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机器人焊接热裂纹形成的原因及预防措施

焊接裂纹是焊接缺陷中非常严重的缺陷,严重影响焊接结构的使用性能和安全可靠性。许多焊接结构的损伤事故都是由焊接裂纹引起的。裂纹不仅降低了焊接接头的强度,而且由于裂纹端部的间隙较大,还会引起严重的应力集中,从而促进了裂纹的发展和焊接结构的损伤。根据焊接裂纹形成的温度,可分为热裂纹和冷裂纹。根据裂纹的位置,可分为焊缝金属裂纹和热效应裂纹。

热裂

焊接机器人在焊接过程中,焊缝金属和热影响区冷却到固相线附近的高温区时,会产生焊接裂纹。

1热裂纹的形成

焊缝金属的热裂纹也称为凝固裂纹。由于大部分焊接材料为合金,合金的凝固从开始到结束都在一定的温度范围内进行,这是热裂纹产生的根本原因。焊缝金属中许多杂质的凝固温度低于焊缝金属的凝固温度。首先,凝固焊缝金属将熔点较低的杂质推入凝固结晶晶界,形成一层液膜。由于熔池在焊接过程中的冷却速度非常高,导致焊缝金属在冷却过程中发生收缩,导致焊缝金属产生拉应力。当凝固的焊缝金属沿晶界被拉时,没有足够的液态金属来补充,就会产生细小的裂纹。随着温度的不断降低,拉应力不断增大,裂纹不断扩展,称为  凝固裂纹。

当焊缝金属中存在大量低熔点杂质时,焊缝金属容易产生凝固裂纹,在母材和焊接材料中发现有害杂质,特别是硫。硫与铁结合在钢中形成硫化亚铁(FeS)FeS与铁反应形成共晶物质。钢的凝固温度远低于988℃的钢。因此,硫足是引起钢焊缝金属凝固裂纹的最主要因素。此外,钢中含碳量高有利于晶界处的富硫,这也是促进凝固裂纹形成的原因,所以使用含碳量低的焊接材料有利于防止凝固裂纹的形成。

热影响区熔合线附近的热裂纹称为液化裂纹或热撕裂。在多层焊接中,前一层的一部分是后一层的热影响区,因此在熔接线附近也可能发生液化裂纹。液化裂缝的成因与凝固裂缝的成因基本相似。这种裂纹可能是冷裂纹的裂纹源,因此是有害的。

热裂纹的显著特征是截面呈蓝黑色,即金属在高温下氧化的颜色。有些是热裂纹流入矿渣的痕迹。此外,大多数孤立坑裂缝是热裂缝。

2、防止热裂纹的措施

锰具有脱硫作用。在锰含量不足、碗状体和碳含量高的情况下,基材和路堤材料容易产生热裂纹。一般情况下,贱金属、焊条、焊丝的硫含量不应超过0.04%。一般情况下,低碳钢和低合金网状焊条和焊丝的含碳量不应超过0.12%。正确选择电极类型,选用合格的优质电极是防止电极电弧焊热裂纹的重要措施。

1对于高水合肼性能的焊接件,由于焊接过程中垂直变形小,焊接应力增大,产生热裂纹。为减少焊接应力,应选择合适的焊接规范,必要时应采取预热和冷却措施,并将焊接正交和焊接顺序安排在一起。

2调整焊缝金属的合金成分,如焊接铬镍不锈钢,适当增加焊缝金属的铬含量,可显著提高蜡烛金属的热裂纹抗力。焊接金属时加入镊子、钒、铁、铌、断口、铝等元素,可消除浓液膜,有效防止热裂。

3热裂纹板易在孤立坑中产生,即电弧坑裂纹。用电极电弧焊时,必须注意电弧坑的填充。


点击次数:  更新时间:2019-08-12 10:10:47  【打印此页】  【关闭

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