690镍基合金焊接结晶裂纹形成机理分析
690镍基合金焊接结晶裂纹形成机理分析
薄春雨, 杨玉亭, 丑树国, 周世锋
(机械科学研究总院哈尔滨焊接研究所,哈尔滨 150080)
摘 要:采用横向可调拘束试验方法研究了690镍基合金焊带堆焊金属的结晶裂纹形成机理。结果表明,690镍基合金焊接结晶裂纹的形成与晶界(及亚晶界)偏析密切相关,Nb元素在其中有着重要影响:富Ni,Nb低熔点共晶相在晶界(及亚晶界)的偏析,导致堆焊金属的实际结晶温度降低,晶界(及亚晶界)处塑性储备减小、
形貌被改善,促使
结晶过程中裂纹萌生并沿平直晶界(及亚晶界)扩展。另外,Mn元素可通过抑制Nb元
素在晶界的偏析,削弱Nb的上述不利作用,增强690镍基合金抵抗结晶裂纹的能力。
关键词:690镍基合金;结晶裂纹;形成机理
中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:0253-360X(2007)10-069-04
薄春雨
0 序 言
690镍基合金(0Cr30Ni60Fe10)具有优异的耐应力腐蚀性能。近年来,该材料已在国外开始应用于压水堆核电站蒸汽发生器管板耐蚀层堆焊[1]。690合金的焊接性相对较差,其中最突出的问题是热裂纹敏感性较大。目前,国外对690合金焊接材料的研究已经取得了一定的成果,但就管板耐蚀层堆焊而言,焊接过程中的结晶裂纹问题仍是值得关注的技术关键;同时,对该材料结晶裂纹的形成机理亦没有统一的认识,这对于该材料安全可靠的使用是极为不利的。
试验采用国际上通用的可调拘束试验方法[2-4],对不同成分配比的690合金焊带堆焊金属进行了结晶裂纹敏感性研究;结合显微组织金相试验和扫描电镜断口试验等分析方法,探讨了690合金结晶裂纹的形成机理。
1 试 验
母材试板采用Q235A钢板,试板尺寸为330mm ×140mm×10mm。试验焊带经真空冶炼、轧制,规格为30mm×0.5mm,化学成分如表1所示。
试验在哈尔滨焊接研究所自行设计的HHR L—1
表1 试验焊带化学成分(质量分数,%)
Table1 Chemical compo sition of welding strip
材料编号Fe Cr Ni Mn Nb C S i S P Al T i余量
19.0～11.028.5～31.5基体 1.0～2.0≤0.5≤0.030≤0.20≤0.010≤0.010≤1.0≤1.0<0.5
29.0～11.028.5～31.5基体 1.0～2.0 1.0～2.0≤0.030≤0.20≤0.010≤0.010≤1.0≤1.0<0.5
39.0～11.028.5～31.5基体 1.0～2.0 2.0～3.0≤0.030≤0.20≤0.010≤0.010≤1.0≤1.0<0.5
49.0～11.028.5～31.5基体 3.0～5.0≤0.5≤0.030≤0.20≤0.010≤0.010≤1.0≤1.0<0.5
59.0～11.028.5～31.5基体 3.0～5.0 1.0～2.0≤0.030≤0.20≤0.010≤0.010≤1.0≤1.0<0.5
69.0～11.028.5～31.5基体 3.0～5.0 2.0～3.0≤0.030≤0.20≤0.010≤0.010≤1.0≤1.0<0.5
型可调拘束试验机上进行,试验过程如图1所示。试验前,采用电渣堆焊工艺对母材试板的梯形坡口进行堆焊,经机械矫形平整,加工至试验要求形状尺寸。试验过程中,采用TIG电弧沿堆焊金属纵向中心线自A点～C点进行焊接,焊接至B点时,对试板施加快速弯曲应变诱发裂纹。通过读数显微镜测量不同应变条件下产生的最大裂纹长度;重复上述焊接过程,采集并记录焊缝金属的结晶温度曲线。
第28卷第10期2007年10月
焊 接 学 报
TRANS ACTI ONS OF THE CHI NA WE LDI NG I NSTIT UTI ON
Vol.28 No.10
October 2007
收稿日期:2007-05-24
图1 横向可调拘束试验示意图(mm)
Fig11 Trans2Vare straint te st
通过可调拘束试验方法,可得到多个裂纹参数
,
但从不同的角度评定试验材料的裂纹敏感性,大都有一定的局限性。临界应变速率(critical strain rate for tem perature drop,简称CST)是表征结晶过程中焊缝塑性储备情况的物理量[5],而塑性储备是与材料抵抗裂纹的能力一一对应的,故研究选择CST作为结晶裂纹敏感性的评定判据。
2 试验结果及分析
2.1 试验结果
通过可调拘束试验得到各试验材料的CST值,如图2所示。结果表明,对690合金堆焊金属而言,随Nb含量的增加,CST值减小,裂纹敏感性增大,尤其是当Nb含量大于2.0%时,抗裂性显著下降;随Mn含量的增加,CST值增大,裂纹敏感性减小。
图2 试验材料的临界应变速率值比较
Fig12 CST of690alloy welding metal
690合金焊缝组织中,Nb元素结合Ni元素形成低熔点共晶相的倾向较大,这将导致结晶裂纹敏感性增大。然而,由于Nb元素在690合金中起着稳定焊缝、增强焊缝金属耐晶间腐蚀性能的重要作用,故该材料含有一定量的Nb元素是必须的。密道瓦尔指出[6],在镍基合金焊缝中加入一定含量的Mn元素,能够较大程度地抑制Nb元素对抗裂性的不利作用。
在各试样断口表面不同区域随机选取3组偏析相(每组3点,在同一区域),另随机选取基体的3个不同位置,采用电子能谱分析每组偏析相的平均Nb 含量,试验结果如图3所示。结果表明,当690合金堆焊金属的Nb含量处于低(1号,4号),中(2号,5号)水平时,Mn元素的加入将一定程度地对Nb元素的偏析产生抑制作用,其中,1
号与4号两种材料Nb元素的平均偏析量分别为7.51%与2.66%,2号与5号两种材料Nb元素的平均偏析量分别为18.32%与8.78%。这与密道瓦尔的观点是一致的。但当690合金堆焊金属的Nb元素含量达高水平时, Mn元素的这种作用已不明显,3号和6号两种材料Nb元素的平均偏析量分别为18.72%和17.71%,差别很小。对比图2与图3可知,随着Nb,Mn含量的变化,试验材料的CST与其中Nb元素的平均偏析量有着相近的变化趋势,由此可见,690合金堆焊金属的塑性储备、抗裂性与Nb元素的偏析有着直接的联系。
图3 Mn元素对裂纹断面Nb元素偏析的影响
Fig13 E ffect of Mn on segregation of Nb in fracture
2.2 690合金焊带堆焊金属的结晶特性
图4所示为试验堆焊金属的显微组织及裂纹断口照片。由图4a可以看出,690合金堆焊金属显微组织中,奥氏体柱状晶粒表面较光滑,晶界平直。堆焊金属结晶过程存在一定的温度梯度,使组织具有很强的方向性,这可以从裂纹断口宏观形貌中得到反映(图4b),奥氏体柱状晶发达且方向性明显,其方向与热散失的方向是一致的。裂纹断口表现出明显的塑性断裂特征,这可从断口表面的韧窝组织得到反映(图4c)。
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图4 690合金焊带堆焊金属结晶特性
Fig 14 Solidification characteristics of 690alloy welding metal
2.3 690合金结晶裂纹的分布与形态
横向可调拘束试验条件下,
裂纹宏观上围绕固
—液相界面分布,一般是焊道中心存在最大裂纹长度。这是由于焊缝结晶的方向性很强,沿热流方向的柱状晶生长的更快更多。因此,同热流方向基本一致的晶界在焊缝中占大多数,绝大部分结晶裂纹与固—液相界面基本垂直。随着裂纹向焊缝中心靠拢,脆性温度区间对应的长度增加,可能出现的裂纹长度相应增大,在焊道中心处产生最大裂纹。如裂
纹扩展至焊缝表面,则无金属光泽(图5a ),这是由于裂纹暴露在空气中,高温条件下在表面形成氧化物所致。金相分析表明,大部分裂纹沿晶开裂。多数裂纹的形态是一端较粗钝而另一端较尖锐,如图5b 所示。另外,在金相试验中发现曲折晶界的存在。图5c 很好地说明了晶界曲折的作用:晶界曲折打破了裂纹的连续性,故细化晶粒或打乱柱状晶的方向性对改善奥氏体焊缝的抗裂性能有较好的效果。
图5 690合金焊接结晶裂纹的分布与形貌
Fig 15 Distribution and appearance s of solidification cracking in 690welding metal
2.4 结晶裂纹的形成特性
研究发现,690合金焊接结晶裂纹的形成与结
晶过程中的偏析现象有着密切的联系。焊缝金属结晶速度较快,结晶过程中易于形成晶界或晶内偏析。690合金中,Ni 含量较高,致使富Ni 共晶相的形成趋势增大。研究表明,共晶相在晶界(及亚晶界)处的偏析较为严重。图6a 所示为断口表面晶界颗粒状析出物,从图中可见,颗粒状析出物弥散分布于柱状晶界,较为密集。电子能谱分析结果表明,这些析出物是富Ni ,Nb 的。有研究表明,Ni 2Nb 共晶相的
熔点较低,平衡条件下仅为1175℃[7]
,在非平衡的焊接条件下则更低。可以确定,这些颗粒状析出物是低熔点共晶相在固态下的存在形式。结晶过程中,由于偏析所造成的焊缝组织不均匀性,表现为晶界上覆盖的低熔点共晶薄膜。图6b 所示为裂纹断
口表面局部区域覆盖的白色薄膜。电子能谱分析结果表明,薄膜的Nb ,Ni 含量较焊缝基体高。可以认为,该薄膜为裂纹产生后仍残留在晶界表面的残余相,是低熔点共晶相在液态下的存在形式。就诱发裂纹而言,薄膜的量是充足的,薄膜厚度较厚。
低熔点共晶相形成元素含量相对较低时,焊缝金属中的偏析程度相应较小。图6c 所示为Mn ,Nb 含量处于低水平的690合金焊缝裂纹断口低温段形貌。从图中可见,断面较为平坦,基体上弥散分布着少量的点状析出物;电子能谱分析表明,该析出物的Nb 含量仅为2.09%,此时Ni 2Nb 共晶相的形成倾向较低,焊缝金属的实际熔点相对较高。
随着共晶相形成元素含量的增加,富Ni 低熔点共晶相的数量将增加。图6d 所示为Nb 含量处于高水平的690合金焊缝裂纹断口低温段形貌。从图中
第10期薄春雨,等:690镍基合金焊接结晶裂纹形成机理分析71
图6 典型试样裂纹断口局部形貌
Fig16 Fracture appearance of typical te st specimens
可见,由于Ni,Nb等元素含量较高,使断口表面在冷却至低温段后仍残留有较多的共晶花样,这正是共晶液膜处断裂后在低温时的形貌;电子能谱分析表明,共晶花样的Nb含量水平达27.67%,Ni2Nb共晶相的量较多。
综上所述,690合金焊缝结晶裂纹的形成与结晶过程中的偏析现象有着直接联系:低熔点共晶相在结晶过程中偏析于晶界(及亚晶界),使焊缝金属的成分过冷度增大,实际结晶温度区间变宽,促使柱状晶粒长大,晶界(及亚晶界)光滑平直;当焊缝金属中大部分已结晶完成后,晶界(及亚晶界)处的残留低熔点液相趋向于以液态薄膜的形态铺展,成为焊缝金属中的薄弱地带;在焊缝结晶过程中产生的拉应力作用下,薄膜铺展处产生开裂,而此时的液相含量之少使之已无法填塞愈合裂纹,从而裂纹将萌生并沿平直晶界扩展。
3 结 论
(1)690合金中,Nb对于抗裂性是不利的。Mn 的加入则可通过抑制Nb在晶界的偏析,削弱Nb的这种不利作用,增强690合金堆焊金属抵抗结晶裂纹的能力。
(2)690合金结晶裂纹宏观上垂直固—液相界面分布,表面无金属光泽;微观上沿晶分布,大多数裂纹呈一端尖锐一端粗钝的形态。
(3)690合金结晶裂纹的形成与焊缝结晶过程中的偏析现象有着密切的联系。焊缝金属结晶过程中,富Ni2Nb低熔点共晶相在结晶过程中偏析于晶界(及亚晶界),当焊缝金属中大部分已结晶完成后,晶界(及亚晶界)处的低熔点共晶相趋向于以液态薄膜的形态铺展,在焊缝结晶过程中产生的拉应力作用下,薄膜铺展处产生裂纹,而此时的液相含量之少已不足以填塞愈合裂纹,由此裂纹将萌生并沿平直晶界扩展。
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作者简介:薄春雨,男,1981年出生,硕士,助理工程师。主要从事镍基和不锈钢焊接材料的研究与开发。发表论文2篇。Email:bcyhit@https://www.wendangku.net/doc/4b13553197.html,
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high2temperature tensile test;endurant tensile test
Welding process of micro2alloying cast iron electrode ZH AI Qiuya,ZH AI Bo,T ANG Zhen,X U Jin feng(School of Materials Science and Engineering,X i’an University of T echnology,X i’an 710048,China).p53-56
Abstract: Using a micro2alloying cast iron electrode the rela2 tionship between preheat temperature and microstructure and proper2 ties of joint were investigated by backing welding with low2current and then continuous welding with high2current.The results showed that the micro2alloying cast iron electrode has strong graphitizing a2 bility and the weld metal had a little chilling tendency.The applied welding process can effectively decrease the depth of fusion zone and suppress the precipitation of cementite in fusion zone at a great ex2 tent.Thus the welding with the micro2alloying cast iron electrode can be realize at ambient temperature.When the preheated temperature is less than200℃,the hom ogeneous weld can be obtained which has the same microstructure and properties as base metal.With the increase of the preheat temperature,the graphite m orphology in weld changes from spotted graphite to rosette graphite to flake graphite. The contents of graphite and ferrite increase,while the hardness of the weld decreases.I f the preheated temperature reaches to200℃, the microstructure of the weld consists of pearlite,ferrite,flaky graphite and rosette graphite,and the microstructure of fusion zone consists of pearlite,small shiver ferrite and undercooled graphite. The welded joint has excellent mechamical properties.
K ey w ords: micro2alloying cast iron electrode;iron casting; ambient temperature welding;microstructure and properties of joint
Analysis of ch aracteristic of vertical position laser w elding for a2 luminum alloys MI AO Y ugang,CHE N Y anbin,LI Liqun,W U Lin(S tate K ey Laboratory of Advanced Welding Production T echnol2 ogy,Harbin Institute of T echnology,Harbin150001,China).p57-60
Abstract: The experiments of vertical and flat position laser welding for4mm2thick5A06aluminum alloys were implemented, and the characteristics of weld dimension and porosity in the vertical position laser welding for aluminum alloys were investigated.The re2 sults show that the concave value and excessive penetration value of vertical welding is less than those of flat welding.Further,with the increase of heat input,the difference of vertical and flat welding be2 comes obvious.The weld appearance and dimension of the vertical welding and flat welding were slightly different.When the heat input is increased to a great extent,the weld depth of vertical welding is m ore than that of flat welding.H owever,the weld width of vertical welding is less than that of flat welding.The porosity of vertical posi2 tion laser welding for aluminum alloys is composed of the large and irregular porosity or hole.It is not obviously different during vertical welding and flat welding,and a great deal porosity concentrates in the upper and middle part of weld section,which can be indicatied from the distributing position and shape of porosity.The number of porosity in vertical welding was slightly less than that of flat welding for the same welding parametors.
K ey w ords: aluminum alloys;vertical position laser weld2 ing;flat welding;characteristic E ffect of aluminizing and diffusion treatment on adhesive strength of arc2sprayed coatings W ANG Qiang,LAN D ongyun,X UAN Zhaozhi,LI U Chenghui(C ollege of Materials Sci2 ence and Engineering,Jilin University,Changchun130025,Chi2 na).p61-64
Abstract: C orrosion2resisting and heat2resisting coatings of 1828stainless steel were made by arc spraying,aluminizing and dif2 fusion treatment on cast iron.The microstructures and chemical com2 positions of coatings with aluminizing and diffusion treatment were studied by optical microscope,scanning electron microscope and X2 ray diffraction.And the adhesive strength of coatings was evaluated by thermal fatigue tests.The results show that there is s ome regions with metallurgy bonding on the interface between coatings and sub2 strates through aluminizing and diffusion treatment,therefore,the adhesive strength of coatings were improved greatly.And a long pe2 riod of aluminizing time is adverse to the adhesive strength of coat2 ings,s o aluminizing time should be controlled well.
K ey w ords: arc spraying;aluminizing;diffusion;adhesive strength
Microstructure and melting property of Sn22.5Ag20.7Cu2XG e solder ME NG G ongge1,Y ANG Tuoyu2,CHE N Leida1 (1.School of Material Science&Engineering,H arbin University of S cience and T echn ology,H arbin150040,China;2.Anhui S cience and T echn ology University,Bengbu,233100,Anhui,China).p65-68 Abstract: The3composition Sn22.5Ag20.7Cu2XG e lead2 free s olders were studied by scanning electron microscope and differ2 ential scanning calorimetry equipments.The result indicates that the microstructure is cobblestone2like pro2eutectic grain and scattered long narrow piece and small pellet eutectic mixture.With0.5%or 1.0%element G e,the microstructure m orphology does not change. But the intermetallic compounds of Ag3Sn and Cu6Sn5tend to be fine,and their dispersion tends to be well2distributed,and Ag3Sn phase tends to be fine needle from long narrow piece.By adding ele2 ment G e,the temperatures of the melting beginning,the melting peak and the melting finish all reduce correspondingly.And in the melting curve,the endothermic peak changes is narrow,and the melting finish part is long,but the melting temperature zone varies a little.
K ey w ords: lead2free s older;microstructure;melting prop2 erty
Solidification cracking mech anism of690nickeil2b ased alloy sur2 facing metal BO Chunyu,Y ANG Y uting,CH OU Shuguo, ZH OU Shifeng(Harbin Welding Institute,China Academy of Ma2 chinery Science and T echnology,Harbin150080,China).p69-72 Abstract: T rans2varestraint test was used to investigate the s olidification cracking mechanism of690nickel2based alloy surfacing metal.Results show that,the s olidification cracking susceptibility of 690nickel2based alloy surfacing metal is closely correlated with the segregation process during welding,which is greatly in fluenced by Nb.The s olidification temperature of690nickel2based alloy surfac2 ing metal falls when the Ni,Nb2rich phases segregate on the grain boundary or subgrain boundary,which induces that the ductility de2 creases and the appearance is fined.Then,cracking initiates and
Ⅳ M AI N T OPICS,ABSTRACTS&KEY W ORDS 2007,Vol.28,No.10
expands along the finer grain boundary or subgrain boundary during the s olidification process.Furtherm ore,in690nickel2based alloy surfacing metal,Mn weakens the negative in fluence of Nb on s olidi2 fication cracking resistance to s ome extent by restraining the segrega2 tion effect of Nb,and then the cracking resistance is improved.
K ey w ords: 690nickel2based alloy;s olidification cracking; mechanism
Ch aracterization on strength and toughness of w elded joint for ultra2low carbon b ainitic steel G UO Aimin1,2,LI U Jibin2, MI AO K ai2,DONG Hanxiong2,Z OU Dehui2,HE X inlai1(1.School of Materials Science and Engineering,Beijing University of Science and T echnology,Beijing100083,China;2.Research and Develop2 ment Institute,Wuhan Iron and S teel(G roup)C ompany,Wuhan 430080,China).p73-76
Abstract: The weldability was investigated on ultra low2car2 bon bainitic steel with therm omechanical control process by utilizing shielded metal arc welding,submerged arc welding and welding thermal simulation test.Results showed that hardness is a little dif2 ferent in the heat affected zone(H AZ).The maximum hardness in the heat affected zone was less than60H V.C ompared with the same class of low alloy high strength steels,the uniformity of strength in H AZ increases remarkably.The heat affected zone has high tough2 ness.The impact abs orbing energy at-40℃reaches above60J in the simulated coarse2grained zone when the heat input was56k J/ cm.The impact abs orbing energy at-40℃reached above100J in shielded metal arc welding,and submerged arc welding.
K ey w ords: ultra2low carbon bainitic steel;welding;heat affected zone;toughness
B razing process of high temperature brazing filler metal BCo45NiCrWB LI U Enze1,2,S UN Shuchen1,T U G an feng1, ZHE NG Zhi2,T ong Jian2,G uo Y i2(1.School of Materials and Met2 allurgy,N ortheastern University,Shenyang110004,China;2.Su2 peralloys Division,Institute of Metal Research Chinese Academy of Sciences,Shenyang110016,China).p77-80
Abstract: Wettability and flow2ability experiments of a high temperature brazing filler metal BC o45NiCrW B were studied.Dy2 namic analysis of brazing process was studied by a ST M D2300surface tension test apparatus.Microstructures of brazed joint with different brazing processes were studied.Microstructure of brazed joint was analyzed by optical microscope.The element distribution of brazed joint was analyzed by electron microprobe.Rupture life of brazed joint at the condition of980℃/132MPa was tested.The best braz2 ing process of BC o45NiCrW B alloy was established.The brazing pa2 rametens are1220℃/2h,+1080℃/4h+900℃/16h,all by arg on quench.Results show that the high temperature brazing alloy BC o45NiCrW B has excellent process brazeability.At the condition of 980℃/132MPa the rupture life is m ore than60hours.
K ey w ords: brazing;wettability;flow2ability;rupture life
E ffect of therm al cycles of DSAW on microstructure in lowalloy high strength steel ZH ANG Huajun,ZH ANG G uangjun, W ANGJunheng,W U Lin(S tate K ey Labortory of Advanced Weld2 ing Production T echnology,Harbin Institute of T echnology,Harbin 150001,China).p81-84
Abstract: According to the low alloy high2strength steel thick plate welding,a new high efficiency technique which does not need back chipping-double2sided double arc welding(DS AW)was pro2 vided.Backing run with double2sided double pulsed gas metal arc welding,and other passes with double2sided double gas metal arc welding.The temperature fields of single TIG(tungsten inert2gas) welding and DS AW near the bond area were measured by the method of hiding thermal2couple in drilled hole.C ompared the thermal cy2 cles of tw o methods,the t8/5and t8/3of DS AW are higher.In DS AW,fore pass provides the rear pass with a preheat action and rear pass provides the fore pass with a postheat treatment.In single TIGwelding,microstructure of weld and coarse grain zone is coarse martensitic,but in DS AW weld contains a few of acicular ferrilite besides of martensitic.M oreover,microstructure of coarse grain zone is smaller than that of single TIGwelding.Microhardness distribution results indicated that hardness of DS AW was lower than that of single TIG welding.
K ey w ords: double2sided double arc welding;temperature field;T joint;low alloy high strength steel
E ffects of heat treatment on microstructure and properties of electron beam w elded TC4titanium alloy G U Baolan,DI NG Dawei,W ANG Li,X U Xuedong(Institute of Microstructure and Properties of Advanced Material,Beijing University of T echnology, Beijing100022,China).p85-88
Abstract: F or electron beam welding(E BW)of T C4titanium alloy with different preheat treatments and post2weld heat treatment, microstructure and phase composition characteristics of these welds of T C4were studied by means of optical microscope and X2ray diffrac2 tion.T ension and impact test were carried out at room temperature. The results indicated that the microstructure of tw o kinds of base metals is the mixture ofαphasse andβphase,but their state and distribution are different.The post2weld s olution and aged operation carried out in the case of annealed welds leads to a coarsening and hom ogenous of the acicularα,the microstructures is typically reticu2 lar structure.The welds in s olid s olution state were given a relief an2 nealed after welding,whose microstructure at FZ is tempered martensiteαin side priorβgrains and at grain boundaryα.It induced that the ultimate tensile strength(UTS)of annealed state welds is less than that of s olution treated welds,but the impact toughness of the former is greater than that of the latter.H owever,the UTS and impact toughness of these tw o kinds of welds are greater that that of base metal.
K ey w ords: T C4titanium alloy;electron beam welding;mi2 crostructure;mechanical properties
Finite element analysis simulations of life prediction for PBG A soldered joints under therm al cycling T ONG Chuan,ZE NG Shengkui,CHE N Y unxia(Reliability Research Institute,Beihang University,Beijing100083,China).p89-92
Abstract: A typical plastic ball grid array(P BG A)compo2 nent was selected and the plastic ball grid array packaging was m od2 eled as a tri2layer structure composed of encapsulation,die and sub2 strate.Visco2plastic m odel was used to describe the behavior of SnPb
2007,Vol.28,No.10 TRANS ACTI ONS OF THE CHI NA WE LDI NG I NSTIT UTI ON Ⅴ
焊缝裂纹的原因
有时候我发现焊道会有裂纹，这是怎么产生的， 如何解决这问题？ 裂纹焊缝中原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。 A、.裂纹的分类 根据裂纹尺寸大小,分为三类:(1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。 从产生温度上看,裂纹分为两类: (1)热裂纹:产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。 (2)冷裂纹:指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。 按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为: (1)再热裂纹:接头冷却后再加热至500~700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。 （2）层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。 (3)应力腐蚀裂纹:在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外,应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。 B、.裂纹的危害裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。 C、.热裂纹(结晶裂纹) (1)结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区,最常见的热裂纹是结晶裂纹,其生成原因是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓"液态薄膜",在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。结晶裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂,为纵向裂纹,有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间,为横向裂纹。弧坑裂纹是另一种形态的,常见的热裂纹。 3 焊接缺陷及对策 热裂纹都是沿晶界开裂,通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料气焊缝中 (2)影响结晶裂纹的因素 a合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。 b.冷却速度的影响冷却速度增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增加结晶裂纹的出现机会； c.结晶应力与拘束应力的影响在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这飞部分金属受拉,当拉应力达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。
各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了
各种焊接裂纹成因特点及防止措施，这条必须收藏了 焊接裂纹就其本质来分，可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。1.热裂纹是在焊接时高温下产生的，故称热裂纹，它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。根据所焊金属的材料不同（低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等），产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。目前，把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。（1）结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中（含S，P，C，Si骗高）和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊逢中。这种裂纹是在焊逢结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足，不能及时添充，在应力作用下发生沿晶开裂。防治措施为：在冶金因素方面，适当调整焊逢金属成分，缩短脆性温度区的范围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质的含量；细化焊逢金属一次晶粒，即适当加入Mo、V、Ti、Nb等元素；在工艺方面，可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。（2）近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹，它的尺寸很小，发生于HAZ近缝区或层间。它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属，在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成
物被重新熔化，在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。特别是在冶金方面，尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的；在工艺方面，可以减小线能量，减小熔池熔合线的凹度。（3）多边化裂纹是在形成多边化的过程中，由于高温时的塑性很低造成的。这种裂纹并不常见，其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。2.再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金（包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金，以及某些奥氏体不锈钢），他们焊后并未发现裂纹，而是在热处理过程中产生了裂纹。再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶部位，其走向是沿熔合线的奥氏体粗晶晶界扩展。防治再热裂纹从选材方面，可以选用细晶粒钢。在工艺方面，选用较小的线能量，选用较高的预热温度并配合以后热措施，选用低匹配的焊接材料，避免应力集中。3.冷裂纹主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢的焊接热影响区，但有些金属，如某些超高强钢、钛及钛合金等有时冷裂纹也发生在焊缝中。一般情况下，钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及分布，以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。焊后形成的马氏体组织在氢元素的作用下，配合以拉应力，便形成了冷裂纹。他的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂纹一般分
铝合金钎焊缺陷
焊接金相 铝合金钎焊缺 陷 哈尔滨焊接研究所金相室(150080) 于 捷 孙秀芳 郭力力 山东省淄博学院机电系(255091)姜 英 焊接方法 钎焊 母 材 L F3铝合金 焊 材 铝硅及铝硅镁钎料 图1 钎缝中各种缺陷 (50×)2/3图2 钎缝发生轻微溶蚀现象 400× 会)已在2000年1月巴黎会议上取消。两者原有职能 全部移交给IAB B组(实施与授权)。 EWF Committee2,3和IIW Commission今后只能 从事IIW IAB还没有的项目开发工作。 被IIW接受的培训规程在大约五年内将同时印制 EWF和IIW文件号。培训规程中规定了IIW和EWF 证书等效。同时,由于EWF人员资格仍被许多欧洲标 准采用,EWF证书在一定时期有很高的市场价值,所 以EWF证书仍将继续发放约五年。 1.4 授权的国家团体Authorised National Body(ANB) ANB是Authorised National Body(授权的国家团 体)的缩写,是指由IIW授权的在某一IIW成员国实施 IIW人员资格认证体系的唯一合法机构。其作用是: (1)评估和验收培训机构,批准授权的培训机构 (A TB)按照IIW规程举办各类培训课程; (2)进行考试; (3)颁发各类焊接人员的资格证书并管理焊接人 员档案。 一个IIW成员国只能有一个ANB。某个成员国 的ANB如果要在其它无ANB国家开展IIW课程,应 受到代表该国的国家焊接学会的邀请,在课程培训中, 必须解决语言障碍的问题。 根据EWF和IIW之间的协议,1999年,19个 EWF的ANB自动成为IIW的ANB。我国于2000年 1月取得欧洲以外的第一个ANB资格,美国、日本和澳 大利亚已于2001年1月召开的IAB B组巴黎工作会 通过,成为正式的ANB。到2001年1月底为止,已正 式授权下列国家的ANB组织:奥地利、比利时、中国、 克罗地亚、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、匈牙利、意大 利、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯 洛维尼亚、西班牙、瑞典、瑞士、英国、美国、澳大利亚和 日本,共计25个。 加拿大计划在2002年末进行验收,俄罗斯、乌克 兰和南斯拉夫已向IIW提出了申请。(未完待续) ? 5 4 ?焊接 2001(6)
铝合金焊接缺陷分析及预防
铝合金焊接缺陷分析及预防 1、焊缝尺寸不符合要求 主要是指焊缝宽窄不一、高低不平、余高不足或过高等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头的强度；尺寸过大将增加结构的应力和变形，造成应力集中，还增加焊接工作量。焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀，焊接电流过大或过小，运条方式或速度及焊角角度不当等均会造成焊缝尺寸不符合要求。 2、咬边 由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷即为咬边。咬边使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，而且在咬边处易引起应力集中，承载后有可能造成在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。产生咬边的原因主要有操作方式不当，焊接规范选择不正确，如焊接电流过大、电弧过长、焊条角度不当等。咬边超过允许值应予以补焊。 3、焊瘤 焊接过程中，熔化的金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上，所形成的金属瘤即为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝外表的美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力集中。对于管道接头来说，管道内部的焊瘤还会使管内的有效面积减小，严重时使管内产生堵塞。焊瘤常在立焊和仰焊时产生，焊缝间隙过大，焊条角度和运条方法不正确、焊条质量不好、焊接电流过大或焊接速度太慢等均可引起焊瘤的产生。 4、烧穿 焊接过程中，熔化的金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。烧穿常发生于打底焊道的焊接过程中。发生烧穿，焊接过程不能继续进行，是一种不能允许存在的焊接缺陷。造成烧穿的主要原因是焊接电流太大焊接速度过低、坡口和间隙太大或钝边太薄以及操作不当等。为了防止烧穿，要正确设计焊接坡口尺寸，确保装配质量，选用适当的焊接工艺参数。单面焊接可采用加铜板或焊剂垫等办法防止熔化金属下塌及烧穿。手工电弧焊接薄板时，可采用跳弧焊接法或续灭弧焊接法。 5、未焊透 焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透，未焊透常出现在单面焊的根部和双面焊的中部。未焊透不仅使焊接接头的机械性能降低，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后会引起裂纹。未焊透的原因是焊接电流过小，焊接速度太快、焊条角度不当或电弧发生偏吹、坡口角度或对口间隙太小、焊件散热太快、氧化物或焊渣等阻碍了金属间充分的熔合等。凡是造成焊条金属和基本金属不能充分熔合的因素都会引起未焊透的发生。 防止未焊透的措施包括：1）正确选择坡口形式和装配间隙，并清除掉坡口两侧和焊层间的污物及熔渣；2）选用适当的焊接电流和焊接速度；3）运条时应随时注意调整焊条的角度，特别是遇到磁偏吹和焊条偏心时，更要调整焊条角度，以使焊缝金属和母材金属得到充分熔合；4）对导热快、散热面积大的焊件，应采取焊前预热或焊接过程中加热的措施。 6、未熔合 未熔合指焊接时，焊道与母材之间或焊道之间未完全熔化结合的部分；或指点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。 未熔合的最大危害大致与未焊透相同。产生未熔合的原因有：焊接线能量太低、电弧发生偏吹、坡口侧壁有锈垢和污物、焊层间清渣不彻底等。 7、凹坑、塌陷及未焊满
Inconel600镍基合金焊接方案
1.1Inconel600镍基合金焊接方案 本工程中有Inconel600镍基合金管道36.8m，数量不多，但焊接要求严格。 由于气化装置是把煤转化水煤气等过程，整个系统是在较高温度和压力下操作，工艺介质中含有CO、CO2、H2S、H2、COS、NH2等可燃性、有毒介质，所以对管道材质要求较高。因此，我们特编写了镍合金管道的焊接方案，具体施工时将根据设计说明及技术要求再对本方案进一步的修改和补充。 1.1.1编制依据： 1) 《青海中浩60万吨/年甲醇项目建筑安装工程施工招标文件》； 2）《石油化工鉻镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3525-199； 3）《现场设备、工业管道焊接工程施工验收规范》GB50236-1998； 4）《石油化工剧毒、可然介质管道工程施工及验收规范》SH3501。 1.1.2材料验收 焊接材料应有出厂质量证明书，其中焊条应符合《镍及镍合金焊条》GB/T13814的规定，焊丝应符合《镍及镍合金焊丝》GB/T15620的规定。 焊接材料应进行验收。验收合格后，应作好标示，入库储存。 焊接材料的储存、保管应符合下列规定： 焊材库必须干燥通风，库房内不得有有害气体和腐蚀介质。 焊接材料应存放在架子上，架子离地面的高度和墙壁的距离均不得小于300mm。 焊接材料应按种类、牌号、批号、规格和入库时间分类放置，并应有标示。 焊材库内应设置温度计和湿度计，保持库内温度不抵于5℃，相对湿度不大于60%。 焊接用的氩气纯度不应低于99.6%。 1.1.3焊前准备 管子切割及坡口加工宜采用机械方法，若采用等离子切割，应清理其加工面。 坡口加工后应进行外观检查，坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷。
焊接横向裂纹产生的原因及控制
焊接横向裂纹产生的原因及控制 焊接横向裂纹产生原因主要有以下几个方面： 1、应力作用。即钢管成型后的残余应力和焊接应力。 2、焊接工艺不合理。如焊缝成形系数过小、预热温度不够或未进行焊前预热、焊接线能量过大、焊接后热处理不当、保温时间太短等。 3、由于氢的存在。如焊剂烘干不够，预热温度不充分或未进行焊前预热、以及多层焊的层间温度不够。 4、冶金因素。焊接过程中有低熔点杂质进入，如铜及铜合金。铜的来源主要有焊丝表面所镀的用于防止焊丝锈蚀的铜，或者导电嘴、铜合金导电杆内壁被磨损产生的铜。这些铜屑从导电嘴内孔进入焊剂，在焊接过程中接触焊接熔池导致横向裂纹。 控制措施： 1、焊管成型。为了合理控制残余应力，不仅需要采用针对性的设备和工艺，还需要在钢管成型前进行必要的成型工艺评定，对成型的设备、材料、产品的规格、预弯的程度、成型的速度、成型的压力、参数等进行试验和评定，合格后方进行焊管成型。 2、焊前预热。要根据具体的材质、具体的工作环境确定预热及层间温度。 3、焊接工艺。 1）埋弧焊时，为了减少焊接热输入，不建议采用多丝焊，建议尽量采用单丝多道焊，焊道平行排列，且每条焊道的宽度控制在15min以内；层间温度控制在110-250℃。 2）严格控制焊道宽度 焊道越宽，产生横裂的可能性越大。焊接时，要尽量地采用窄焊道，多分道，减少焊道宽度，减少热输入。 4、焊接材料 1）焊丝。选择低强度的焊丝，这样可以适当降低焊缝的碳当量，提高焊缝的塑性，有助于减少焊接裂纹的产生。同时注意使用不镀铜的焊丝，防止铜或铜合金进入焊缝熔池。另外需要注意防潮和防生锈。 2）焊剂。焊剂在使用前必须按照焊剂厂家推荐的烘干工艺烘干，烘干后在烘箱内进行保温，不可烘干后就倒出来，防止受潮。及时对使用中的焊剂进行磁选，磁选后放进保温桶中储存，防止在空气中受潮。及时更换焊剂，防止流落到焊剂内的铜及铜合金交换污染。 3）焊后保温、缓冷。春秋两季，焊接好后可以在室温下直接暴露在空气中缓冷。春冬两季，焊接好以后可以在室温下用保温棉把焊缝两面覆盖，在空气中缓冷。 4) 消氢处理。具体做法：焊接完成后立即用陶瓷电热毯对焊缝及其附近区域加热至200℃，保温2h后关电缓冷。
铝焊接的工艺和注意要点
铝焊接的工艺和注意要点 铝焊接的工艺和注意要点 1．铝及铝合金的焊接特点 （1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，{TodayHot}清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。{HotTag} （3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5%～6%时可不产生热裂，因而采用SAlSi條（硅含量4.5%～6%)焊丝会有更好的抗裂性。 （4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 （5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。 （6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝 性能下降。 （7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。 （8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。 2铝合金焊接有几大难点:
铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析
虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品，但实际焊接生产中并不是没有困难，主要的问题有：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等。由于铝及其合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如Al 2 O3的熔点为2050℃，MgO熔点为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属中夹杂物。同时，氧化膜（特别是有MgO存在的，不很致密的氧化膜）可以吸收较多水分而常常成为焊缝气孔的重要原因之一。此外，铝及其合金的线胀系数大，导热性又强，焊接时容易产生翘曲变形。这些也都是焊接生产中颇感困难的问题。下面，对在试验过程中产生比较严重的裂纹进行深入的分析。 1铝合金焊接接头中的裂纹及其特征 在铝合金焊接过程中，由于材料的种类、性质和焊接结构的不同，焊接接头中可以出现各种裂纹，裂纹的形态和分布特征都很复杂，根据其产生的部位可分为以下两种裂纹形式：（1）焊缝金属中的裂纹：纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、焊根裂纹和显微裂纹（尤其在多层焊时）。 （2）热影响区的裂纹：焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显微热裂纹。按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹，热裂纹是在焊接时高温下产生的，它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同，热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹，它是在焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足不能及时填充，在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂，这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金；液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。 在试验过程中发现，当填充材料表面清理不够充分时，焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂和少量的气孔。在三组号试验中，由于焊接填充材料为铸造组织，其中夹杂为高熔点物质，焊接后在焊缝中仍将存在；又，铸造组织比较稀疏，孔洞较多，易于吸附含结晶水的成分和油质，它们将成为焊接过程中产生气孔的因素。当焊缝在拉伸应力作用下时，这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关键部位。通过显微镜进一步观察发现，这些夹杂和气孔诱发的微观裂纹之间有明显的相互交汇的趋势。然而，对于夹杂物在此的有害作用究竟是主要表现为应力集中源从而诱发裂纹，还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹，尚难以判断。此外，一般认为，铝镁合金焊缝中的气孔不会对焊缝金属的拉伸强度产生重大影响，而本研究试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔诱发微裂纹的现象。气孔诱发微裂纹的现象是否只是一种居次要地位的伴生现象，还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因素之一，亦还有待进一步的研究。 2热裂纹产生的过程 目前关于焊接热裂纹理论，国内外认为较完善的是普洛霍洛夫理论。概括地讲，该理论认为结晶裂纹的产生与否主要取决于以下3方面：脆性温度区间的大小；在此温度区间内合金所具有的延性以及在脆性温度区间金属的变形率大小。 通常人们将脆性温度区间的大小及在此温度区间内具有的延性值称为产生焊接热裂纹的冶金因素，而把脆性温度区内金属的变形率大小称为力学因素。焊接过程是一系列不平衡的工艺过程的综合，这种特征从本质上与焊接接头金属断裂的冶金因素和力学因素发生重要的联系，如焊接工艺过程与冶金过程的产物即物理的、化学的与组织上的不均匀性、熔渣与夹杂物、气体元素与处于过饱和浓度的空位等。所有这些，都是与裂纹的萌生与发展有密切联系的冶金因素。从力学因素方面看，焊接热循环特定的温度梯度与冷却速度，在一定的拘束条件下，将使焊接接头处于复杂的应力-应变状态，从而为裂纹的萌生与发展提供必要的条件。 在焊接过程中，冶金因素和力学因素的综合作用将归结为两个方面，即是强化金属联系还是弱化金属联系。如果在冷却时，焊接接头金属中正在建立强度联系，在一定刚性拘束条件下能够顺从地应变，焊缝与近缝区金属能够承受外加拘束应力与内在残余应力的作用时，裂纹就不容易产生，焊接接头的金属裂纹敏感性低，反之，当承受不住应力作用时，金属中强度联 铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析 谢辉 （广东省第二农机厂，广东广州512219） 摘要：近40年来，由于焊接技术的进步，高效率和高性能的焊接方法得到了推广，铝及铝合金在车辆、船舶、建筑、桥梁、化工机械、低温工程和宇航工业等各种结构方面的应用在不断扩大，但国产化的铝合金和铝合金焊接材料均还存在着一定的差距。对铝合金焊接接头产生裂纹的特征及产生机理进行了分析，提出了几点防范措施。 关键词：铝合金；焊接接头；裂纹；机理 —116—
镍基合金复合管道焊接工艺的推广和应用
镍基合金复合管道焊接工艺的推广和应用 摘要： 镍基合金复合钢管具有良好的韧性、强度，以及耐各种形式腐蚀的性能，目前广泛应用于高压高含硫气田施工中。在普光气田安全隐患排查工程中，原料气管线全部更换为镍基合金复合管道，为提高功效保证焊接质量，该工程采用了新的焊接工艺（GTAW+P+MIG），依托本工程进行推广和应用。 关键字：镍基复合管；GTAW+P+MIG；背部充氩保护装置；焊接工艺 1、简介 镍基合金复合材料作为一种新型材料[1]，其同时兼具低合金钢的韧性和强度，及镍基合金全面的耐腐蚀性能，因而在高压高含硫气田施工中得到广泛的应用。普光气田作为高含硫气田，受条件限制，在建设初期并未采用镍基合金材料进行施工。 在2016年，普光净化厂原料气管线安全隐患治理工程中，设计将原料气管线进行材质升级，将原有管道更换成镍基合金复合钢管（Q245R+N08825），规格为φ711×（32+3）mm、φ610×（28+3）mm、φ508×（24+3）mm。 目前，镍基合金复合管道的焊接方法主要有GTAW（打底）+SMAW（填充、盖面）；TIP TIG焊打底、填充、盖面。该工程使用的镍基合金复合管材，因管径和基层厚度较大，采用GTAW（打底）+MIG（填充、盖面）的焊接方法。相比以上两种方法，该方法具有更高的焊接效率和焊接可靠性。经中石化第十建设公司进行焊接工艺评定，焊缝各项性能均满足设计要求。因此，本工程最终确定采用GTAW（打底）+MIG（填充、盖面）的焊接方法进行施工焊接。 2、施工机具准备 （1）焊接设备 氩弧焊：低频脉冲钨极氩弧焊（GTAW+P），设备型号山大奥太WSM-400。该设备能够实现焊接电流在恒流与脉冲之间的自由调节，在选用脉冲电流焊接时，通过调节基值、
焊接的六大缺陷,产生原因、危害
焊接的六大缺陷，产生原因、危害、预防措施都在这了 一、外观缺陷 外观缺陷（表面缺陷）是指不用借助于仪器，从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。 A、咬边 是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽，它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。 产生咬边的主要原因：是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。 咬边的预防：矫正操作姿势，选用合理的规范，采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。 B、焊瘤 焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯)，焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。同时，焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径，可能造成流动物堵塞。 防止焊瘤的措施：使焊缝处于平焊位置，正确选用规范，选用无偏芯焊条，合理操作。C、凹坑
凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。 凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑)，仰立、横焊时，常在焊缝背面根部产生内凹。凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。 防止凹坑的措施：选用有电流衰减系统的焊机，尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范，收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动，填满弧坑。 D、未焊满 未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱,焊条过细，运条不当等会导致未焊满。 未焊满同样削弱了焊缝，容易产生应力集中，同时，由于规范太弱使冷却速度增大，容易带来气孔、裂纹等。 防止未焊满的措施：加大焊接电流，加焊盖面焊缝。 E、烧穿 烧穿是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔性缺。 焊接电流过大，速度太慢，电弧在焊缝处停留过久，都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大，钝边太小也容易出现烧穿现象。 烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷，它完全破坏了焊缝，使接头丧失其联接飞及承载能力。 防治措施：选用较小电流并配合合适的焊接速度，减小装配间隙，在焊缝背面加设垫板或药垫，使用脉冲焊，能有效地防止烧穿。 F、其他表面缺陷 (1)成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。 (2)错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。 (3)塌陷单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落, 成形后焊缝背面突起,正面下塌。 (4)表面气孔及弧坑缩孔。 (5)各种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷O角变形也属于装配成形缺陷。 二、气孔和夹渣
铝合金焊接缺陷及检验
第八章：焊接缺陷及焊接质量检验 学习要求：掌握焊接中各种焊接缺陷，了解焊接缺陷产生的原因及预防措施，掌握各种焊接检验方法。掌握公司焊缝外观检验标准， 课时：4课时 基本内容 前言：随着科学技术的发展，焊接在工业生产中的地位更加重要。从大量结构的事故原因分析结果可以看出，很多是由于焊接质量不好造成的，而焊工的责任心和操作技能直接影响到焊接质量。为提高焊工的素质，保证焊接结构的使用安全、可靠，对焊工进行培训与考核是十分必要的。 第一节焊接缺陷 焊接缺陷：焊接接头中产生的不符合设计或工艺文件要求的缺陷 一、焊接缺陷的分类按焊接缺陷在焊缝中的位置，可分为外部缺陷与内部缺陷两大类。外部缺陷位于焊缝区的外表面，肉眼或用低倍放大镜即可观察到。例如：焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、烧穿、下塌、表面气孔、表面裂纹等。内部缺陷位于焊缝内部，需用破坏性实验或探伤方法来发现。例如：未焊透、未熔合、夹渣、内部气孔、内部裂纹等。 二、常见电焊缺陷 （1）焊缝尺寸不符合要求主要指焊缝宽窄不一、高低不平、余高不
足或过高等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头强度；尺寸过大将增加结构的应力和变形，造成应力集中，还增加焊接工作量。焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀，焊接电流过大或过小，运条方式或速度及焊角角度不当等均会造成焊缝尺寸不符合要求。 （2）咬边由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凸陷即为咬边。咬边使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，而且在咬边处易引起应力集中，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。产生咬边的原因 操作方式不当，焊接规范选择不正确，如焊接电流过大，电弧过长，焊条角度不当等。咬边超过允许值，应予补焊。 （3）焊瘤焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上，所形成的金属瘤即为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝外表的美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力集中。对于管道接头来说，管道内部的焊瘤还会使管内的有效面积减少，严重时使管内产生堵塞。焊瘤常在立焊和仰焊时发生。焊缝间隙过大，焊条角度和运条方法不正确，焊条质量不好，焊接电流过大或焊接速度太慢等均可引起焊瘤的产生。（4）烧穿焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。烧穿常发生于打底焊道的焊接过程中。发生烧穿，焊接过程难以继续进行，是一种不允许存在的焊接缺陷。造成烧穿的主要原因是焊接电流太大或焊接速度太低；坡口和间隙太大或钝边太薄以及操作不当等。为了防止烧穿，要正确设计焊接坡口尺寸，确保装配质量，选用适当的焊接工艺参数。单面焊可采用加铜垫板或焊剂垫等办法防
常见铝合金焊接缺陷及检验方法
常见铝合金焊接缺陷及检验方法 摘要：本文通过研究铝合金缺陷产生的原因、预防措施，来发现解决缺陷的最佳方法，进一步提高焊接质量。 关键词：焊接，缺陷，检验 随着高速动车轻量化、高速化发展，铝合金以其良好的性能得到越来越广泛的应用。铝合金车体具有耐腐蚀性强、质量轻、造型美观等特点，是今后高速列车车体的主要发展方向。铝合金焊接时最容易产生气孔、裂纹、夹渣等缺陷，下面将分类介绍缺陷的产生原因和预防措施。 1 缺陷类别 1.1 气孔 1.1.1 气孔的根源 铝合金在焊接时会产生气孔等缺陷，而产生气孔的气体主要是氢气、一氧化碳、氮气。氮不溶于液态铝，而且铝合金材质中不含碳，所以铝合金在焊接时不会出现氮气和一氧化碳，只会产生氢气孔。产生气孔的原因一是因为氢在焊缝液态铝中的溶解度为7ml/kg，而在660℃焊缝凝固时，氢的溶解度为0.4ml/kg，使原氢在液态铝中大量析出，会产生气泡。另一方面是铝合金密度小、导热性很强，焊接时冷却速度快，不利于气泡的逸出。为此，在焊接铝合金时，为了减少氢的来源，应限制氢溶入母材金属和填充金属，且应该使用纯度较高的保护气体；焊前对铝合金表面、焊材等要认真清除表面氧化膜、水分和油污；焊接过程尽可能连续焊接，以防止产生气孔。另外在焊接时要选择合理的焊接工艺参数，TIG焊时选择大的焊接电流和较快的焊接速度。MIG焊时选择大的焊接电流和较慢的焊接速度，以提高熔池的形成时间，有利于氢从过饱和固溶状态铝合金焊接金属中逸出，减少焊接缺陷。 氢的来源主要有：（1）在金属表面和焊接材料中溶解的氢；（2）在金属表面和焊接材料表面附着的水分、有机物和其他杂物；（3）焊接保护气体纯度到不到要求；（4）在焊接区域保护不到位时来自空气中的氢和水分。 1.1.2 预防措施 （1）焊前清理。保证铝合金焊接质量的工艺措施是焊前清理。由于铝合金在存放和焊接过程中及易被氧化，母材表面易生成致密而坚硬的氧化膜，该薄膜很容易吸收水分，它不但妨碍焊缝与母材的良好熔合，也是产生气孔和夹渣的主要来源。此外，如工件表面不清洁也会产生气孔等缺陷。为保证焊接质量，焊前要采取清除焊件表面的氧化膜和油污等。
镍基合金INCONEL 625的焊接
镍基合金INCONEL 625的焊接 引言：在石油化工建设工程中，常会遇到镍基合金这种材料，因这种材料具有耐活泼性气体、耐苛性介质、耐还原性酸介质腐蚀的良好性能，又具有强度高、塑性好、可冷热变形和可加 工成型及可焊接的特点，广泛应用于石油化工中。例如：在安徽铜陵六国化工合成氨装置 气化工段中，就有这种材料，它的具体名称为INCONEL 625，用于输送氧气介质。 关键词：镍基合金焊接热裂纹 1 镍基合金INCONEL 625的化学成分及对焊接性能的影响 为了研究INCONEL 625的焊接，我们有必要对这种材料的化学成分进行了解。镍基合金INCONEL 625的化学成分见表1： 在Ni中添加Al、Cr、Fe、Mo、Ti能引起较强的固溶强化，Mo可改善镍基合金的高温强度，Nb 则可以稳定组织，细化晶粒，改善材料性能，Cr在Ni中的固溶范围约为35%～40%，而Mo在Ni中的固溶范围大约为20%。Cr、Mo等合金材料的添加不但增加其耐蚀性，而且对材料的焊接性能没有不利影响。添加Ti、Mn、Nb则可提高材料的抗热裂纹和减少气孔。Si在钢中是脱氧剂和抗氧化剂。而C的含量很小，因Ti和Nb的存在一般不会产生晶间腐蚀。 镍基合金的焊接性对S则较为敏感，S不溶于Ni，在焊接凝固时可形成低熔点的共晶体，易产生热裂纹。P在镍基合金中也会增加裂纹的敏感性。 2 镍基合金INCONEL 625的焊接特点 2.1 焊接热裂纹镍基合金INCONEL 625在焊接时具有较高的热裂纹敏感性。热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和高温失塑裂纹。结晶裂纹最容易发生在焊道弧坑，形成火口裂纹。结晶裂纹多半沿焊缝中心线纵向开裂。液化裂纹则易出现在紧靠融合线的热影响区中，有的还出现在多层焊的前层焊缝中。高温失塑裂纹既可能出现在热影响区中，也可能发生在焊缝中。各种热裂纹有时是宏观裂纹，或宏观裂纹伴随微观裂纹，也有时仅仅是微观裂纹。热裂纹发生在高温状态，常温下不再扩展。2.2 污染物的影响焊件表面的清洁性是保证镍基合金INCONEL 625焊接质量的一个关键。焊件表面的污染物主要是表面氧化皮和引起脆化的元素。镍基合金INCONEL 625表面氧化皮的熔点比母材高得多，常常可能形成夹渣或细小的不连续的氧化物，S、P、Pb、Sn、Zn、Bi、Sb及As等凡是能和Ni形成低熔点共晶体的元素都是有害元素。这些有害元素大大增加了镍基合金焊接时的热裂纹倾向。这些元素常常存在于预制过程中使用的材料中，例如：油脂、油漆、测温笔和记号笔的墨水常含有这些元素。因此，在焊接前，必须彻底清除，包括坡口外50mm范围内均属于清除范围。 清除方法取决于污染物的种类，对于油脂类物质，可采用蒸汽脱脂，或用丙酮清洗。对于油漆类物质，可采用氯甲烷、碱液、甲醇清洗，也可采用打磨的方法清除。 2.3 焊接热输入的影响采用高热输入会使焊缝接头产生一定程度的退火，并伴随晶粒长大，而使组织发生相变，降低材料的机械性能。此外，高热的输入，还可能使晶相组织产生过度的偏析，碳化物沉淀并析出，从而引起热裂纹，并降低耐蚀性。 在选择焊接方法和焊接工艺时，必须考虑到这一点，因此，在实际操作时采用小电流，窄焊道，多层焊较为合理。 需要指出的是，有些镍基合金焊接加热后对靠近热影响区的焊缝组织会产生不良影响。例如Ni-Mo合金焊接后需通过退火处理来消除这种影响，恢复其耐蚀性。但对于INCONEL 625这种合金来说属于Ni-Cr-Mo合金, 象奥氏体不锈钢一样，镍基合金的显微组织也是奥氏体，固态情况下不发生相变，母材和焊缝金属的晶粒不能通过热处理细化，因此，镍基合金INCONEL 625不需要进行热
镍基合金焊接材料
镍基合金焊接材料 镍及镍合金焊条
产品名称：镍及镍基合金焊材 产品说明: Ni102镍及镍合金焊条型号GB/T：ENi-0 说明：钛钙型药皮的纯镍焊条，具有较好的力学性能及耐热、耐腐蚀性，交、直流两用，采用直流反接。 用途：用于化工设备、食品工业，医疗器械制造中镍基合金和双金属的焊接，也可用作异种金属的过渡层焊条，具有良好的熔合性和抗裂性。 熔敷金属化学成份/% C≤0.03 Mn 0.6-1.1 Si≤1Ni≥92Fe≤0.5 Ti 0.7-1.2 Nb 1.8-2.3 S≤0.015P≤0.015 Ni112镍及镍合金焊条型号GB/T：ENi-0 相当于AWS：ENi-1 说明：钛钙型药皮的纯镍焊条，具有较好的力学性能及耐热、耐腐蚀性，交、直流两用，采用直流反接。 用途：用于化工设备、食品工业，医疗器械制造中镍基合金和双金属的焊接，也可用作异种金属的过渡层焊条，具有良好的熔合性和抗裂性。 熔敷金属化学成份/% C≈0.04Mn≈1.5Ni≥92Fe≈3Ti≈0.5Nb≈1S≤0.015P≤0.015 Ni202镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCu-7 相当于AWS：ENiCu-7 说明：钛钙型药皮的Ni70Cu30蒙乃尔合金焊条，含适量的锰、铌，具有较好的抗裂性，焊接时电弧燃烧稳定，飞溅小，脱渣容易，焊接成形美观，采用交流或直流反接，采用直流反接。用途：用于镍铜合金与异种钢的焊接，也可用作过渡层堆焊材料。 熔敷金属化学成份/% C≤0.15 Mn≤4Si≤1.5 Ni 62-69 Fe≤2.5Ti≤1Nb≤2.5 S≤0.015 P≤0.02Al≤0.75 Cu余量 Ni207镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCu-7 相当于AWS：ENiCu-7 说明：低氢型蒙乃尔合金焊条，具有良好的抗裂性和焊接工艺性能。 用途：用于焊接蒙乃尔合金焊条或异种钢，也可用作过渡层堆焊材料。 熔敷金属化学成份/% C≤0.15Mn≤4Si≤1.5 Ni 62-69 Fe≤2.5Ti≤1Nb≤2.5S≤0.015 P≤0.02 Cu余量 Ni307镍及镍合金焊条型号GB/T：ENiCrMo-0
铝合金焊接缺陷的分析与研究
铝合金焊接缺陷的分析与研究 铝合金焊接具有密度低、耐腐蚀以及良好的导热性和导电性等特点，在机械、航空以及电子产业中都有广泛的应用。但是，铝合金焊接也存在着裂纹和气孔等多种缺陷。本文针对这些缺陷产生的原因进行了分析和探讨，并针对特定的缺陷提出了具体的防止对策。 在机械制造行业中，焊接加工是一种应用广泛的加工方式，它不仅强度可靠，节省材料，还能加工出其它加工方式难以完成的产品。在焊接中，铝合金焊接具有耐腐蚀、比强度高以及良好的导热性和导电性。这些特点使铝合金焊接在机械、电力以及轨道车辆等多个领域中得到了广泛的应用。但是在铝合金焊接中也存在着裂纹、气孔以及咬边等各种缺陷，这对焊接产品的质量产生了严重的威胁。本文从铝合金的性能和焊接特性出发，对铝合金焊接存在的缺陷进行分析和介绍，并针对性的提出防止对策。 铝合金的性能及其焊接特性 铝合金中的铝是一种轻金属，它的密度非常小，利用它来焊接成的产品重量低，这在航天航空以及交通轨道等领域具有重要的意义。铝合金的耐腐蚀非常好，不容易受到环境的侵蚀，同时它的比强度也高，焊接成的产品质量好。铝合金的导电导热性能好，在低温下也能保持良好的机械性能。 目前焊接所用铝合金用的比较多的是铝锰合金和铝镁合金两类。在航天航空等重要领域也会用到比强度和比刚度高的铝铜合金和铝锂合金。
这些铝合金主要具有以下一些焊接特性。第一，铝合金的氧化能力特别强，在焊接过程中会生成氧化薄膜。第二，铝合金具有高导电性和导热率，不会因局部过热产生内应力，但也因此所需能量更多。第三，线膨胀系数和凝固体积收缩率比较大，容易形成热裂纹。第四，焊接时铝合金没有具体的颜色变化，这给焊接者的观察工作带来困难。第五，铝合金在高温中容易吸入气体，在焊接过程中会形成气孔。 铝合金焊接常见缺陷分析及研究 因为铝合金自身存在的一些焊接特性，以及其它各种原因，在铝合金焊接中容易出现裂纹、气孔、焊缝成型不良以及咬边等多种缺陷。下面本文将针对各个缺陷产生的原因进行分析，再提出具体的防止对策。 2.1.裂纹 形成的原因有很多种，对于某些含共晶相及杂质相比较多的铝合金，在焊后冷却过程中，容易形成裂纹。因为铝合金的线膨胀系数和凝固体积收缩率比较大，在焊缝冷却时容易产生拉伸变形。此外，铝合金在冷却凝固的过程中，在一定的温度范围内存在液态和固态金属，此时的铝合金强度和塑性都很低。在这个温度范围内，容易产生裂纹，特别是在这几种情况共同存在的情况下，裂纹发生情况更加严重。裂纹的存在会产生应力集中，降低了整个焊接结构的强度。对于裂纹的检验方法，有经验的工作人员可以直接凭视觉进行评估。为了保险起见，还可以采用量尺或者X光进行检测。 针对裂纹缺陷，我们可以采取以下措施：第一，选取合适的焊接铝合
铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺
铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺 一、焊接性 对于固熔强化的高温合金，主要问题是焊缝结晶裂纹和过热区的晶粒长大，焊接接头的“等强度”等。对于沉淀强化的高温合金，除了焊缝的结晶裂纹外，还有液化裂纹和再热裂纹；焊接接头的“等强度”问题也很突出，焊缝和热影响区的强度、塑性往往达不到母材金属的水平。 1、焊缝的热裂纹 铁镍基合金都具有较大的焊接热裂纹倾向，特别是沉淀强化的合金，溶解度有限的元素Ni和Fe，易在晶界处形成低熔点物质，如Ni—Si，Fe—Nb，Ni—B等；同时对某些杂质非常敏感，如：S、P、Pb、Bi、Sn、Ca等；这些高温合金易形成方向性强的单项奥氏体柱状晶，促使杂质偏析；这些高温合金的线膨胀系数很大，易形成较大的焊接应力。 实践证明，沉淀强化的合金比固熔强化合金具有更大的热裂倾向。 影响焊缝产生热裂纹的因素有： ①合金系统特性的影响。 凝固温度区间越大，且固相线低的合金，结晶裂纹倾向越大。如：N—155（30Cr17Ni15Co12Mo3Nb），而S—590（40Cr20Ni20Co20Mo4W4Nb4）裂纹倾向就较小。 ②焊缝中合金元素的影响。 采用不同的焊材，焊缝的热裂倾向有很大的差别。如铁基合金Cr15Ni40W5Mo2Al2Ti3在TIG焊时，选用与母材合金同质的焊丝，即焊缝含有γ／形成元素，结果焊缝产生结晶裂纹；而选用固熔强化型HGH113，Ni—Cr—Mo系焊丝，含有较多的Mo，Mo在高Ni合金中具有很高的溶解度，不会形成易熔物质，故也不会引起热裂纹。含Mo量越高，焊缝的热裂倾向越小；同时Mo还能提高固熔体的扩散激活能，而阻止形成正亚晶界裂纹（多元化裂纹）。 B、Si、Mn含量降低，Ni、Ti成分增加，裂纹减少。 ③变质剂的影响。 用变质剂细化焊缝一次结晶组织，能明显减少热裂倾向。 ④杂质元素的影响。 有害杂质元素，S、P、B等，常常是焊缝产生热裂纹的原因。 ⑤焊接工艺的影响。 焊接接头具有较大的拘束应力，促使焊缝热裂倾向大。采用脉冲氩弧焊或适当减少焊缝电流，以减少熔池的过热，对于提高焊缝的抗热裂性是有益的。 2、热影响区的液化裂纹 低熔点共晶物形成的晶间液膜引起液化裂纹。 A—286的晶界处有Ti、Si、Ni、Mo等元素的偏析，形成低熔点共晶物。 液膜还可以在碳化物相（MC或M6C）的周围形成，如Inconel718,铸造镍基合金B—1900和Inconel713C。 高温合金的晶粒粗细，对裂纹的产生也有很大的影响。焊接时常常在粗晶部位产生液化裂纹。因此，在焊接工艺上，应尽可能采用小焊接线能量，来避免热影响区晶粒的粗化。 对焊接热影响区液化裂纹的控制，关键在于合金本身的材质，去除合金中的杂质，则有利于防止液化裂纹。 3、再热裂纹 γ／形成元素Al、Ti的含量越高，再热裂纹倾向越大。 对于γ／强化合金消除应力退火，加热必须是快速而且均匀，加热曲线要避开等温时效的温度、时间曲线的影响区。 对于固熔态或退火态的母材合金进行焊接时，有利于减少再热裂纹的产生。 焊接工艺上应尽可能选用小焊接线能量，小焊道的多层焊，合理设计接头，以降低焊接结构的拘束度。