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脉冲激光焊接设备焊接裂纹如何产生的?

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2018-05-31

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    在常规的焊接设备焊接(例如电渣焊、氩弧焊、埋弧焊等)中,在焊缝区或近缝区常出现热裂纹或有时出现冷裂纹。热裂纹的产生取决于焊缝金属和近缝区的化学成分、结晶过程的条件和特性、化学和物理显微不均匀性的扩展程度以及变形的大小和变形的增长速度等。
  热裂纹分结晶裂纹(在结晶过程中固相和液相同时存在的况下形成的)和多边化裂纹(与形成的二次晶界有关)。  根据与焊缝轴线所处的相对位置,裂纹可分为轴向、横向和混和型裂纹。 目前有关结晶裂纹形成的机理叙述如下;在凝固过程中,焊接设备焊缝经过金属具有低塑性的温度区,就是脆性温度区。
  焊缝金属结晶是在拉伸应力的作用条件下进行的。这种拉伸应力是由于被焊金属难以收缩等原因而形成的。  拉伸应力的存在,引起焊缝的弹—塑性变形。如果焊接设备焊缝金属正处在脆性温度区,塑性变形超过了金属的塑性就形成了裂纹。
   多变化裂纹是由于调整晶格不完整(缺陷、位错)和应力作用的结果引起亚显微裂口而产生的。冷裂纹的产生与扩展,是与低塑性马氏体的形成及氢在焊缝金属中的存在或与其他因素并存有关。   根据淬火理论的观点,冷裂纹的形成机理可解释如下:在冷却过程中,焊接设备焊接近缝区内形成了马氏体组织,同样也形成了焊接应力和组织应力叠加在一起的应力状态,马氏体组织的金属具有高强度和低塑性,在焊接金属的冷却过程中,出现了残余应力。
  铁素体或奥氏体组织淬火钢焊接接头应力状态的特点是,在近焊缝区中形成纵向压缩应力,这种压缩应力是由于这一区域在焊接时的马氏体相变而产生的。  A.M·马卡拉等人认为,焊接接头在冷却过程中,由于焊缝及近缝区的收缩和相变而形成瞬时应力,并不断发生变化。
  根据在焊接接头靠近马氏体相变区内形成的不同瞬时焊接应力值,在近缝区中可观察到不同的弹—塑性变形。焊接中的冷裂纹不仅与过冷奥氏体相变在弹-塑性变形作用下的变化有关,而且还取决于金属的过热程度、非金属夹杂物的类型、形状和尺寸以及一系列的其他因素。
     脉冲激光焊接设备焊接相对于常规焊接(如冠弧焊、埋弧焊等)来说,具有焊缝区小、焊缝热影区(近缝区)小、冷却速率快的特点。由于脉冲激光焊按时光斑小,则产生的残余应力小。较低的残余应力能有效地降低焊接时的拘束和变形。
  但是在脉冲激光密封焊接中也时而产生焊接裂纹的。

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