工藝方面焊接時影響產(chǎn)生熱裂紋的工藝因素很多，如接頭形式、工藝規(guī)范、預(yù)熱溫度、結(jié)構(gòu)剛度和工件的夾固條件等都對焊縫的抗熱裂能力有一定影響。
（1）焊接工藝和規(guī)范。采用大電流、快速焊、單層焊、直線運(yùn)條前進(jìn)等，容易引起焊接應(yīng)力的工藝措施會促使產(chǎn)生熱裂紋。故在條件允許時，應(yīng)盡量采用小電流、多層焊，以減少熱裂紋的傾向。
焊接結(jié)構(gòu)剛度較大的工件時，常采用預(yù)熱的方法。預(yù)熱一方面可以減少冷卻速度，減緩在冷卻過程中產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，另一方面也可改善結(jié)晶條件，減少化學(xué)和物理上的不均勻性。預(yù)熱溫度要根據(jù)鋼種的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)剛度的大小而定。鋼種含碳量越高，其他合金元素越多，工作剛度越大，則要求預(yù)熱溫度越高。
（2）焊接次序。同樣的焊接性能材料和焊接規(guī)范，如果焊接次序不同，產(chǎn)生熱裂紋傾向也不同。原因是焊接次序不同產(chǎn)生的焊接應(yīng)力不同。應(yīng)采用合理的焊接次序最大限度地減小焊接應(yīng)力。
焊接中焊接冷裂紋
壓力容器焊接冷裂紋大多發(fā)生在焊接接頭的近縫區(qū)，但有時也可能擴(kuò)展到焊縫中。
冷裂紋有時在焊后立即出現(xiàn)，但有時要經(jīng)過幾小時、幾天、甚至更長的時間才出現(xiàn)。這些焊后經(jīng)過一段時間才出現(xiàn)的裂紋又叫延遲裂紋。延遲裂紋在制造過程中可能沒被發(fā)現(xiàn)，而在使用過程中就可能造成極其嚴(yán)重的后果。所以它比一般裂紋的危害性更大。
冷裂紋從表現(xiàn)形式上看有以下幾種類型：邊界裂紋、焊道下裂紋和根部裂紋。邊界裂紋是從焊縫與母材交界處開始，向母材中延伸。焊道下裂紋位于焊道之下的近縫區(qū)中，沒有發(fā)展到母材表面。根部裂紋起源于焊縫根部缺口形成的應(yīng)力集中處的熱影響區(qū)中，延伸進(jìn)入母材或焊縫。
1、淬火作用
近縫區(qū)或焊縫上所形成的冷裂紋與金屬相變過程中力學(xué)性能的急劇變化和復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。冷裂紋主要發(fā)生在中碳鋼、高碳鋼和高強(qiáng)度鋼中。這類鋼的主要特點(diǎn)是易于淬火，形成脆硬的馬氏體組織。特別是在焊接條件下近縫區(qū)的加熱溫度很高，熔合線附近則在1350℃以上，使奧氏體嚴(yán)重過熱，晶粒顯著長大。由金屬學(xué)可知，晶粒粗大的奧氏體更容易淬火，轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮鸟R氏體組織，使近縫區(qū)金屬性能變壞，特別是塑性下降，脆性增加。這時在復(fù)雜的焊接應(yīng)力的作用下，就會發(fā)生冷裂紋。
2、氫的作用
在焊接高溫下，一些含氫的化合物分辨析出原子狀態(tài)的氫，大量的氫溶解于熔池金屬中。隨著熔池溫度的下降，氫在金屬中的溶解度急劇降低。但焊接熔池的冷卻速度很快，氫來不及逸出而殘留在焊縫金屬中。氫在奧氏體和鐵素體中的溶解度及擴(kuò)散能力也有顯著差別。
通常焊縫金屬的碳當(dāng)量總比母材低一些，因而焊縫在較高溫度下就發(fā)生奧氏體分解，這時近縫區(qū)還尚未發(fā)生奧氏體轉(zhuǎn)變。由于焊縫金屬中氫的溶解度突然下降，擴(kuò)散能力提高，氫就向近縫區(qū)的奧氏體中擴(kuò)散。這樣就使近縫區(qū)聚集了大量的氫。隨著溫度的下降，近縫區(qū)的奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變時，溫度已經(jīng)很低，氫的溶解度更低，而且擴(kuò)散能力也已很微弱。于是氫便以氣體狀態(tài)進(jìn)到金屬的細(xì)微孔隙中并造成很大的壓力，使局部金屬產(chǎn)生很大的應(yīng)力，從而形成冷裂紋。
綜上所述，產(chǎn)生冷裂紋的原因有兩個：一個是金屬的脆化；一個是焊接應(yīng)力的作用。
（1）焊接工藝和規(guī)范。采用大電流、快速焊、單層焊、直線運(yùn)條前進(jìn)等，容易引起焊接應(yīng)力的工藝措施會促使產(chǎn)生熱裂紋。故在條件允許時，應(yīng)盡量采用小電流、多層焊，以減少熱裂紋的傾向。
焊接結(jié)構(gòu)剛度較大的工件時，常采用預(yù)熱的方法。預(yù)熱一方面可以減少冷卻速度，減緩在冷卻過程中產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，另一方面也可改善結(jié)晶條件，減少化學(xué)和物理上的不均勻性。預(yù)熱溫度要根據(jù)鋼種的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)剛度的大小而定。鋼種含碳量越高，其他合金元素越多，工作剛度越大，則要求預(yù)熱溫度越高。
（2）焊接次序。同樣的焊接性能材料和焊接規(guī)范，如果焊接次序不同，產(chǎn)生熱裂紋傾向也不同。原因是焊接次序不同產(chǎn)生的焊接應(yīng)力不同。應(yīng)采用合理的焊接次序最大限度地減小焊接應(yīng)力。
焊接中焊接冷裂紋
壓力容器焊接冷裂紋大多發(fā)生在焊接接頭的近縫區(qū)，但有時也可能擴(kuò)展到焊縫中。
冷裂紋有時在焊后立即出現(xiàn)，但有時要經(jīng)過幾小時、幾天、甚至更長的時間才出現(xiàn)。這些焊后經(jīng)過一段時間才出現(xiàn)的裂紋又叫延遲裂紋。延遲裂紋在制造過程中可能沒被發(fā)現(xiàn)，而在使用過程中就可能造成極其嚴(yán)重的后果。所以它比一般裂紋的危害性更大。
冷裂紋從表現(xiàn)形式上看有以下幾種類型：邊界裂紋、焊道下裂紋和根部裂紋。邊界裂紋是從焊縫與母材交界處開始，向母材中延伸。焊道下裂紋位于焊道之下的近縫區(qū)中，沒有發(fā)展到母材表面。根部裂紋起源于焊縫根部缺口形成的應(yīng)力集中處的熱影響區(qū)中，延伸進(jìn)入母材或焊縫。
1、淬火作用
近縫區(qū)或焊縫上所形成的冷裂紋與金屬相變過程中力學(xué)性能的急劇變化和復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。冷裂紋主要發(fā)生在中碳鋼、高碳鋼和高強(qiáng)度鋼中。這類鋼的主要特點(diǎn)是易于淬火，形成脆硬的馬氏體組織。特別是在焊接條件下近縫區(qū)的加熱溫度很高，熔合線附近則在1350℃以上，使奧氏體嚴(yán)重過熱，晶粒顯著長大。由金屬學(xué)可知，晶粒粗大的奧氏體更容易淬火，轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮鸟R氏體組織，使近縫區(qū)金屬性能變壞，特別是塑性下降，脆性增加。這時在復(fù)雜的焊接應(yīng)力的作用下，就會發(fā)生冷裂紋。
2、氫的作用
在焊接高溫下，一些含氫的化合物分辨析出原子狀態(tài)的氫，大量的氫溶解于熔池金屬中。隨著熔池溫度的下降，氫在金屬中的溶解度急劇降低。但焊接熔池的冷卻速度很快，氫來不及逸出而殘留在焊縫金屬中。氫在奧氏體和鐵素體中的溶解度及擴(kuò)散能力也有顯著差別。
通常焊縫金屬的碳當(dāng)量總比母材低一些，因而焊縫在較高溫度下就發(fā)生奧氏體分解，這時近縫區(qū)還尚未發(fā)生奧氏體轉(zhuǎn)變。由于焊縫金屬中氫的溶解度突然下降，擴(kuò)散能力提高，氫就向近縫區(qū)的奧氏體中擴(kuò)散。這樣就使近縫區(qū)聚集了大量的氫。隨著溫度的下降，近縫區(qū)的奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變時，溫度已經(jīng)很低，氫的溶解度更低，而且擴(kuò)散能力也已很微弱。于是氫便以氣體狀態(tài)進(jìn)到金屬的細(xì)微孔隙中并造成很大的壓力，使局部金屬產(chǎn)生很大的應(yīng)力，從而形成冷裂紋。
綜上所述，產(chǎn)生冷裂紋的原因有兩個：一個是金屬的脆化；一個是焊接應(yīng)力的作用。
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