第五章 消除应力裂纹及其防治措施
焊后焊件在一定温度范围内再次加热时，由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹，称为消除应力裂纹，又叫再热裂纹。
5.1消除应力裂纹特征及其产生原因
为了防止残余应力造成结构的低应力脆性破坏，一些重要结构（如厚壁压力容器和核电站的反应容器）焊后要求进行消除应力处理。对某些材料（如含有沉淀强化元素的高强度钢）焊后并未发现裂纹，而在消除应力处理过程中出现裂纹。 1.消除应力裂纹的特征
生产于焊后再次加热条件下，对于消除应力裂纹敏感性的钢，都存在一个最易产生消除应力裂纹的温度区间。如沉淀强化的低合金钢为500-700℃之间，在此温度范围内裂纹最高而且开裂所需时间最短。不同材料产生消除应力裂纹的温度不同。
消除应力裂大都产生在融合区附近的粗晶区，有时也可能产生于焊缝中，具有典型的晶间开裂性质。裂纹沿原奥氏体晶界扩展，终止在晶区。
消除应力裂纹的产生是以大的残余应力为决定条件，因此常见于拘束度较大的大型产品上应力集中的部位。应力集中系数K越大，开裂所需的临界应力越低。
与母材的化学成分有关，含有Cr、Mo、V等能起沉淀强化作用元素的钢，对消除应力裂纹的敏感性较高。此外，如沉淀硬化型的耐热
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合金、抗蠕变铁素体钢、沉淀硬化奥氏体钢等，也都有消除消除应力裂纹倾向。
2.消除应力裂纹产生的原因
经过大量实验研究确认，消除应力裂纹的产生是由于晶界优先滑动而导致微裂发生并扩展所致。即焊后再热时，在残余应力松弛过程中，粗晶区应力集中部位的晶界滑动变形量超过了该部位的塑性变形能力，就会产生消除应力裂纹。理论上消除应力裂纹产生的条件可用下式表示：
ｅ＞ｅ。
式中 ｅ——粗晶区局部晶界的实际塑性应变
ｅ。——粗晶区局部晶界的塑性变形能力，即不产生开裂的临界应变量
5.2 防止消除应力裂纹的措施
由上述可知，消除应力裂纹的产生主要取决钢种的化学成分和过热区应力集中部位残余应力的大小。因此，其防止措施主要也从这两方面着手。
1.除应力裂纹敏感性低的母材在制造焊后必须进行消除应力裂纹处理的结构时，应选用对消除应力裂纹敏感性低的母材，从而可从根本上避免再热裂纹的产生。此外，还应考虑杂质的影响，尽量降低S 、P 、As 、Sb 、Sn等元素的含量。在实际生产中，最初参照计算数据和他人的经验外，还必须进行消除应力裂纹敏感性实验，才能获得可靠结论。
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2.选用低强高塑性的焊接材料
除应力裂纹多发生在过热区集中部位，只是因为这些部位在再热过程中产生较大蠕变同时晶界强度又比较低的缘故。如能使蠕变能集中在体积较大而塑性又高的焊缝，就可以防止消除应力裂纹的产生。采用强度低、塑性较高的焊接材料就可以满足这一要求，但这一措施只有当焊缝强度足够时才可以用。
3.控制结构的刚性与焊接残余应力
通过改进接头的形式，可以降低结构的刚性从而防止了消除应力裂纹。如大型厚壁容器及下降管接头都是内伸式，接头刚度大，应力集中严重，焊后有较高的残余应力，退火过程中很容易产生裂纹。若将下降管改为插入式，入孔加强圈改为外贴式，可有效地防止消除应力裂纹。
4.工艺方面的措施
1）预热。是防止消除应力裂纹的有利措施之一，在200—450℃的温度范围内预热可以取得较好的效果。为了防止消除应力裂纹，应将原定的预热温度适当提高。
2）焊后及时进行加热。后热可起到与预热相同的效果，并可降低预热温度。
3）控制线能量。线能量对消除应力裂纹的影响比较复杂，与钢种的成分、热影响区的状态和残余的应力的分布等因素有关。
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第六章 焊件的质量检验方法
6.1 非坏性检验方法
1.外观检查
是用肉眼借助样板或用低倍（约10倍）放大镜及量具观察焊件，检查焊缝的外形尺寸是否合格，以及有无气孔、咬边、满溢以及焊接裂纹等表面缺陷的方法。所以也称为目视检查。 2.射线探伤
射线探伤的方法是利用X射线、γ射线，它们都是波长很短的电磁波，习惯上统称为光子。
图三 光电导摄像管
X射线的波长为0.001～0.1mm，γ射线的波长为0.0003～0.1mm。 X射线具有一定能量的高速运动着的电子突然被阻止时，伴随电子动能的消失或转化会产生。
γ射线是由放射性物质内部原子核的衰变过程产生的。 高能X射线是指射线能量在1MeV以上的X射线。 与探伤有关的X射线的性质如下： ①不可见，以光速直线传播。
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②不带电，不受电场和磁场的影响。
③具有穿透可见光不能穿透的物质的能力，并且在物质中有衰减。
④可以使物质电离，能使胶片感光，也能使某些物质产生荧光。 ⑤能产生生物效应，伤害和杀死细胞。
γ射线的性质与X射线相似，由于其波长比X射线短，因而射线能量高，具有更大的穿透力。
高能X射线除具有一般的 X射线的性质外，由于其能量很大，因此又不同于一般的X射线，其特性主要表现为：穿透力 、灵敏度 、透照幅度。
射线探伤的主要方法：按其显示缺陷的方法不同，可分为射线照相法探伤、射线荧光屏观察法探伤、射线实时成像法探伤和计算机断层扫描技术等。 3.超声波探伤
超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发挥缺陷的一种无损检测方法。主要用于检测金属材料和非金属材料的内部缺陷。超声波探伤具有成本低、操作方便、检测厚度大、对人和环境无害等突出优点，但也存在诸如探伤不直观、难以确定缺陷的性质、评定结果在很大程度上受操作着技术水平和经验的影响及不能给出永久性记录等缺点。 4.磁粉探伤
磁粉探伤是通过铁磁性材料进行磁化所产生的漏磁场，来发现其
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