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焊缝未回火,热影响区硬度高容易开裂

焊缝未回火,热影响区硬度高容易开裂
作者:云获客 来源: 技术分享 31 次浏览

焊缝若不回火,热影响区会留下高硬度马氏体和拉应力,裂纹沿这条硬带扩展。焊道中心的热裂纹并不是同一位置。

焊缝未回火,热影响区硬度高容易开裂

可淬硬钢焊接时,紧挨熔合线的母材被加热到淬火温度,又被周围冷金属迅速冷却,形成又硬又脆的马氏体。焊接收缩还在这里留下拉应力。不经回火,这条高硬度带就保持着脆性和拉力,氢或工作应力一作用,裂纹沿热影响区扩展。未回火的危险在热影响区,不在焊缝金属的中心。硬度高峰和拉应力叠在同一条窄带上,裂纹才专门挑这里走。

热影响区又硬又脆

热影响区的硬度高峰紧贴熔合线,向母材方向逐渐降回原硬度。高峰处的马氏体又硬又脆,塑性很低,拉应力又集中在同一条带上。裂纹因此沿熔合线外侧行走,可以在焊后几小时甚至更久才出现,因为氢还在向硬带聚集。焊道中心的填充金属若是低碳的,硬度可以不高,焊道本身并不裂。

回火的作用是把马氏体转变成硬度较低、塑性较好的组织,同时降低残余拉应力。回火做到温度和时间,热影响区的硬度高峰应明显下降,延迟裂纹不再沿这条带出现。只把工件在室温放置,残余氢可以慢慢跑出一些,硬度并没有降,硬带仍脆。放置不能代替回火。

预热减慢了冷却,马氏体可以少一些,硬度高峰降低,但焊后若不回火,已经形成的硬组织还在。预热和回火解决的不是同一时刻的问题。已经测到热影响区硬度很高,再补预热已经来不及,必须回火或把这条硬带去除。用下一道焊缝的预热去指望修好上一道的硬度,只有热量确实到达硬带时才有用。

和热裂纹不在同一位置

热裂纹发生在焊缝凝固的时候,位于焊道中心或弧坑,焊完就能看见,断口有氧化色。它由凝固收缩和低熔点物质造成,与热影响区硬度无关。未回火裂纹在熔合线外侧的母材里,可以延迟出现,断口新鲜,两侧金属硬度高。位置在焊道中心就去查坡口和材料的热裂纹倾向;位置在母材侧的硬带上,才是未回火。

未熔合是坡口侧壁没有熔化,缝在焊道与坡口之间,里面可能有氧化皮,硬度不一定高。它是填充不足,不是马氏体太硬。打磨开口能看到侧壁未熔。未回火裂纹开口后两侧是已经熔合的母材,硬度计能打出高峰。用补焊去填未熔合是对的;用同样的补焊去盖未回火裂纹,硬带还在,裂纹会沿旁边再生。

回火温度不够时,硬度只降一点,脆性仍在,裂纹仍沿热影响区走。回火温度过高、时间过长,则强度掉得太多,这是另一类不合格,但裂纹倾向下降。测硬度要在回火之后、沿熔合线外侧做。高峰还在,就不能认为已经回火。只看炉温记录、不测硬度,热电偶不到的厚截面可能根本没有热透。

含碳量或合金量更高的母材,同样的冷却速度下硬度更高,未回火更危险。焊缝金属选得软,只能说明焊道中心不硬,代替不了母材热影响区的回火。裂纹若只出现在母材牌号较高的那一侧,另一侧焊丝相同却不裂,就更要回火这一侧的热影响区,而不是去换焊丝。

已经裂开的硬带,回火可以阻止未裂部分继续变脆,不能把已经分开的裂纹焊回去。裂纹要去除到硬带以外的完好金属,再焊,焊后重新回火。只在裂纹上面盖一道焊肉,下面的硬带和裂尖还在,试压或受力时会再开。返修焊缝的回火不能漏。

冷裂纹的延迟性要求焊后过一段时间再检查。刚焊完没有裂纹,不代表未回火的硬带是安全的。硬度高而当时未裂,氢聚集后仍可能裂。检查要把磁粉或渗透放在回火之前和回火之后分别看:回火前硬带上的裂纹属于未回火;回火后硬度已降仍出现的裂纹,就要另找拘束和结构应力。

焊缝未回火,热影响区硬度高容易开裂,裂纹沿熔合线外侧的硬带走,可以延迟出现。焊道中心的热裂纹、坡口上的未熔合,位置和硬度都不同。先测硬带还在不在,再决定回火、挖补,还是去处理凝固裂纹。没有硬度高峰的裂纹,不要按未回火去升温。