度下产生的裂纹，一般在马氏体转变温度以下或400以下产生，沿晶或穿晶断裂。以下产生，沿晶或穿晶断裂。出现位置出现位置冷裂纹冷裂纹主要发生在中碳钢、高碳钢以及合金结构钢的焊接热影响区中，也发生在超高强钢以及某些钛合金的焊缝中。冷裂纹冷裂纹主要发生在中碳钢、高碳钢以及合金结构钢的焊接热影响区中，也发生在超高强钢以及某些钛合金的焊缝中。延迟裂纹、淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹。延迟裂纹

44、、淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹。敏感温区种类敏感温区种类(1) 延迟裂纹延迟裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹2. 焊接冷裂纹焊接冷裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征在淬硬组织、氢和拘束应力的共同作用下而产生的具有延迟特征的裂纹 。在淬硬组织、氢和拘束应力的共同作用下而产生的具有延迟特征的裂纹 。形成原因形成原因出现位置出现位置中、高碳钢，低、中合金钢以及钛合金的焊接热影响区或焊缝中。中、高碳钢，低、中合金钢以及钛合金的焊接热影响区或焊缝中。敏感温区裂纹走向敏感温区裂纹走向在马氏体转变温度以下的温度区内，沿晶或穿晶发生开裂。在马氏体转变温度以下的温度区内，沿

45、晶或穿晶发生开裂。(2) 淬硬脆化裂纹淬硬脆化裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹2. 焊接冷裂纹焊接冷裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征淬硬组织在焊接拉应力的作用下立即产生，没有任何延迟特征的裂纹 。淬硬组织在焊接拉应力的作用下立即产生，没有任何延迟特征的裂纹 。形成原因形成原因出现位置出现位置含碳较高的镍铬钼钢、马氏体不锈钢以及异种钢的焊接热影响区或焊缝中。含碳较高的镍铬钼钢、马氏体不锈钢以及异种钢的焊接热影响区或焊缝中。敏感温区裂纹走向敏感温区裂纹走向在马氏体转变温度附近的温度区内，沿晶或穿晶发生开裂。在马氏体转变温度附近的温度区内，沿晶或穿晶发生开裂。

46、(3) 低塑性脆化裂纹低塑性脆化裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹2. 焊接冷裂纹焊接冷裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征在焊后冷却至较低温度下，由于收缩应变超过了材质本身所具有的塑性储备而产生的裂纹。在焊后冷却至较低温度下，由于收缩应变超过了材质本身所具有的塑性储备而产生的裂纹。形成原因形成原因出现位置出现位置铸铁补焊、硬质合金堆焊和高铬合金焊接的热影响区或焊缝中。铸铁补焊、硬质合金堆焊和高铬合金焊接的热影响区或焊缝中。敏感温区裂纹走向敏感温区裂纹走向在在400以下的温度区内，沿晶或穿晶发生开裂。以下的温度区内，沿晶或穿晶发生开裂。(1)再热裂纹(1)再热

47、裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹3. 其他裂纹其他裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征焊后对接头再次加热，在粗晶区因应力松弛产生的附加变形大于该部位的塑性储备所引起的裂纹。焊后对接头再次加热，在粗晶区因应力松弛产生的附加变形大于该部位的塑性储备所引起的裂纹。形成原因形成原因出现位置出现位置含有沉淀强化元素的钢材及镍及合金的焊接热影响区中的粗晶区。含有沉淀强化元素的钢材及镍及合金的焊接热影响区中的粗晶区。敏感温区裂纹走向敏感温区裂纹走向钢材：钢材：500700，镍基合金：，镍基合金：700 900，沿晶发生开裂。，沿晶发生开裂。两类：消除应力处理裂纹，应变时效

48、脆化裂纹。两类：消除应力处理裂纹，应变时效脆化裂纹。种类种类(2)层状撕裂(2)层状撕裂4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹3. 其他裂纹其他裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征沿轧制方向有夹杂物分布的厚板高强度钢，在焊接及使用过程中因厚度方向承受较大的拉应力而沿钢板轧制方向出现的一种台阶状裂纹。沿轧制方向有夹杂物分布的厚板高强度钢，在焊接及使用过程中因厚度方向承受较大的拉应力而沿钢板轧制方向出现的一种台阶状裂纹。形成原因形成原因出现位置出现位置含有夹杂物的低合金高强度钢的焊接热影响区或母材，而不会出现于焊缝中。含有夹杂物的低合金高强度钢的焊接热影响区或母材，而不会

49、出现于焊缝中。敏感温区裂纹走向敏感温区裂纹走向在在400以下的温度区内，沿晶或穿晶呈阶梯状开裂。以下的温度区内，沿晶或穿晶呈阶梯状开裂。图4-13 层状撕裂示意图图4-6 应力腐蚀裂纹(3)应力腐蚀裂纹(3)应力腐蚀裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹3. 其他裂纹其他裂纹一.焊接裂纹的种类和特征一.焊接裂纹的种类和特征在某种特定的腐蚀介质与相应水平的拉伸应力共同作用下产生的裂纹。在某种特定的腐蚀介质与相应水平的拉伸应力共同作用下产生的裂纹。形成原因出现位置形成原因出现位置碳钢、低合金钢、不锈钢及铝合金的焊缝或热影响区中。碳钢、低合金钢、不锈钢及铝合金的焊缝或热影响区中。敏感温

50、区裂纹走向敏感温区裂纹走向在任何温度下均可发生沿晶或穿晶开裂，且总是沿表面向纵深方向往里扩展。在任何温度下均可发生沿晶或穿晶开裂，且总是沿表面向纵深方向往里扩展。二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制脆性温度区间脆性温度区间在焊缝结晶后期存在的一个使焊缝金属变得塑性和强度很低的温度区间被称为脆性温度区间。在焊缝结晶后期存在的一个使焊缝金属变得塑性和强度很低的温度区间被称为脆性温度区间。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹在焊缝结晶的后期，即熔池结晶的固在焊缝结晶的后期，即熔池结晶的固-液阶段，由于选择结晶，已结晶的较纯的固相占主要部分，尚未结晶的含杂质较多的液态金属被排挤

51、在已结晶的固态晶粒之间，呈薄膜状分布，其塑性和强度很低。液阶段，由于选择结晶，已结晶的较纯的固相占主要部分，尚未结晶的含杂质较多的液态金属被排挤在已结晶的固态晶粒之间，呈薄膜状分布，其塑性和强度很低。焊缝结晶后期存在塑性和强度很低的液态薄膜，并受到拉应力的作用。焊缝结晶后期存在塑性和强度很低的液态薄膜，并受到拉应力的作用。已结晶的固态金属的冷却收缩造成正在结晶的固-液态金属产生拉应变或拉应力。当其超过液态薄膜的承载能力时，将在液态薄膜所处的晶界发生开裂，即形成结晶裂纹。已结晶的固态金属的冷却收缩造成正在结晶的固-液态金属产生拉应变或拉应力。当其超过液态薄膜的承载能力时，将在液态薄膜所处的晶界发

52、生开裂，即形成结晶裂纹。根本原因形成机理根本原因形成机理1. 结晶裂纹的形成机理结晶裂纹的形成机理图4-7 产生焊接结晶裂纹的条件TL液相线 TS固相线TB脆性温度区间e为焊缝在拉应力作用下产生的应变，其随温度的应变增长率为。为焊缝在拉应力作用下产生的应变，其随温度的应变增长率为。Te4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制1. 结晶裂纹的形成机理结晶裂纹的形成机理p表示脆性温度区内焊缝金属的塑性，在液态薄膜形成的时刻，表示脆性温度区内焊缝金属的塑性，在液态薄膜形成的时刻，P存在最小值存在最小值Pmin，称为塑性储备，此时焊缝金属产生的应

53、变为，称为塑性储备，此时焊缝金属产生的应变为e0。0minePes=pmin和和e0的差值为剩余塑性储备，即的差值为剩余塑性储备，即形成条件形成条件4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制1. 结晶裂纹的形成机理结晶裂纹的形成机理当应变增长率较小时，应变随温度按曲线当应变增长率较小时，应变随温度按曲线1变化，此时变化，此时e00。焊缝具有一定的剩余塑性储备量，不会产生结晶裂纹。焊缝具有一定的剩余塑性储备量，不会产生结晶裂纹。当应变增长率较大时，应变随温度按曲线当应变增长率较大时，应变随温度按曲线3变化，此时变化，此时e0pmin，es0。

54、焊缝在拉伸应力作用下产生的应变量已经超过了塑性储备量，焊缝必然产生结晶裂纹。焊缝在拉伸应力作用下产生的应变量已经超过了塑性储备量，焊缝必然产生结晶裂纹。形成条件形成条件4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制1. 结晶裂纹的形成机理结晶裂纹的形成机理当应变随温度按曲线当应变随温度按曲线2变化时，变化时，e0=pmin，es=0。焊缝在拉伸应力作用下产生的应变量等于塑性储备量，处于产生结晶裂纹的临界状态。此时的应变增长率称为临界应变增长率，记为。焊缝在拉伸应力作用下产生的应变量等于塑性储备量，处于产生结晶裂纹的临界状态。此时的应变增长率称为

55、临界应变增长率，记为CST。CSTTe(4-6)(4-6)因此，通过对比实际应变增长率和临界应变增长率因此，通过对比实际应变增长率和临界应变增长率CST来判断焊缝是否产生结晶裂纹。为防止结晶裂纹的产生，应满足如下条件：来判断焊缝是否产生结晶裂纹。为防止结晶裂纹的产生，应满足如下条件：形成条件形成条件图4-8 结晶温度区间宽度与结晶裂纹倾向的关系(1)冶金因素(1)冶金因素从材料材料角度考虑，影响结晶裂纹的冶金因素主要是材料的化学成分，它直接影响结晶温度区间的大小、低熔共晶的形态以及一次结晶的组织。从材料材料角度考虑，影响结晶裂纹的冶金因素主要是材料的化学成分，它直接影响结晶温度区间的大小、低熔

56、共晶的形态以及一次结晶的组织。结晶温度区间结晶温度区间4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制2. 结晶裂纹的影响因素结晶裂纹的影响因素合金元素含量开始增加时，结晶裂纹倾向增加；到合金元素含量开始增加时，结晶裂纹倾向增加；到S点时，结晶裂纹倾向最大；合金元素含量进一步增加时，结晶裂纹倾向降低。点时，结晶裂纹倾向最大；合金元素含量进一步增加时，结晶裂纹倾向降低。结晶温度区间越大，脆性温度区间越大，结晶裂纹倾向越大。结晶温度区间越大，脆性温度区间越大，结晶裂纹倾向越大。低熔共晶形态低熔共晶形态4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹(

57、1)冶金因素(1)冶金因素二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制2. 结晶裂纹的影响因素结晶裂纹的影响因素当液态第二相在固态基体相的晶粒交界处存在时，液当液态第二相在固态基体相的晶粒交界处存在时，液-固界面接触角固界面接触角可以从可以从0变化到变化到180。图4-9 第二相形状与界面接触角的关系越大，越难于润湿，形成液态薄膜的可能性越小，形成结晶裂纹的倾向越小。越大，越难于润湿，形成液态薄膜的可能性越小，形成结晶裂纹的倾向越小。因此，增大低熔共晶的表面张力，有利于避免结晶裂纹的形成。当最后结晶的低熔共晶以球状存在时，产生结晶裂纹的倾向最小。因此，增大低熔共晶的表面张力，有利于避免结晶

58、裂纹的形成。当最后结晶的低熔共晶以球状存在时，产生结晶裂纹的倾向最小。一次结晶组织一次结晶组织4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹(1)冶金因素(1)冶金因素二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制2. 结晶裂纹的影响因素结晶裂纹的影响因素晶粒越粗大，柱状晶方向越明显，越容易形成连续的液态薄膜，产生结晶裂纹倾向越大。晶粒越粗大，柱状晶方向越明显，越容易形成连续的液态薄膜，产生结晶裂纹倾向越大。形成单相组织时，如单相奥氏体，形成单相组织时，如单相奥氏体，S、P等杂质易向晶界富集，结晶裂纹倾向增大。等杂质易向晶界富集，结晶裂纹倾向增大。形成奥氏体形成奥氏体-铁素体双相组织时，晶

59、粒细化，打乱了晶粒的方向性，同时还能溶入较多的铁素体双相组织时，晶粒细化，打乱了晶粒的方向性，同时还能溶入较多的S、P，比单相奥氏体组织的结晶裂纹倾向小，比单相奥氏体组织的结晶裂纹倾向小.焊缝中的合金元素，通过影响结晶温度区间大小、低熔共晶形态以及一次结晶的组织而影响结晶裂纹的形成。焊缝中的合金元素，通过影响结晶温度区间大小、低熔共晶形态以及一次结晶的组织而影响结晶裂纹的形成。合金元素种类合金元素种类4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹(1)冶金因素(1)冶金因素二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制2. 结晶裂纹的影响因素结晶裂纹的影响因素对于钢材的焊接来讲，一种是促进

60、结晶裂纹形成的元素，如硫、磷、碳和镍等；另一种是抑制结晶裂纹形成的元素，如锰、硅、钛、锆和稀土元素等。对于钢材的焊接来讲，一种是促进结晶裂纹形成的元素，如硫、磷、碳和镍等；另一种是抑制结晶裂纹形成的元素，如锰、硅、钛、锆和稀土元素等。(2)应力因素(2)应力因素4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制2. 结晶裂纹的影响因素结晶裂纹的影响因素焊缝金属在结晶过程中所承受的应力主要是热应力。由于金属具有热胀冷缩的性质，已结晶焊缝金属冷却时会产生收缩，从而对邻近部位尚处于固焊缝金属在结晶过程中所承受的应力主要是热应力。由于金属具有热胀冷缩的性质

61、，已结晶焊缝金属冷却时会产生收缩，从而对邻近部位尚处于固-液两相中的晶间液膜产生拉伸作用。液两相中的晶间液膜产生拉伸作用。产生原因影响因素产生原因影响因素焊接结构尺寸越大，金属的线膨胀系数越大，焊接冷却速度越大，焊接次序不合理，产生结晶裂纹的倾向越大。焊接结构尺寸越大，金属的线膨胀系数越大，焊接冷却速度越大，焊接次序不合理，产生结晶裂纹的倾向越大。硫、磷是增大焊缝结晶裂纹倾向的最主要杂质，碳能促进硫和磷的偏析而增大结晶裂纹倾向。硫、磷是增大焊缝结晶裂纹倾向的最主要杂质，碳能促进硫和磷的偏析而增大结晶裂纹倾向。(1)冶金措施(1)冶金措施1) 控制焊缝中硫、磷和碳的含量控制焊缝中硫、磷和碳的含量

62、4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制3. 结晶裂纹的防止措施结晶裂纹的防止措施为防止产生结晶裂纹，必须严格限制母材和焊接材料中有害杂质的含量，使之满足焊接要求。为防止产生结晶裂纹，必须严格限制母材和焊接材料中有害杂质的含量，使之满足焊接要求。2) 改善焊缝的一次结晶组织改善焊缝的一次结晶组织向焊缝中加入向焊缝中加入Mo、V、Ti、Nb、Zr、Al及稀土元素等，改变结晶组织形态，细化晶粒，提高焊缝的抗裂性能。及稀土元素等，改变结晶组织形态，细化晶粒，提高焊缝的抗裂性能。焊接奥氏体不锈钢时，加入焊接奥氏体不锈钢时，加入Cr、Mo和和V等铁

63、素体化元素，使焊缝成为等铁素体化元素，使焊缝成为-双相组织，减少硫、磷在晶界上的分布，同时细化晶粒，有效防止结晶裂纹的产生。双相组织，减少硫、磷在晶界上的分布，同时细化晶粒，有效防止结晶裂纹的产生。3) 限制熔合比限制熔合比4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹(1)冶金措施(1)冶金措施二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制3. 结晶裂纹的防止措施结晶裂纹的防止措施对于一些易于向焊缝转移某些有害杂质的母材，焊接时必须尽量减小熔合比，如开大坡口、减小熔深或堆焊隔离层等。尤其是焊接中碳钢、高碳钢以及异种金属时，限制熔合比具有极重要的意义。对于一些易于向焊缝转移某些有害杂质的母

64、材，焊接时必须尽量减小熔合比，如开大坡口、减小熔深或堆焊隔离层等。尤其是焊接中碳钢、高碳钢以及异种金属时，限制熔合比具有极重要的意义。4) 利用利用“愈合作用愈合作用”少量的的低熔共晶存在于晶界，削弱晶粒间的联系，促使产生结晶裂纹；但当晶间存在大量低熔共晶时，液相在晶粒周围能自由流动，即使已形成收缩孔隙，也可以填补少量的的低熔共晶存在于晶界，削弱晶粒间的联系，促使产生结晶裂纹；但当晶间存在大量低熔共晶时，液相在晶粒周围能自由流动，即使已形成收缩孔隙，也可以填补“愈合愈合”，因而可以减小结晶裂纹倾向。，因而可以减小结晶裂纹倾向。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹(1)冶金措施(1)

65、冶金措施二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制3. 结晶裂纹的防止措施结晶裂纹的防止措施4) 利用利用“愈合作用愈合作用”这种由于晶间低熔共晶数量增多而使结晶裂纹倾向降低的现象，被称为这种由于晶间低熔共晶数量增多而使结晶裂纹倾向降低的现象，被称为“愈合作用愈合作用”。其实质是使合金成分超过最大结晶温度区间所对应的成分，从而减小结晶温度区间，达到降低产生结晶裂纹倾向的目的。其实质是使合金成分超过最大结晶温度区间所对应的成分，从而减小结晶温度区间，达到降低产生结晶裂纹倾向的目的。铝合金焊接时，常通过调整焊缝成分，利用铝合金焊接时，常通过调整焊缝成分，利用“愈合作用愈合作用” 来防止产生结

66、晶裂纹。例如，生产中常用来防止产生结晶裂纹。例如，生产中常用Al-Si合金焊丝，可以形成大量低熔共晶，流动性好，具有很好的合金焊丝，可以形成大量低熔共晶，流动性好，具有很好的“愈合作用愈合作用”，抗裂性能优异。，抗裂性能优异。(2) 应力控制应力控制选择合理的接头型式选择合理的接头型式熔深较大的对接和角接焊缝，所承受的横向应力正好作用在低熔共晶偏聚的焊缝中心区域，易形成结晶裂纹。因此，要尽量降低焊缝薄弱面所受的拉应力，如降低焊缝的深宽比，厚板采用多层焊等。熔深较大的对接和角接焊缝，所承受的横向应力正好作用在低熔共晶偏聚的焊缝中心区域，易形成结晶裂纹。因此，要尽量降低焊缝薄弱面所受的拉应力，如降

67、低焊缝的深宽比，厚板采用多层焊等。确定合理的焊接顺序确定合理的焊接顺序焊接顺序影响焊缝受力，应尽量使多数焊缝在较小的刚度下焊接，避免结构产生较大的拘束应力。焊接顺序影响焊缝受力，应尽量使多数焊缝在较小的刚度下焊接，避免结构产生较大的拘束应力。确定合理的工艺参数确定合理的工艺参数冷却速度越大，接头变形速度越大，越易产生结晶裂纹。因此，应控制焊接热输入，既要防止热输入过小造成冷速加大，又要防止热输入过大造成晶粒粗化，最好采取预热和缓冷措施，减小裂纹倾向。冷却速度越大，接头变形速度越大，越易产生结晶裂纹。因此，应控制焊接热输入，既要防止热输入过小造成冷速加大，又要防止热输入过大造成晶粒粗化，最好采取

68、预热和缓冷措施，减小裂纹倾向。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹二.结晶裂纹的形成与控制二.结晶裂纹的形成与控制3. 结晶裂纹的防止措施结晶裂纹的防止措施三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制延迟裂纹是焊接结构在焊接过程结束一段时间以后出现的一种冷裂纹，其威胁具有一定的隐蔽性，危害很大。延迟裂纹是焊接结构在焊接过程结束一段时间以后出现的一种冷裂纹，其威胁具有一定的隐蔽性，危害很大。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹三大因素延迟特征氢致特征三大因素延迟特征氢致特征延迟裂纹的出现和氢的存在有密切关系，因而这种裂纹又称为延迟裂纹的出现和氢的存在有密切关系，因而这

69、种裂纹又称为“氢致裂纹氢致裂纹”。熔池金属中氢的行为、材料的淬硬倾向和焊接接头的应力状态。熔池金属中氢的行为、材料的淬硬倾向和焊接接头的应力状态。在应力作用下，金属内部的微观缺陷前沿形成三向应力区，诱使氢向该处扩散并聚集，应力随之提高。在应力作用下，金属内部的微观缺陷前沿形成三向应力区，诱使氢向该处扩散并聚集，应力随之提高。图4-10 氢致裂纹的扩展过程三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制1. 延迟裂纹的形成机理延迟裂纹的形成机理(1)氢的行为及作用(1)氢的行为及作用氢致延迟开裂机理氢致延迟开裂机理4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹随该处氢浓度的提高，应力不断加大，

70、位错移动受阻而使该处变脆。当该处氢浓度达到某一临界值时，该处应力达到临界状态，缺陷就会发生启裂和扩展，扩展后的裂纹尖端又会形成新的三向应力区。随该处氢浓度的提高，应力不断加大，位错移动受阻而使该处变脆。当该处氢浓度达到某一临界值时，该处应力达到临界状态，缺陷就会发生启裂和扩展，扩展后的裂纹尖端又会形成新的三向应力区。三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制1. 延迟裂纹的形成机理延迟裂纹的形成机理(1)氢的行为及作用(1)氢的行为及作用4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹而后，氢又不断向新的三向应力区扩散，达到临界浓度时又发生了新的裂纹扩展。这种过程周而复始的不断进行，直至

71、形成由许多微观裂纹组成的宏观裂纹。而后，氢又不断向新的三向应力区扩散，达到临界浓度时又发生了新的裂纹扩展。这种过程周而复始的不断进行，直至形成由许多微观裂纹组成的宏观裂纹。由于裂纹启裂和扩展过程都伴随有氢的扩散，而氢的扩散是需要时间的，因而这种裂纹具有延迟的特征。由于裂纹启裂和扩展过程都伴随有氢的扩散，而氢的扩散是需要时间的，因而这种裂纹具有延迟的特征。氢致延迟开裂机理氢致延迟开裂机理对冷裂和氢脆有较大敏感性的钢种，为了降低焊缝的冷裂倾向，焊缝金属的含碳量一般控制在低于母材的水平。在这种情况下，熔合线附近的焊接热影响区容易出现延迟裂纹，这主要是由氢的动态行为所致。对冷裂和氢脆有较大敏感性的钢种

72、，为了降低焊缝的冷裂倾向，焊缝金属的含碳量一般控制在低于母材的水平。在这种情况下，熔合线附近的焊接热影响区容易出现延迟裂纹，这主要是由氢的动态行为所致。由于焊缝含碳量较低，其在较高温度发生相变，形成铁素体及珠光体等；而母材上的热影响区因含碳较多，相变滞后，尚未开始奥氏体分解。即焊缝相变温度界面由于焊缝含碳量较低，其在较高温度发生相变，形成铁素体及珠光体等；而母材上的热影响区因含碳较多，相变滞后，尚未开始奥氏体分解。即焊缝相变温度界面TAF导前于热影响区相变界面导前于热影响区相变界面TAM。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制1. 延迟

73、裂纹的形成机理延迟裂纹的形成机理(1)氢的行为及作用(1)氢的行为及作用氢对致裂部位的影响氢对致裂部位的影响图4-11 氢的扩散行为对致裂部位的影响4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹当焊缝由当焊缝由A转变为转变为F及及P时，氢的溶解度突然下降，而氢在时，氢的溶解度突然下降，而氢在F、P中的扩散速度很快，于是氢就很快地从焊缝越过熔合线中的扩散速度很快，于是氢就很快地从焊缝越过熔合线ab向尚未发生分解的热影响区中扩散。向尚未发生分解的热影响区中扩散。三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制1. 延迟裂纹的形成机理延迟裂纹的形成机理(1)氢的行为及作用(1)氢的行为及作用由于氢

74、在由于氢在A中的扩散速度低，不能很快扩散到距熔合线较远的母材中去，因而在熔合线附近的热影响区内形成了富氢带。中的扩散速度低，不能很快扩散到距熔合线较远的母材中去，因而在熔合线附近的热影响区内形成了富氢带。当滞后相变的热影响区由当滞后相变的热影响区由A向向M转变时，氢便以过饱和状态残留在转变时，氢便以过饱和状态残留在M中，促使这个地区进一步脆化，从而诱发延迟裂纹。中，促使这个地区进一步脆化，从而诱发延迟裂纹。氢对致裂部位的影响氢对致裂部位的影响马氏体组织马氏体组织过热区中奥氏体晶粒严重长大，快冷转变为粗大的马氏体。冷速越大，马氏体含量越高，冷裂倾向越大。钢中含碳量较高时，易形成又脆又硬的片状氏体

75、，裂纹易于形成和扩展。过热区中奥氏体晶粒严重长大，快冷转变为粗大的马氏体。冷速越大，马氏体含量越高，冷裂倾向越大。钢中含碳量较高时，易形成又脆又硬的片状氏体，裂纹易于形成和扩展。晶格缺陷晶格缺陷在焊接条件下，金属内形成大量的空位和位错等晶格缺陷，并发生移动和聚集。当其浓度达到一定值后，就会形成裂纹源。在应力的继续作用下，不断发生扩展而形成宏观裂纹。在焊接条件下，金属内形成大量的空位和位错等晶格缺陷，并发生移动和聚集。当其浓度达到一定值后，就会形成裂纹源。在应力的继续作用下，不断发生扩展而形成宏观裂纹。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控

76、制1. 延迟裂纹的形成机理延迟裂纹的形成机理(2)材料淬硬倾向的影响(2)材料淬硬倾向的影响组织类型组织类型冷裂敏感性增大顺序：铁索体、珠光体下贝氏体条状马氏体上贝氏体粒状贝氏体冷裂敏感性增大顺序：铁索体、珠光体下贝氏体条状马氏体上贝氏体粒状贝氏体M-A组元片状马氏体。组元片状马氏体。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制1. 延迟裂纹的形成机理延迟裂纹的形成机理(3)接头应力状态的影响(3)接头应力状态的影响热应力应力的种类热应力应力的种类不均匀加热及冷却过程中所产生的应力。不均匀加热及冷却过程中所产生的应力。组织应力组织应力金属相变

77、时因体积发生胀缩所产生的应力。金属相变时因体积发生胀缩所产生的应力。结构应力结构应力结构自身拘束条件（如自重、负载、结构刚度及其他部位冷却收缩等）所造成的应力。结构自身拘束条件（如自重、负载、结构刚度及其他部位冷却收缩等）所造成的应力。拘束应力拘束应力热应力、组织应力和结构应力的统称。热应力、组织应力和结构应力的统称。图4-12 拘束度的定义说明图4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制1. 延迟裂纹的形成机理延迟裂纹的形成机理(3)接头应力状态的影响(3)接头应力状态的影响用于评价焊接拘束应力大小的物理量，即单位长度焊缝在根部间隙产生单

78、位长度的弹性位移所需要的力。用于评价焊接拘束应力大小的物理量，即单位长度焊缝在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需要的力。拘束度拘束度E弹性模量弹性模量(N/mm2)；L拘束距离拘束距离(mm)；h板厚板厚(mm)；R拘束度拘束度(N/mmmm)；l焊缝长度焊缝长度(mm)；应力应力(N/mm2)；应变。应变。LEhLhbLhLlhPblPR=1(4-8)(4-8)4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹当当L减小而减小而h增大时，拘束度增大时，拘束度R增大。当增大。当R值大到一定程度时就会产生裂纹，这时的值大到一定程度时就会产生裂纹，这时的R值称为临界拘束度值称为临界拘束度Rcr。三.

79、延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制1. 延迟裂纹的形成机理延迟裂纹的形成机理(3)接头应力状态的影响(3)接头应力状态的影响临界拘束度临界拘束度Rcr越大，接头的抗裂性越强。因此，可用越大，接头的抗裂性越强。因此，可用Rcr作为冷裂敏感性的判据，即产生冷裂纹的条件是：作为冷裂敏感性的判据，即产生冷裂纹的条件是：R实际拘束度；实际拘束度；Rcr临界拘束度。临界拘束度。RRcr（4-9）临界拘束度临界拘束度实际拘束应力；实际拘束应力；crcr临界拘束应力。临界拘束应力。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹拘束度拘束度R反映了不同条件下接头所承受拘束应力反映了不同条件下接头所承

80、受拘束应力的大小。当拘束应力增大到开始产生裂纹时，此时的应力称为临界拘束应力的大小。当拘束应力增大到开始产生裂纹时，此时的应力称为临界拘束应力cr。三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制1. 延迟裂纹的形成机理延迟裂纹的形成机理(3)接头应力状态的影响(3)接头应力状态的影响临界拘束应力临界拘束应力crcr越大，接头抗裂性越强。因此，可用越大，接头抗裂性越强。因此，可用crcr值作为评定冷裂敏感性的判据，即产生冷裂纹的条件是：值作为评定冷裂敏感性的判据，即产生冷裂纹的条件是：crcr(4-10)(4-10)临界拘束应力反映了各种因素对延迟裂纹的作用，包括钢种的化学成分、接头的含氢量、

81、冷却速度和应力状态等。临界拘束应力反映了各种因素对延迟裂纹的作用，包括钢种的化学成分、接头的含氢量、冷却速度和应力状态等。临界拘束应力临界拘束应力(1)冶金措施(1)冶金措施1)改进母材的化学成分1)改进母材的化学成分采用低碳、多种微量合金元素的强化方式，在提高强度的同时，保证具有足够的韧性。采用精炼技术尽可能降低钢中的杂质，使硫、磷、氧和氮等元素控制在极低的水平。采用低碳、多种微量合金元素的强化方式，在提高强度的同时，保证具有足够的韧性。采用精炼技术尽可能降低钢中的杂质，使硫、磷、氧和氮等元素控制在极低的水平。2)严格控制氢的来源2)严格控制氢的来源对焊丝与钢板坡口附近的铁锈和油污等杂质应认

82、真清理。对焊条、焊剂应仔细烘干，注意环境湿度，采取防潮措施。对焊丝与钢板坡口附近的铁锈和油污等杂质应认真清理。对焊条、焊剂应仔细烘干，注意环境湿度，采取防潮措施。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制2. 延迟裂纹的防止措施延迟裂纹的防止措施3)适当提高焊缝的韧性3)适当提高焊缝的韧性适当加入钛、铌、钼、钒、硼、碲及稀土等微量元素，细化晶粒，韧化焊缝，利用焊缝的塑性储备，减轻了热影响区负担，从而降低整个接头的延迟裂纹敏感性。适当加入钛、铌、钼、钒、硼、碲及稀土等微量元素，细化晶粒，韧化焊缝，利用焊缝的塑性储备，减轻了热影响区负担，从而降

83、低整个接头的延迟裂纹敏感性。4)选用低氢的焊接材料和焊接方法4)选用低氢的焊接材料和焊接方法从防止延迟裂纹出发，应采用超低氢、高韧性的焊接材料，或采用二氧化碳气体保护焊方法，以获得低氢焊缝。从防止延迟裂纹出发，应采用超低氢、高韧性的焊接材料，或采用二氧化碳气体保护焊方法，以获得低氢焊缝。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹(1)冶金措施(1)冶金措施三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制2. 延迟裂纹的防止措施延迟裂纹的防止措施采用奥氏体焊条焊接淬硬倾向较大的合金钢，利用奥氏体塑性好、溶氢能力强的特点，能很好避免延迟裂纹的产生。采用奥氏体焊条焊接淬硬倾向较大的合金钢，利用

84、奥氏体塑性好、溶氢能力强的特点，能很好避免延迟裂纹的产生。适当预热可以减小焊接热应力，降低冷却速度，有效防止延迟裂纹的产生。钢种淬硬倾向越大，强度级别越高，板材越厚，预热温度越高。适当预热可以减小焊接热应力，降低冷却速度，有效防止延迟裂纹的产生。钢种淬硬倾向越大，强度级别越高，板材越厚，预热温度越高。2)严控焊接热输入2)严控焊接热输入重要焊接结构，必须严格控制焊接热输入，既要防止热输入过大引起的晶粒粗化，又要防止热输入过小引起的淬硬组织。重要焊接结构，必须严格控制焊接热输入，既要防止热输入过大引起的晶粒粗化，又要防止热输入过小引起的淬硬组织。3)焊后低温热处理3)焊后低温热处理焊后低温热处理

85、可使氢充分逸出，也有降低残余应力的作用。根据焊后低温热处理温度高低和加热时间长短，还可能有一定的组织改善作用，可以有效防止延迟裂纹的产生。焊后低温热处理可使氢充分逸出，也有降低残余应力的作用。根据焊后低温热处理温度高低和加热时间长短，还可能有一定的组织改善作用，可以有效防止延迟裂纹的产生。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹(2)工艺措施(2)工艺措施三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制2. 延迟裂纹的防止措施延迟裂纹的防止措施1)适当预热1)适当预热同单层焊相比，多层焊的后一层焊道的焊接热可促使前一层焊道中的氢迅速逸出，并可使前一层焊道热影响区的淬硬层软化，因而能够显

86、著减少焊缝根部的延迟裂纹。同单层焊相比，多层焊的后一层焊道的焊接热可促使前一层焊道中的氢迅速逸出，并可使前一层焊道热影响区的淬硬层软化，因而能够显著减少焊缝根部的延迟裂纹。5)采用多层焊4)合理安排焊缝及焊接次序5)采用多层焊4)合理安排焊缝及焊接次序合理安排焊缝及焊接次序可以有效降低结构的拘束度，降低拘束应力，从而有效防止延迟裂纹的产生。合理安排焊缝及焊接次序可以有效降低结构的拘束度，降低拘束应力，从而有效防止延迟裂纹的产生。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹(2)工艺措施(2)工艺措施三.延迟裂纹的形成与控制三.延迟裂纹的形成与控制2. 延迟裂纹的防止措施延迟裂纹的防止措施但

87、多层焊时必须严格控制层间温度，以便使扩散氢逸出，否则氢会发生逐层积累，而且在多次加热的条件下可能产生较大的残余应力，反而增大延迟裂纹倾向。但多层焊时必须严格控制层间温度，以便使扩散氢逸出，否则氢会发生逐层积累，而且在多次加热的条件下可能产生较大的残余应力，反而增大延迟裂纹倾向。4.3 焊接裂纹焊接裂纹4.3 焊接裂纹焊接裂纹四.其他裂纹的形成与控制四.其他裂纹的形成与控制请自学有关本节的主要内容！请自学有关本节的主要内容！1. 再热裂纹再热裂纹2. 层状撕裂层状撕裂3. 应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹1. 论述焊缝中产生偏析的种类、危害及成因，如何防止？论述焊缝中产生偏析的种类、危害及成因，如何防止

88、？2. 论述焊缝中出现夹杂的种类、危害及成因，如何防止？论述焊缝中出现夹杂的种类、危害及成因，如何防止？3. 气孔的危害是什么？它是怎样形成的？如何防止？气孔的危害是什么？它是怎样形成的？如何防止？4. 说明焊接裂纹的种类及其基本特征。说明焊接裂纹的种类及其基本特征。5. 焊接结晶裂纹的形成机理是什么？影响因素有哪些？防止措施是什么？焊接结晶裂纹的形成机理是什么？影响因素有哪些？防止措施是什么？6. 焊接延迟裂纹产生的条件是什么？如何防止？焊接延迟裂纹产生的条件是什么？如何防止？7. 焊接含碳量高或合金元素较多的钢种时，延迟裂纹会出现在接头的哪个部位？焊接含碳量高或合金元素较多的钢种时，延迟裂纹会出现在接头的哪个部位？思考题思考题第4章 焊接缺陷及其控制第4章 焊接缺陷及其控制第4章 焊接缺陷及其控制第4章 焊接缺陷及其控制