焊接过程中最常见的一种严重缺陷就是焊接裂纹。裂纹直接影响着焊接件的安全使用,是一种非常危险的工艺缺陷。焊接裂纹根据其部位、尺寸、形成原因和机理的不同,可以有不同的分类方法。按裂纹形成的条件,可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。
裂纹不仅发生在焊接过程中,有的则产生于再次加热过程中,有的甚至还有一定潜伏期。在焊接应力及其他致脆因素共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏产生缝隙。
焊接裂纹产生的原因有哪些?
焊缝的产生有许多原因:应力、拘束力、刚性、化学成分、焊缝预留的间隙、电流、焊道、母材清洁度等。这些因素都可能是造成焊缝开裂。
1:母材质量影响:
母材温度低的位置先开始结晶,逐渐向焊缝中间位置伸展,焊缝中间最后结晶。由于热胀冷缩的作用,焊接结构受应力或拘束力或刚性的影响,使母材晶粒连接不到一起,轻者在焊缝中间出现小裂纹,重者在焊缝中间出现明显的裂缝。
即使母材和电焊条的化学成分都好,受焊接结构的拘束力、刚性和焊接过程产生的应力影响,也会出现裂纹或裂缝。
如果母材和电焊条的化学成分不好(碳、硫、磷等偏高);或是焊缝预留间隙太大,母材在焊缝边缘杂质过多,或电流过大,并且焊接速度过快、过慢、焊道过宽等因素会使焊缝开裂情况更严重重。
2:表面处理不彻底;
如果焊缝表面处理不彻底,焊缝表面太光滑或太粗糙,表面焊渣残留面有锈蚀,表面含有灰尘等异物,都会导致涂料涂中的涂层附着力欠佳或导致涂层开裂。没有合适的表面粗糙度,表面焊缝太光滑,涂料涂中的涂层在表面接触面积小,附着力减弱。如果焊缝表面由于焊接技术差,也没有进一步处理,表面太粗糙,喷涂的涂料涂装涂层没有很好湿润,表面没有和焊缝完全湿润接触,涂料涂装涂层的附着力就欠佳。
3:没有湿润涂在全面涂料涂装前;
要对焊缝表面进行湿润涂,特别是角焊缝。如果角焊缝在涂料涂装前不进行湿润涂,喷涂后的角焊缝位置的涂料在固化时,因内部应力产生向后的拉力,使涂层在角焊缝表面形成架桥的趋势,导致涂料涂层和角焊缝表面的接触不够良好,附着力欠佳。
4:焊缝涂层过厚。
由于焊缝位置的涂层厚度很难控制,如果超过涂料厂上规定的最大厚度或更大,都会导致该处涂料涂层容易开裂。同时,喷涂技术不够熟练的喷漆工在喷涂时,多余的涂料会由于流淌而堆积在角焊缝表面,使该处涂层厚度多达500μm甚至1mm或更多,如此厚的涂层就会在固化时产生应力,过大的应力会破坏涂层内聚力,使该处焊缝的涂层容易开裂。
根据焊接工程现场焊缝开裂情况,多数是因为应力、拘束力、刚性造成的。解决应力、拘束力、刚性造成焊缝开裂比较有效的办法是:采取固定焊、分散焊。对大型结构不仅得先固定焊,再采取分散焊,第一焊道也不可用大电流和大规格焊条。对整体大结构来说全部焊缝自始至终都得分散焊,不然,虽然焊缝不开裂,但残留应力太大。