失效分析之焊接工艺与失效分析-第二十八期

本期我们将继续向小伙伴们介绍关于焊接工艺与失效分析的知识。

关于氢在形成冷裂纹(主要是延迟裂纹)的作用虽然进行了许多研究工作，但到目前为止仍有许多不清之处，下面仅按目前比较普遍的观点概要论述如下。

(1)氢在焊缝金属中的溶解及扩散

在焊接时，焊接材料中的水分、焊件坡口表面的油污、铁锈以及空气湿度等都是焊缝金属中富氢的主要原因。一般情况下母材和焊丝中的氢量极少(约0.1ml/100g以下)可以忽略不计。焊条药皮中水分越高，则焊缝中的扩散氢含量越高，如图1所示。在焊接过程中，由于电弧的高温作用，氢分解为原子或离子(即质子)状态，并大量溶解在熔池中。在随后冷却和凝固的过程中，由于溶解度的急剧降低(参见图2)，一部份氢极力向外逸出而仍有一部分氢残留在焊缝内部，使焊縫中的氢处于过饱和状态。焊缝中的氢含量与焊条的类型、烘千条件,以及焊后的冷却速度等有关。

图1                          图2

图3采用纤维素和低氢两种焊条，在厚度为10mm的钢板上，V型坡口对接焊，焊后分别在空气和冰水中冷却，测定扩散氢的结果。由图4可以看出，使用纤维素焊条的焊缝，当在空气中冷却时，时效一-小时后焊缝金属的扩散氢含量约为5mL/100g，而在同样条件下用碱性焊条的焊縫含氢量只有1.5mL/100g。但是把焊后的试件放在冰水中急冷，则测得焊缝金属的含氢量分别为13mL/100g和3mL/100g。

图3                            图4

本期由于版面有限，关于焊接工艺的知识我们将在下一期继续介绍。

参考文献

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