1)產生熱裂紋的原因
(A)線膨脹系數大,熱導率小,焊接局部加熱和冷卻條件下,高溫停留時間長,焊縫及熱影響區承受較大的拉伸應力與應變。
(B)焊縫結晶時,凝固結品過程的溫度范圍很大,一些低熔點雜質元素偏析嚴重,并且在晶界聚集。
(C)奧氏體焊縫方向性很強的柱狀晶之間存在低熔點夾層薄膜,在凝固結晶后期以液態膜形式存在柱狀晶粒之間,在一定的拉伸應力作用下起裂,前后擴展成品間開裂。焊接區較大的焊接應力是焊接熱裂紋產生的主要條件之一。
2)防止產生焊接熱裂紋的措施
(A)正確選用焊接材料。采用低氫型焊條,它可以使焊縫品粒細化,減少雜質偏析,提高抗裂性能。但必須注意焊縫含碳量增加的情況,它會降低耐蝕性能。
(B)調整焊縫金屬的化學成分。減少焊縫金屬中的Ni、C、S和P的含量,增加Cr、Mo、Si及Mn等元素的含量,可減少熱裂紋的產生。為了獲得雙相組織,一般Cr、Ni含量的比例為Cr/Ni=2.2~2.3,Ni的含量過高,也易產生熱裂紋。
(C)控制焊縫的金屬組織,較理想的是奧氏體+鐵素體組織(鐵素體含量應不小于3%,但也不能大于5%,否則會造成a相脆化)。在品粒界處不易產生低熔點雜質偏析,又可減少熱裂紋的產生。
(D)正確選擇焊接工藝參數。采用小電流快速焊,以減小焊縫的線能量,使熔池不產生過熱現象,避免了形成粗大的柱狀晶;采用快速冷卻減少偏析,提高抗裂性。多層焊時,要控制層間溫度。