① 焊缝成分的控制:选择合适的焊接材料,限制有害的杂质,严格控制硫、磷的含量。 ② 调整工艺:限制过热,采用小的焊接电流和小的焊接速度;控制成形系数;减小熔合比;减小拘束度。
20、 请分析冷裂纹形成过程中氢的作用。
答:焊接过程中,高温熔池溶入了大量的氢,随后熔池的凝固过程中,由于溶解度急剧下降,氢要
极力逸出,但由于冷却速度很快,使氢来不及逸出而被滞留在焊缝金属中。相比之下,而周围基体(母材)中氢含量较少,从而造成氢的较大的浓度梯度,过饱和的氢极不稳定,氢由焊缝金属向热影响区扩散。
由于焊缝金属含碳量较低,焊缝金属先于母材在较高温度下发生奥氏体的分解,形成铁素体和珠光体组织。而氢在铁素体和珠光体中溶解度小,因此将进一步促使氢向热影响区进行扩散。另一方面由于热影响区仍然处于奥氏体状态,氢的扩散速度较小,不能扩散到离焊缝边界较远的母材中去,因此在焊缝和母材交界处形成富氢区。当扩散的氢浓度足够高时,就可能导致延迟裂纹的产生。 21、 如何防止和减少冷裂纹?
答:防止冷裂纹,必须控制三方面的因素:
(1)控制组织脆化。 (2)限制扩散氢的含量。 ① 严格限制氢的来源;
② 预热或者焊后紧急热处理,可减少扩散氢的含量; ③ 对焊接冷裂倾向大的高强钢,可采用奥氏体焊条; (3)控制拘束应力。
从设计到施焊工艺的制定,必须力求减小刚度或拘束度;调整施焊顺序,降低焊接接头的拘束应力。
22、 焊缝中的偏析的形成及其特点。 答:焊缝金属中常见的偏析主要有以下几种:
① 显微偏析,又称之为晶界偏析。
钢在凝固过程中,先结晶的固相其溶质浓度较低,随着凝固界面的推移,溶质不断在凝固前言聚集,使后结晶的固相溶质含量较高,也使晶界处富集了较多的杂质相;
特点:焊缝金属柱状晶内晶包亚结构界面较多,其偏析比柱状晶晶间偏析低;树枝晶存在较多的晶间毛细间隙,比胞状晶界有更大的亚晶界偏析倾向。柱状晶的偏析可能会引起热裂纹。
② 层状偏析,是指焊缝金属横剖面的化学成分不均匀的现象。
层状偏析是由于结晶过程放出结晶潜热和熔滴过渡时,热输入的周期性变化,使树枝晶生长速度呈周期性变化,从而使晶界上溶质原子的聚集发生周期性的变化。
特点:层状偏析常呈不连续、有一定宽度的链状偏析带,带中常夹杂一些有害的元素,并可能出现气孔等缺陷。 ③ 区域偏析。
焊缝柱状晶晶体在熔合熔合线向焊缝中心外延生长的过程中,会将溶质或杂质排挤到中心区域,称之为区域偏析。
其特点是,溶质分布呈明显的区域特征,在中心较高,而边界处较低。