耐磨钢的焊接性特点

耐磨钢的焊接性特点

坏缝结晶裂纹和近缝区液化裂纹
焊缝结晶裂纹和近缝区的液化裂纹,郴属于热裂纹.是在焊接时高温下产生的。结晶裂纹是在焊缝结晶过程中.在固相线附近,由干凝固金属的收缩,剩余液体金属的低熔点共晶不能及时填充,在拉应力作用下产生的开裂;液化裂纹是由于焊接热作用,使母材近缝区的低熔点共晶被重新熔化,在拉应力作用下产生的开裂。这两种裂纹都是沿奥氏体晶界的开裂,产生机理基本相同。结晶裂纹较多出现在焊道或熄弧的火口处,液化裂纹大多产生在毋材的近缝区处。

高锰钢的近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹,它的尺寸很小,一般都在1 mm以下,个别可达2 mm,焊条电弧焊时,因焊接热输人的不fp1,会在靠近熔合区的近缝区处产生不同程度的裂纹。气休保护焊时,裂纹多产生于指状焊缝肩部凹陷部位的近缝区处,开裂的严IR程度也受焊接热输人的影响。近缝试液化裂纹尺寸很小一般不会导致接头的立即破坏,而是作为一种隐患存在于焊缝与母材的连接部位,或是由于后续焊道的热影响,使已产生液化裂纹的材料变脆,二者叠加将会给焊接质量带来大的影响。所以高锰钢焊后应当做到不出现或少出现液化裂纹.

一般认为液化裂纹的形成,是由冶金因素和力学因素共同作用的结果。液化裂纹产生于脆性温度区,处于该区内的母材近缝tx.由于存在低熔组成物,粼性和强度都急剧卜降,如图8-3所示。在加热过程中,金属塑性在AT,范圈内发生了陡降,即从品间低熔组成物开始熔化的温度到它全部熔化的温度范围。也是从塑性最高的温度到无塑性温度几这一温度范围(AT.)。在冷却过程中,由于过冷,使9性恢复的温度总是低于加热时塑性开始下降的温度。所以冷却过程的脆性m度区AT,比加热时△乙要大,处于薄弱状态的晶间将在更长的时间内承受应变,为产生裂纹提供更为有利的条件。因此.脆性温度区AT,的大小是判断液化裂纹倾向的一个重要指标。

产生近缝区液化裂纹的必要条件是力的作用。高锰钢焊接时的力主要来自两方面一是由于焊接结构自身拘束条件所造成的应力,它与结构本身的刚度、焊缝位置,焊接顺序等因素有关;另一方面是在焊接不均匀加热和冷却过程中所产生的热应力。焊接时接头区由于受热而发生膨胀,因而承受压应力;冷却时由于收缩又承受拉应力,直到焊接结束将会产生不同程度的残余应力。这种应力的大小与母材和填充材料的热物理性能有关。高锰钢的导热能力很差,约是低碳钢导热能力的1/5一1/6。而高锰钢受热后的膨胀能力却高于低碳钢,约为低碳钢的1.6倍。

由于高锰钢的线膨胀系数大和导热性能差,焊接时造成局部产生大的热应力,在该应力作用下,已液化部位易形成液化裂纹。

为了防止液化裂纹,必须降低高锰钢毋材中S,P含盆。如冶炼之前对原材料的精选,采取一定的脱硫、脱磷措施。水韧处理时的温度、时间也应当严格控制,目的是控制其晶粒度,防止粗大的晶较加剧杂质向晶界的分配,增大液化裂纹的倾向。

焊接热输人对高锰钢近缝区液化裂纹影响较大,热输人越大,毋材近缝区超过低熔共晶温度范围的宽度越宽.液化裂纹的倾向增加。另外,焊接热输人大.使高温停留时间长,高温下的顺性、强度恢复得慢.在液化温度内存在时间长,加速液化裂纹的发展。表8-6是焊条电弧焊时焊接热输人及冷却条件对高锰钢液化裂纹的影响。可见,采用小的焊接热输人,可加速焊接接头的冷却,以降低高锰钢液化裂纹的倾向。

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