2.冷裂纹 冷裂纹指焊接冷却至300℃以下温度时产生的裂纹。 冷裂纹可以在焊接后立即出现,有些也可以延至更长时间才 发生,所以称为延迟裂纹。 由于延迟产生,有可能漏检,因而更具有危险性。焊缝和热影 响区都有可能出现冷裂纹。焊道下裂纹常平行于焊缝长度方 向并在热影响区扩展, 有时呈连续状。 焊趾裂纹在焊缝和母材截面不连续处或咬边处等应力集中部 位产生, 在热影响区中扩展。焊根裂纹产生在焊根附近或根 部未焊透等缺口部位。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
（3）再热裂纹的防止 1）注意冶金元素的强化作用及其对再热裂 纹的影响； 2）合理预热或采用后热，控制冷却速度；
3）降低残余应力避免应力集中；
4）回火处理时尽量避开再热裂纹的敏感温 度区或缩短在此温度区内的停留时间。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
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冷裂纹
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
1、形成冷裂纹的基本条件 冷裂纹一般无分枝,为穿晶型裂纹。一般在焊接低合
金高强钢、中碳钢、合金钢等易淬火钢时容易产生。焊 接低碳钢、奥氏体不锈钢时较少遇到。 进一步的研究表明,形成冷裂纹需要三个基本条件： （1）焊接接头形成淬硬组织； （2）扩散氢的存在和富集； （3）较大的焊接拉伸应力。 许多情况下,氢是诱发冷裂纹的最活跃的因素。
焊接裂纹类型
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
从产生温度上看，裂纹可分为两类： （1）热裂纹 （2）冷裂纹 根据裂纹尺寸大小，分为三类： （1）宏观裂纹：肉眼可见的裂纹； （2）微观裂纹：在显微镜下才能发现； （3）超显微裂纹：在高倍数显微镜下才能发现，
一般指晶间裂纹和晶内裂纹。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
防止热裂纹的措施
1）减小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量较 低的材料焊接； 2）合理选用焊接规范，并采用预热和后热，减 少冷却速度； 3）采用合理的装配次序，减小焊接应力。
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3、再热裂纹
（1）再热裂纹的特征 1）再热裂纹产生于焊接热影响区的过热粗晶区； 2）再热裂纹的产生温度：碳钢与合金钢550-650℃， 奥氏体不锈钢约300℃； 3）再热裂纹为晶界开裂（沿界开裂）； 4）最容易产生于沉淀强化的钢种中； 5）与焊接残余应力有关。
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焊缝金属 熔合区 热影响区
热应变 脆化区
焊趾：焊缝表面与母材交界处。 焊根：焊缝背面与母材的交界处。对接焊指焊缝 反面的根部，角焊缝指焊缝形成直角三角形的那 个直角点。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
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第一节 压力容器制造过程中产生缺陷的主要类型 一、焊接裂纹 1、裂纹的分类 裂纹是在应力和应变下金属的线性局部破裂。 按其在焊缝处产生部位的不同分为纵向裂纹、横向裂 纹、根部裂纹、弧坑裂纹、热影响区裂纹、显微裂纹 等,其焊接裂纹的主要类型如图所示。 纵向裂纹的走向沿着焊缝方向；横向裂纹的走向则垂 直于焊缝方向；根部裂纹产生于焊缝底部与基本金属( 母材)连接处；弧坑裂纹产生于焊缝收尾时的下凹处； 热影响区裂纹是产生于焊接热影响区的裂纹。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
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第三章 压力ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器缺陷与破坏形式
防止咬边的措施：矫正操作姿势，选用合 理的焊接规范，采用良好的运条方式都会有利 于消除咬边。焊角焊缝时，用交流代替直流也 能有效地防止咬边。
（2）焊瘤
焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母 材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母 材熔合的金属瘤即为焊瘤。
2、热裂纹 热裂纹一般指焊缝开始结晶凝固到相变之前这一段 时间和温度区间所产生的裂纹,也叫高温裂纹。 热裂纹经常发生在焊缝中,有时也出现于热影响区。 焊缝中的热裂纹有纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹 、弧坑裂纹。 热影响区的热裂纹也有纵向裂纹及横向裂纹之分。 热裂纹一般是沿晶间开裂的,故又称晶间裂纹。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
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（2）再热裂纹的产生机理
再热裂纹的产生机理有多种解释，其中楔形开裂理 论的解释如下：
近缝区金属在高温热循环作用下，强化相碳化物 （碳化钛、碳化钒、碳化铌、碳化铬等）沉积在晶 内的位错区上，使晶内强化强度大大高于晶界强化， 并阻碍晶粒内部的局部调整和整体变形。
由于应力松弛而带来的塑性变形主要由晶界金属来 承担，于是，晶界区金属会产生滑移，且在三晶粒 交界处产生应力集中，就会产生裂纹，即所谓的楔 形开裂。
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2、氢是诱发冷裂纹的最活跃的因素
焊接过程中,焊缝中溶有较多的氢。焊缝冷却 时，氢在其中的溶解度随温度的降低而降低，其中 一部分可以逸出焊缝。由于冷却速度太快，来不及 逸出的氢就残留在焊缝，呈过饱和状态。
一部分氢原子结合成氢分子造成气孔，另一部分 氢原子继续向周围的焊缝金属和热影响区扩散。由 于焊接接头处于焊接应力作用之下，在一些缺陷或 缺口前沿会产生三向高应力区，在应力梯度的驱使 下，氢原子即扩散到这些三向应力区而富集起来。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
如果此处材料因产生淬硬组织而塑性下降，则 当氢富集到某临界值时，此处就可能在应力作用下 产生一个微裂纹。
由于在三向应力区以外的金属具有较高的断裂强度， 此裂纹的扩展很快被阻止，但当裂纹停止扩展时， 前沿又形成三向应力区，于是氢原子又向前扩散,裂 纹也继续扩展，如此不断重复,微裂纹就逐渐扩展成 宏观裂纹。
由于氢的扩散、富集及诱发裂纹需要一定时间，因 而这种裂纹常有延迟性。
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二、表面缺陷
表面缺陷（外观缺陷）是指不用借用于仪器，从工件 表面可以发现的缺陷。主要有： （1）咬边 （2）弧坑和擦伤 （3）焊缝尺寸不符合要求
（1)咬边
咬边是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽.产 生的主要原因是电弧热量太高，即电流太大，运条速 度太小造成的。焊条与工件间角度不正确，摆动不合 理，电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。