焊接裂纹的产生及防止措施

《焊接裂纹的产生及防止措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、焊接裂纹与防止措施填角焊接作业时常会出现部份焊道龟裂的情形，要如何预防与降低填角焊道龟裂的发生率?近年来随着机械、能源、交通、石油化工等工业发展，各种焊接结构也不断朝向功能性与大型化发展，部分焊接结构还需要在高温、深冷以及强腐蚀介质等恶劣的环境下工作，因此各种高强度钢、高合金钢及特种合金的应用也日益增多，然而这些材料往往都比较容易产生各种焊接裂缝。通常焊接裂纹可能出现在焊道和热影响区的表面，也可能出现在内部。部分焊接裂纹相当微细，不容易以肉眼检查发现，甚至使用放射线检测、超音波检测等方法也常造成漏检。若要预防与降低

2、焊接裂缝的发生，首先要识别它们的型态、特征与发生原因等，可以有助于焊接工程师找到防止裂纹的适当施工设计方案。以下将按照焊接裂纹的种类与防止措施以及焊接设计详细说明。焊接裂纹的种类与防止措施焊接裂纹的种类繁多，产生的机构与敏感条件也各不相同，有些焊接裂纹在焊后会立刻出现，有些则可能在焊后依段时间后才产生，也有些昰在使用过程中，在一定的外界条件诱发下产生。因此，焊接裂纹的复杂性使得焊接裂纹缺陷比其它的焊接缺陷的预防更加困难。焊接裂纹大多按照裂纹之产生的部位、型态与发生之机制来分类。图1乃常见焊接裂纹的发生部位与型态。表

3、1与表2分别显示一般热裂纹与冷裂纹发生原因与防止措施。当我们足够清楚掌握各种焊接裂纹的基本知识之后，我们不难发现，焊接裂缝缺陷是可以透过充分的焊接设计与施工来预防的。例如，主要构材之焊道起点与终点应焊上与母材同样材质之导焊板，再予焊接即可防止焊接缺陷发生，最后再将首尾之导焊板予以切除并磨平，而溢焊部位则视需要予以磨平以免应力集中。其避免或减低之改善措施与方法包括了彻底依照标准与规格要求来施工，以及焊后可由目视、使用焊道规或认可之样本比较等方法测出，再来补强与修正。图1常见裂纹的发生部位与型态编号裂纹位置与名称1焊道

4、纵向裂纹2焊道横向裂纹3熔合区裂纹4焊道根部裂纹5热影响区裂纹6焊趾裂纹7焊道下裂纹8层状撕裂9弧坑纵向裂纹10弧坑横向裂纹11弧坑星形裂纹表1常见热裂纹发生原因与防止措施发生原因防止措施开槽断面形状不良确认深/宽之危险比例，约1.2~1.8就会发生焊接裂纹电流值过大，一次渗透太深1.在不造成渗透不足的情况下，降低电流值2.调整TIP与母材间距，降低电流值3.熔填量有要求时，改用较细焊材4.电流值不能降低时，调整开槽角度、间隙、摆幅、电压或焊枪角度使焊道渗透较宽与较浅电压太低，焊道宽度太窄，最后1.选择较高电流，来

5、改善凝固状态凝固区熔于焊道内部2.适用电压范围小时，以调整摆幅与焊枪角度来配合焊接速度太快，柱状晶对向凝固1.降低移行速度高2.选择适当电流与电压开槽角度太窄产生梨形焊接裂纹增大开槽角度、根部间隙加大、调整摆幅和电压温遮护气体成分不当较窄之开槽或大电流焊接情况应使用适当比例之混合气焊枪角度太大减少焊枪角度(垂直±20°)熔坑处理不当1.使用导焊板，使焊坑在导焊板上龟2.研磨或凿削方式除去熔坑缺陷3.熔坑除去后以后退法续焊裂假焊处理不当1.开槽内尽量不要假焊2.选择适当的假焊焊接条件(预热、增加入热量、减少冷却速度)

6、拘束力太强1.避免过大拘束力、考虑焊接顺序2.厚板或双面焊接之第一道焊接可适度提高入热量3.施行预热(250~300℃)以降低应力电弧不安定1.清除表面之油脂、锈和油漆2.确保气体之遮护效果3.调整送线系统4.充分执行焊材管理5.电气系统之维修表2常见热裂纹发生原因与防止措施发生原因防止措施母材热影响区硬度过大确认热影响区发生焊接裂纹之危险值(Hmax￡350Hv)母材易于硬化选用碳当量Ceq和龟裂敏感性Pcm较低之母材Ceq(%)=C+Si/24+Mn/6+Ni/15+Cr/5+Mo/4Pcm(%)=C+Si/3

7、0+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/15+5B冷却速度太快1.焊件之热容量较小时(薄板/小焊件)，提高入热量2.大型焊件，采用适当预热处理条件3.复杂形状焊件预热与焊后热处理低焊接处表面有油脂、水、锈和油1.清洁焊接处表面漆附着2.焊后加热焊道使氢逸出气体遮护不良检查供气系统温板厚太大、焊道太短尽量设计较长之焊道入热量太小，冷却速度太快1.许可范围内提高入热量2.适用加热处理来降低冷却速度龟焊趾产生应力集中1.避免焊道相交之设计2.焊道需要修补时先行预热3.起弧和熔坑不要落于绕边焊道

8、与转角处裂焊接变形过大1.选择角变形较小之焊接设计2.进行适当之预热处理3.焊接金属强度不可高于母材太多4.尽量施行对称之双面焊接5.焊趾形状不良或补强太高以研磨机去除适当之焊接设计焊接设计应考虑母材之可焊性、焊材与母材之匹配、焊接效率、焊接方式、焊道尺寸、焊接变形及接合板挫屈等因素。举填角焊道为例来说明，根据美国焊接协会钢结构焊接法规(AWSＤ１.１)之规