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鋼軌焊接缺陷是什么

發(fā)表時間：2014-12-28 12:11 作者：admin 來源：未知瀏覽：

一,、裂紋
焊接裂紋,，按照產(chǎn)生的機(jī)理可分為：冷裂紋,、熱裂紋,、再熱裂紋和層狀撕裂裂紋幾大類,。
（一）冷裂紋
冷裂紋是在焊接過程中或焊后,，在較低的溫度下,，大約在鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（即Ms點）附近，或300~200℃以下（或T＜0.5Tm,，Tm為以絕對溫度表示的熔點溫度）的溫度區(qū)間產(chǎn)生的,，故稱冷裂紋。
冷裂紋又可分為：延遲裂紋,、淬火裂紋和低塑性脆化裂紋,。延遲裂紋，也稱氫致裂紋,，可以延至焊后幾小時,、幾天,、幾周甚至更長的時間再發(fā)生，會造成預(yù)料不到的重大事故,，所以具有重大的危險性,。
1、產(chǎn)生的條件：
①焊接接頭形成淬硬組織,。由于鋼的淬硬傾向較大,，冷卻過程中產(chǎn)生大量的脆、硬,，而且體積很大的馬氏體,，形成很大的內(nèi)應(yīng)力。接頭的硬化傾向：碳的影響是關(guān)鍵,，含碳和鉻量越多,、板越厚、截面積越大,、熱輸入量越小,，硬化越嚴(yán)重。
②鋼材及焊縫中含擴(kuò)散氫較多,，氫原子在缺陷處（空穴,、錯位）聚積（濃集）形成氫分子，氫分子體積較氫原子大,，不能繼續(xù)擴(kuò)散,，不斷聚積，產(chǎn)生巨大的氫分子壓力,，甚至?xí)_(dá)到幾萬個大氣壓,，使焊接接頭開裂。許多情況下,，氫是誘發(fā)冷裂紋最活躍的因素,。
③焊接拉應(yīng)力及拘束應(yīng)力較大（或應(yīng)力集中）超過接頭的強(qiáng)度極限時產(chǎn)生開裂,。
２,、產(chǎn)生的原因：可分為選材和焊接工藝兩個方面。
①選材方面：
ａ,、母材與焊材選擇匹配不當(dāng),，造成懸殊的強(qiáng)度差異；
ｂ,、材料中含碳,、鉻、鉬,、釩,、硼等元素過高，鋼的淬硬敏感性增加。
②焊接工藝方面：
ａ,、焊條沒有充分烘干,，藥皮中存在著水分（游離水和結(jié)晶水）；焊材及母材坡口上有油,、銹,、水、漆等,；環(huán)境濕度過大(＞90%),；有雨、雪污染坡口,。以上的水分及有機(jī)物,，在焊接電弧的作用下分解產(chǎn)生H，使焊縫中溶入過飽和的氫,。
ｂ,、環(huán)境溫度太低；焊接速度太快,；焊接線能量太少,。會使接頭區(qū)域冷卻過快，造成很大的內(nèi)應(yīng)力,。
ｃ,、焊接結(jié)構(gòu)不當(dāng)，產(chǎn)生很大的拘束應(yīng)力,。
ｄ,、點焊處已產(chǎn)生裂紋，焊接時沒有鏟除掉,；咬邊等應(yīng)力集中處引起焊趾裂紋,；未焊透等應(yīng)力集中處引起焊根裂紋；夾渣等應(yīng)力集中處引起焊縫中裂紋,。
3,、防止方法：
可以從選材和焊接工藝兩個方面著手。
①正確地選材,。
選用堿性低氫型焊條和焊劑,，減少焊縫金屬中擴(kuò)散氫的含量；搞好母材和焊材的選擇匹配,；在技術(shù)條件許可的前提下,，可選用韌性好的材料（如低一個強(qiáng)度等級的焊材），或施行“軟”蓋面,，以減小表面殘余應(yīng)力,；必要時,，在制造前對母材和焊材進(jìn)行化學(xué)分析、機(jī)械性能及可焊性,、裂紋敏感性試驗,。
②焊接工藝方面。
a,、嚴(yán)格地按照試驗得出的正確工藝規(guī)范進(jìn)行焊接操作,。主要包括：嚴(yán)格地按規(guī)范進(jìn)行焊條烘干；選擇合適的焊接規(guī)范及線能量,，合理的電流,、電壓、焊接速度,、層間溫度及正確的焊接順序,；對點焊進(jìn)行檢查處理；搞好雙面焊的清根等,；仔細(xì)清理坡口和焊絲,，除去油、銹和水分,。
b,、選擇合理的焊接結(jié)構(gòu)，避免拘束應(yīng)力過大,；正確的坡口形式和焊接順序,；降低焊接殘余應(yīng)力的峰值。
c,、焊前預(yù)熱,、焊后緩冷、控制層間溫度和焊后熱處理,，是可焊性較差的高強(qiáng)度鋼和不可避免的高拘束結(jié)構(gòu)形式,，防止冷裂紋行之有效的方法。預(yù)熱和緩冷可減緩冷卻速度（延長△t 800~500℃停留時間）,，改善接頭的組織狀態(tài),，降低淬硬傾向，減少組織應(yīng)力,；焊后熱處理可消除焊接殘余應(yīng)力,，減少焊縫中擴(kuò)散氫的含量,。在多數(shù)情況下,，消除應(yīng)力熱處理應(yīng)在焊后立即進(jìn)行。
d,、焊后立即錘擊,，使殘余應(yīng)力分散,，避免造成高應(yīng)力區(qū)，是局部補(bǔ)焊時防止冷裂紋行之有效的方法之一,。
e,、在焊縫根部和應(yīng)力比較集中的焊縫表面，（熱影響區(qū)受到的拘束應(yīng)力較低）,，采用強(qiáng)度級別較低的焊條,，往往在高拘束度下取得良好的效果。
f,、采用惰性氣體保護(hù)焊,，能最大地控制焊縫含氫量，降低冷裂紋敏感性,，所以,，應(yīng)大力推廣TIG、MIG焊接,。
（二）層狀撕裂
層狀撕裂是冷裂紋的一種特殊形式,。主要是由于鋼板內(nèi)存在著分層（沿軋制方向）的夾雜物（特別是硫化物），在焊接時產(chǎn)生的垂直于軋制方向（板厚方向）的拉伸應(yīng)力作用下,，在鋼板中熱影響區(qū)或稍遠(yuǎn)的地方,，產(chǎn)生“臺階”式，與母材軋制表面平行的層狀開裂,。產(chǎn)生在T字型,、K字型厚板的角焊接接頭中。
提高鋼板質(zhì)量,，減少鋼材中層狀夾雜物,，從結(jié)構(gòu)設(shè)計和焊接工藝方面采取措施，減少板厚方向的焊接拉伸應(yīng)力,，可防止層狀撕裂,。厚板焊接前，進(jìn)行板材的超聲波和坡口滲透探傷,，檢查分層夾雜物情況,，如有層狀夾雜物存在，可設(shè)法避開或事先修,、磨處理,。
（三）熱裂紋
熱裂紋是在高溫下產(chǎn)生的，從凝固溫度范圍至A3以上溫度,，所以稱熱裂紋,，又稱高溫裂紋。
如果材料中存在著較多的低熔點共晶雜質(zhì)元素（P,、S,、C等）和較多的晶格缺陷,，在焊接熔池結(jié)晶過程中，就容易出現(xiàn)晶界偏析,，偏析出現(xiàn)的物質(zhì)多為低熔點共晶（如：FeS―Fe,、Fe3P―Fe、NiS―Ni,、Ni3P―Ni）和雜質(zhì),，它們在結(jié)晶過程中，以液態(tài)間層存在,，形成抗變形能力很低的液態(tài)薄膜,，相應(yīng)的液態(tài)相存在的時間增長，最后結(jié)晶凝固,，而凝固后的強(qiáng)度也極低,，當(dāng)焊接拉應(yīng)力足夠大時，會將液態(tài)間層拉開,，或在其凝固后不久被拉斷形成裂紋,。
此外，如果母材的晶界上也存在著低熔點共晶和雜質(zhì)