学电焊：焊接应力及应力腐蚀开裂

作者：洛阳吉力电焊学校  来源：洛阳吉力电焊学校  发布时间：2021-10-04 08:57

1)焊接应力产生的原因及消除的方法

异种奥氏体钢焊接时，冷却速度快，焊接变形大，在热影响区就会产生很大的焊接应力，使焊缝金属开裂，甚至剥离。(焊接应力按作用的时间可分为焊接瞬时应力和焊接残余应力)焊后要用石棉被或其他材料包裹焊缝，进行缓冷，使焊接应力在后缓冷却过程中消除。

根据奥氏体钢类型和所采用的焊接材料与工艺，焊接接头可能产生三种类型的晶间腐蚀。它们是“焊缝晶间腐蚀”、熔合区的“刀状腐蚀”和热影响区的“敏化区腐蚀”。奥氏体钢晶界处析出碳化铬，造成大量的铬从奥氏体固熔体中析出，使生成碳化铬的晶界上形成贫铬现象（Cr含量<10%～12%)而碳化铬本身不耐腐蚀，并从晶界迅速向纵深发展，破坏了晶粒间的联系和结合，在腐蚀介质强烈的作用下，贫铬区优先腐蚀，致使晶粒脱落，即产生晶间腐蚀。从表面看没有明显变化，一旦受力，就会沿晶间断裂。

2)应力腐蚀开裂原因及防止措施

（A）应力腐蚀开裂特点及原因。应力腐蚀开裂是奥氏体钢焊接区比较严重的失效形式，是一种无塑性变形的脆性破坏，危害非常严重。应力腐蚀裂纹一般均发生在焊缝表面，并深入焊缝金属内部，尖部多分枝，主要穿过奥氏体晶粒，少量穿过晶界处的铁素体晶粒。应力腐蚀开裂的原因主要有如下几种：

A)焊接区存在残余拉伸应力；

B)焊缝结晶组织以及在焊接区碳化物析出；

C）焊接接头区存在局部浓缩和沉积的介质。

(B)防止应力腐蚀开裂的措施有如下几个方法：

A)设计方面。合理地设计焊接接头，避免腐蚀介质在接头部位聚集，降低或消除接头的应力集中。

B)减少或消除焊接残余应力，采用合理的焊接顺序，减小拘束度，焊后进行热处理。

C）材料选择方面。要合理地选择母材和焊接材料，通常采用超合金化的焊接材料，使焊缝金属中的耐蚀合金元素(如Cr、Mo、Ni等）含量高于母材。

D）焊接工艺方面。采用合理的焊接工艺，如焊接热源集中，线能量要小，快速冷却等，这样可减少碳化物的析出和避免接头组织过热。