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激光焊接裂紋和焊縫分析

發(fā)布時間:2016-03-16 | 來源:星鴻藝激光焊接運營部 | 分享:


1、裂紋
    裂紋是激光焊接過程中出現(xiàn)的最嚴(yán)重的缺陷。導(dǎo)致焊接接頭開裂的主要因素有兩種:冶金因素和力學(xué)因素。激光焊接的不平衡快速加熱與快速冷卻的特征,使得整個接頭處于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài),構(gòu)成了接頭開裂的力學(xué)因素;激光焊接又是一系列不平衡工藝過程的綜合,在快速冶金凝固過程中,必然會出現(xiàn)成分分布的不均勻,低抗裂性能的淬硬組織等,它們構(gòu)成了促進(jìn)裂紋萌生的冶金因素。
    實驗中發(fā)現(xiàn)了三種主要裂紋:結(jié)晶裂紋、液化裂紋和類再熱裂紋。焊縫中心區(qū)域是液相結(jié)晶最晚的部位,焊縫兩側(cè)的柱狀晶交遇于此,同時大量低熔點的雜質(zhì)也堆聚于此,形成中心線偏析,從而降低了該處的結(jié)合強(qiáng)度,在一定力學(xué)條件下,裂紋就產(chǎn)生在這一部位。液化裂紋起始于焊縫底部熔合線,然后擴(kuò)展進(jìn)入過渡層近縫區(qū)。焊接時,母材熔化后在熔合線處開始結(jié)晶凝固成樹枝狀的一次結(jié)晶組織。過渡層一側(cè)的低熔點組分會偏析富集到枝晶晶界處,形成液化薄膜。在收縮應(yīng)力作用下,形成裂紋。由于在三晶粒交界處,晶粒間相互滑動在三晶點處產(chǎn)生應(yīng)力集中,裂紋發(fā)展到一定程度便會產(chǎn)生楔型開裂。
    另外,試驗初期用激光束直接對焊胎體材料與鋼基。SEM分析發(fā)現(xiàn)焊縫熔合線處存在裂紋。出現(xiàn)裂紋的主要原因是兩種材料的性質(zhì)相差較大,即它們的“冶金相容性差”。另外,母材相差懸殊的熱膨脹系數(shù)引起不可消除的應(yīng)力,熔合線處又存在缺陷,最終導(dǎo)致焊縫熔合線處出現(xiàn)裂紋。這也是在Jg頭底部待焊處設(shè)置過渡層的主要原因。
焊縫熔合線處裂紋
    解決裂紋缺陷的辦法有兩個,一是改變焊接工藝參數(shù)。二是根據(jù)裂紋的性質(zhì)合理地改善材料的合金系統(tǒng),如添加一定的Mn、Mo、W、Cr都能有效地防止裂紋,利用變質(zhì)劑細(xì)化焊縫一次結(jié)晶組織,對于防止焊縫結(jié)晶裂紋也有一定的效果;或者是限制有害雜質(zhì)S、P的含量,含Ni量越高的合金,越要注意限制S、P含量,這是因為Ni與S能形成熔點更低的硫化物及其共晶體。
2、焊縫強(qiáng)度分析
    金剛石鋸片使用過程中,因鋸齒與基體焊接強(qiáng)度不夠而出現(xiàn)個別鋸齒斷裂被甩出的現(xiàn)象,將嚴(yán)重威脅操作人員的安全,同時也會影響鋸片的使用壽命。因此,對鋸片的焊接強(qiáng)度不容忽視,焊接強(qiáng)度成為鋸片質(zhì)量的一個主要衡量指標(biāo)。
    德國Dr.Frisch的SPE623焊接強(qiáng)度檢測機(jī)可對外徑聲230~600 mm、JJ頭尺寸(長X寬X高)為(20~50) mmXl。8 mmX(5~20) mm的焊縫抗彎強(qiáng)度檢測,測試范圍為6~60 nm。按MPA的標(biāo)準(zhǔn)檢測,利用PC機(jī)控制,可設(shè)置控制項目,隨機(jī)實時顯示、儲存并可打印結(jié)果。

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