影響碳化鉻耐磨焊絲冷裂紋的因素很多,也很復雜,這里主要討論碳化鉻耐磨焊絲的化學成分、焊接時的拘束應力或拘束度、氫的有害作用以及焊接條件等(焊接材料、線能量、預熱、后熱和多層焊等)對冷裂紋敏感性的影響。
(一)碳化鉻耐磨焊絲化學成分的影響
關于化學成分對冷裂紋敏感性的影響,實質上就是對焊絲淬硬傾向的影響。碳化鉻耐磨焊絲的碳當量越高,淬硬傾向越大,即增大冷裂紋的敏感性。
近年采用的低碳和添加多種微量合金元素所開發的低合金焊絲,與已往的碳鋼焊絲、碳錳焊絲不同,這類焊絲的焊接熱影響區呈低碳貝氏體,低碳馬氏體和自回火馬氏體,這些組織的硬度雖高,但仍具有較好的韌性。因此,適用于這些焊絲的碳當量Pcm得到廣泛的應用。
(二)拘束應力的影響
拘束應力是焊接時產生裂紋的必備條件,然而正確地估算焊接拘束應力的大小事十分困難的。由于碳化鉻耐磨焊絲焊接結構得類型很多,如船體、橋梁、球罐、重型機械和壓力容器及電站外殼等,而每種結構又有不同的直徑、坡口形式和焊縫位置,這些都會在焊接時產生不同的拘束應力,因而就會造成焊接區不同的冷裂傾向。工程上常借助于拘束度來求得拘束應力。一般來講,板厚越大,則拘束度也越大。
(三)氫的有害影響
氫的有害影響在前面已作了初步的討論,這里是從焊接接頭局部區域由于缺口效應、應力集中、微區應變、微觀缺陷(位錯、空位等),以及冷卻條件等所造成的氫聚集來說明氫的有害作用。
焊接完了的瞬間,可認為焊縫金屬中的氫是均勻分布,在冷卻過程中,除向碳化鉻耐磨焊絲表面逸出氫之外,還向母材熱影響區擴散。然而,這種擴散是不均勻的,常在塑性應變和微觀缺陷的部位發生氫的聚集,使這個部位很快達到臨界氫濃度。關于焊接區氫濃度聚集及其瞬態分布的測試工作至今尚未解決,目前主要采用有限元分析和借助計算機進行計算。
氫在擴散過程中,由于焊絲的組織和微觀結構得變化,常在熔合區附近發生氫的聚集,造成這個部位某一時間內氫量增高。