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激光焊接裂紋和焊縫分析

发布时间:2016-03-16 | 来源:星鴻藝激光焊接运营部 | 分享:


1、裂紋
    裂纹是激光焊接过程中出现的最严重的缺陷。导致焊接接头开裂的主要因素有两种:冶金因素和力学因素。激光焊接的不平衡快速加热与快速冷却的特征,使得整个接头处于复杂的应力状态,构成了接头开裂的力学因素;激光焊接又是一系列不平衡工艺过程的综合,在快速冶金凝固过程中,必然会出现成分分布的不均匀,低抗裂性能的淬硬组织等,它们构成了促进裂纹萌生的冶金因素。
    实验中发现了三种主要裂纹:结晶裂纹、液化裂纹和类再热裂纹。焊缝中心区域是液相结晶最晚的部位,焊缝两侧的柱状晶交遇于此,同时大量低熔点的杂质也堆聚于此,形成中心线偏析,从而降低了该处的结合强度,在一定力学条件下,裂纹就产生在这一部位。液化裂纹起始于焊缝底部熔合线,然后扩展进入过渡层近缝区。焊接时,母材熔化后在熔合线处开始结晶凝固成树枝状的一次结晶组织。过渡层一侧的低熔点组分会偏析富集到枝晶晶界处,形成液化薄膜。在收缩应力作用下,形成裂纹。由于在三晶粒交界处,晶粒间相互滑动在三晶点处产生应力集中,裂纹发展到一定程度便会产生楔型开裂。
    另外,试验初期用激光束直接对焊胎体材料与钢基。SEM分析发现焊缝熔合线处存在裂纹。出现裂纹的主要原因是两种材料的性质相差较大,即它们的“冶金相容性差”。另外,母材相差悬殊的热膨胀系数引起不可消除的应力,熔合线处又存在缺陷,最终导致焊缝熔合线处出现裂纹。这也是在Jg头底部待焊处设置过渡层的主要原因。
焊縫熔合線處裂紋
    解决裂纹缺陷的办法有两个,一是改变焊接工艺参数。二是根据裂纹的性质合理地改善材料的合金系统,如添加一定的Mn、Mo、W、Cr都能有效地防止裂纹,利用变质剂细化焊缝一次结晶组织,对于防止焊缝结晶裂纹也有一定的效果;或者是限制有害杂质S、P的含量,含Ni量越高的合金,越要注意限制S、P含量,这是因为Ni与S能形成熔点更低的硫化物及其共晶体。
2、焊縫強度分析
    金刚石锯片使用过程中,因锯齿与基体焊接强度不够而出现个别锯齿断裂被甩出的现象,将严重威胁操作人员的安全,同时也会影响锯片的使用寿命。因此,对锯片的焊接强度不容忽视,焊接强度成为锯片质量的一个主要衡量指标。
    德国Dr.Frisch的SPE623焊接强度检测机可对外径声230~600 mm、JJ头尺寸(长X宽X高)为(20~50) mmXl。8 mmX(5~20) mm的焊缝抗弯强度检测,测试范围为6~60 nm。按MPA的标准检测,利用PC机控制,可设置控制项目,随机实时显示、储存并可打印结果。

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