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淺析點焊機焊接裂紋產(chǎn)生的原因及防范措施

更新時間:2018-09-27   點擊次數(shù):1309次
點焊機裂紋按其產(chǎn)生部位不同可分為根部裂紋、弧坑裂紋、熔合區(qū)裂紋以及熱影響區(qū)裂紋等。按其產(chǎn)生的溫度和時間不同可分為熱裂紋、冷裂紋以及再熱裂紋。
熱裂紋:經(jīng)常發(fā)生在焊縫中,有時也出現(xiàn)在熱影響區(qū),焊縫中縱向裂紋一般發(fā)生在焊道中心,與焊縫長度方向平行。橫向熱裂紋一般沿柱狀晶發(fā)生,并與母材的晶粒間界相連,與焊縫長度方向垂直。根部裂紋發(fā)生在焊縫根部,弧坑裂紋大都發(fā)生在弧坑中心的等軸晶區(qū),有縱、橫、星狀幾種類型。熱影響區(qū)中的熱裂紋有橫向,也有縱向,但都沿晶界發(fā)生,熱裂紋的微觀特征一般是沿晶界開裂,又稱晶間裂紋。當(dāng)裂紋貫穿表面與外界空氣相通時,沿?zé)崃鸭y折斷的端口表面呈氧化色彩(如藍(lán)灰色等)。熱裂紋產(chǎn)生的原因:因為焊接過程中熔池金屬中的硫、磷等雜質(zhì)在結(jié)晶過程中形成低熔點共晶,隨著結(jié)晶過程的進(jìn)行,它們逐漸被排擠在晶界,形成了“液態(tài)薄膜”,而在焊縫凝固過程中由于收縮的作用,焊縫金屬受拉應(yīng)力,“液態(tài)薄膠”不能承受拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。防止產(chǎn)生熱裂紋的措施:①限制鋼材及焊接材料中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量。特別是減少硫、磷等雜質(zhì)的含量及降低碳的含量。②調(diào)節(jié)焊縫的化學(xué)成分,改善焊縫組織,細(xì)化焊縫晶粒,以提高其塑性,減少或分散偏析程度,控制低熔點共晶的影響。③提高焊條的堿度,以降低焊縫中的雜質(zhì)的含量。④控制焊接規(guī)范,適當(dāng)提高焊縫系數(shù),用多層多道焊法,避免中心偏析,可防止中心線裂紋。⑤采取降低焊接應(yīng)力的措施,收弧時填滿弧坑。
焊接變形和焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施
焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形等。
點焊機焊接過程中,對焊件進(jìn)行不均勻加熱和冷卻,是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。
減少點焊機焊接應(yīng)力與變形的工藝措施主要有:
一、預(yù)留收縮變形量 根據(jù)理論計算和實踐經(jīng)驗,在焊件備料及加工時預(yù)先考慮收縮余量,以便焊后工件達(dá)到所要求的形狀、尺寸。
二、反變形法 根據(jù)理論計算和實踐經(jīng)驗,預(yù)先估計結(jié)構(gòu)焊接
變形的方向和大小,然后在焊接裝配時給予一個方向相反、大小相等的預(yù)置變形,以抵消焊后產(chǎn)生的變形。
三、剛性固定法 焊接時將焊件加以剛性固定,焊后待焊件冷卻到室溫后再去掉剛性固定,可有效防止角變形和波浪變形。此方法會增大焊接應(yīng)力,只適用于塑性較好的低碳鋼結(jié)構(gòu)。
四、選擇合理的焊接順序 盡量使焊縫自由收縮。焊接焊縫較多的結(jié)構(gòu)件時,應(yīng)先焊錯開的短焊縫,再焊直通長焊縫,以防在焊縫交接處產(chǎn)生裂紋。如果焊縫較長,可采用逐步退焊法和跳焊法,使溫度分布較均勻,從而減少了焊接應(yīng)力和變形。
五、錘擊焊縫法 在焊縫的冷卻過程中,用圓頭小錘均勻迅速地錘擊焊縫,使金屬產(chǎn)生塑性延伸變形,抵消一部分焊接收縮變形,從而減小焊接應(yīng)力和變形 。
六、加熱“減應(yīng)區(qū)”法 焊接前,在焊接部位附近區(qū)域(稱為減應(yīng)區(qū))進(jìn)行加熱使之伸長,焊后冷卻時,加熱區(qū)與焊縫一起收縮,可有效減小焊接應(yīng)力和變形。
七、焊前預(yù)熱和焊后緩冷 預(yù)熱的目的是減少焊縫區(qū)與焊件其他部分的溫差,降低焊縫區(qū)的冷卻速度,使焊件能較均勻地冷卻下來,從而減少焊接應(yīng)力與變形。