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铝焊接结晶裂纹

铝焊接结晶裂纹
焊缝金属结晶裂纹是在凝固过程中 由于高温金属的性能、形态和收缩应变随温度的降低而发生一系列变化的条件下发生的。
1.焊缝金属性能的变化。从金属学理论可知,决定金属高温沿晶断裂的主要性能是它的高温塑性即高温下塑性变形的能力。
在固相线以上的高温下,金属扔表现有一定的塑性,但是随着温度的降低,金属的塑性不断降低,在接近或到达固相线温度时,塑性急骤降低,直至到达最小值。此后,温度进一步降低,塑性又开始提升,因此,在固相线以上的一段温度区间内,金属将表现为脆性,该区间即称为脆性温度区间BTR(brittle temperaturre range)。
2.焊缝金属结晶心态的变化。从液相线开始结晶,到固相线是结晶结束,焊缝金属熔体要经历液-固及固-液这样两个阶段。当熔体温度降至液相线,柱体液相中析出固相(即固溶体枝晶),熔体即进入液-固态,大量液相分割包围固相,并可在固相间流动,因此焊缝金属将变现一定塑性并可发生形变,而固相仅可随之发生位移而自身不会发生变形,当温度进一步降低,至固相枝晶开始互相交织长合,形成枝晶骨架,熔体即进入脆性温度区间和固-液态阶段,
固-液态阶段尚可包含两个时段。在固-液态阶段初期,枝晶固件开始发生形变。当枝晶骨架发生形变开裂时,如液相的体积和数量尚可通过液相的流动而流入并填充枝晶骨架的裂隙,此即裂纹愈合现象;但到了固-液阶段后期,固相枝晶骨架已长成刚性网络,应变高度发展,残余液相数量锐减,流动性减弱并被排挤到枝晶之间并就地滞留,形成液态薄膜,其强度低,塑性差,易发生断裂,即形成结晶裂纹。
3.结晶裂纹形成条件。结晶裂纹的形成是焊缝金属的形态、性能、应变在高温结晶过程中变化及发展的结果。结晶裂纹形成条件,当应变增长低于塑性区域,将不会形成结晶裂纹。当应变增长高于塑性区域,则会产生结晶裂纹。产生裂纹的临界状态,称之为临界应变增长率,它跟材料的成分有关,反映材料的热烈敏感性。

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