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)的最嚴重的缺陷。導致焊接接頭開裂的主要因素有兩種：冶金因素和力學因素。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雜的應力狀態(tài)，構(gòu)成了接頭開裂的力學因素；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)合強度，在一定力學條件下，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，然后擴展進入過渡層近縫區(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)引起不可消除的應力，熔合線處又存在缺陷，最終導致焊縫熔合線處出現(xiàn)裂紋。這也是在Jg頭底部待焊處設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、焊縫強度分析
    金剛石鋸片使用過程中，因鋸齒與基體焊接強度不夠而出現(xiàn)個別鋸齒斷裂被甩出的現(xiàn)象，將嚴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，對鋸片的焊接強度不容忽視，焊接強度成為鋸片質(zhì)量的一個主要衡量指標。
    德國Dr．Frisch的SPE623焊接強度檢測機可對外徑聲230～600 mm、JJ頭尺寸（長X寬X高）為(20～50) mmXl。8 mmX(5～20) mm的焊縫抗彎強度檢測，測試范圍為6～60 nm。按MPA的標準檢測，利用PC機控制，可設置控制項目，隨機實時顯示、儲存并可打印結(jié)果。