影響碳化鉻耐磨焊絲冷裂紋的因素很多,也很復(fù)雜,這里主要討論碳化鉻耐磨焊絲的化學(xué)成分、焊接時(shí)的拘束應(yīng)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(yù)熱、后熱和多層焊等)對(duì)冷裂紋敏感性的影響。
(一)碳化鉻耐磨焊絲化學(xué)成分的影響
關(guān)于化學(xué)成分對(duì)冷裂紋敏感性的影響,實(shí)質(zhì)上就是對(duì)焊絲淬硬傾向的影響。碳化鉻耐磨焊絲的碳當(dāng)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(kāi)發(fā)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(qū)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(dāng)量Pcm得到廣泛的應(yīng)用。
(二)拘束應(yīng)力的影響
拘束應(yīng)力是焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋的必備條件,然而正確地估算焊接拘束應(yīng)力的大小事十分困難的。由于碳化鉻耐磨焊絲焊接結(jié)構(gòu)得類型很多,如船體、橋梁、球罐、重型機(jī)械和壓力容器及電站外殼等,而每種結(jié)構(gòu)又有不同的直徑、坡口形式和焊縫位置,這些都會(huì)在焊接時(shí)產(chǎn)生不同的拘束應(yīng)力,因而就會(huì)造成焊接區(qū)不同的冷裂傾向。工程上常借助于拘束度來(lái)求得拘束應(yīng)力。一般來(lái)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(qū)域由于缺口效應(yīng)、應(yīng)力集中、微區(qū)應(yīng)變、微觀缺陷(位錯(cuò)、空位等),以及冷卻條件等所造成的氫聚集來(lái)說(shuō)明氫的有害作用。
焊接完了的瞬間,可認(rèn)為焊縫金屬中的氫是均勻分布,在冷卻過(guò)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(qū)擴(kuò)散。然而,這種擴(kuò)散是不均勻的,常在塑性應(yīng)變和微觀缺陷的部位發(fā)生氫的聚集,使這個(gè)部位很快達(dá)到臨界氫濃度。關(guān)于焊接區(qū)氫濃度聚集及其瞬態(tài)分布的測(cè)試工作至今尚未解決,目前主要采用有限元分析和借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。
氫在擴(kuò)散過(guò)程中,由于焊絲的組織和微觀結(jié)構(gòu)得變化,常在熔合區(qū)附近發(fā)生氫的聚集,造成這個(gè)部位某一時(shí)間內(nèi)氫量增高。