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CWE-Blog#031 - 多邊化裂紋? 焊工需要知道的知識!!

什麼是多邊化裂紋?


多邊化裂紋是屬熱裂紋中的另一形態,又稱高溫低塑性裂紋。它是在結晶前沿已凝固的固相晶粒中,萌生出大量的晶格缺陷(如:空位和位錯),並在快速的冷卻條件下,由于不易擴散,它們暫時被保留,以過飽和的狀態存在于焊縫金屬中。另外,母材熱影響區在焊接熱循環的作用下,由于熱應變,金屬中的畸變能增加,然後在一定的溫度和應力的條件下,晶體缺陷由高能部位向低能部位轉化,即這些缺陷發生移動和聚集,從而形成了二次邊界,即所謂“多邊化邊界”。應當指出,這種多邊化邊界一般情況下並不與一次晶界重合。在焊接後的冷卻過程中,由于熱塑性降低,導致沿多邊化的邊界產生裂紋,故稱多邊化裂紋。


防止多邊化裂紋的措施有:

1. 加入可提高多邊化激活能的合金元素,如在鎳一鉻基單相奧氏體金屬中加入適量的鎢、鋁或擔等元素,使多邊形化晶界來不及形成,可以有效地避免產生多邊化裂紋;同時還應減少焊接過熱和焊接應力。


2. 焊接工藝及規範:

經過實踐證明,適當增加焊接線能量和提高預熱溫度,可以減小焊縫金屬的應變率,從而降低結晶裂紋的傾向。



3.接頭形式:

焊接接頭形式不同,將影響接頭的受力狀態,結晶條件和熱的分佈等,因而結晶裂紋的傾向也不同,在設計和施工時應特別注意,如表面堆焊和熔深較淺的對接焊縫抗裂性較高,熔深較大的對接和各種角接、搭接、t型接頭和外角接焊縫抗裂性較差,因為這些焊縫所承受得應力正好作用在焊縫的結晶面上,而這個面是晶粒之間聯繫較差,雜質聚集的地方,故易於引起裂紋。


對於厚板焊接結構,施工時常用多層焊,裂紋傾向比單層焊有所緩和,但對各層的熔深應注意控制。



4. 焊接技術:

接頭處盡量避免應力集中(錯邊、咬肉、未焊透等),也是降低裂紋傾向的有效方法。



5.焊接次序:

施工時焊接次序是很重要的,同樣的焊接方法和焊接材料,焊接次序不同,具有不同的結晶裂紋傾向。


總的原則是盡量使大多數焊縫能在較小剛度條件下焊接,使焊縫的受力較小。例如,鍋爐板與管束的焊接,採用同心圓式和平行線式都不利於應力疏散,只有採用放射交叉式的焊接次序才能分散應力。在一般情況下,盡可能採用對稱施銲,以利分散應力,減小裂紋傾向。



結論:

通過以上分析和討論,只要我們在設計和施工過程中,認真選材,科學制定施工程序,在很大程度上可以有效的防止焊接熱裂紋的產生,從而可以防止由於焊接裂紋而導致事故的發生。

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