《表7 焊接接头中氢的扩散方向对根部焊道冷裂纹启裂部位的影响》

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《高强钢冷裂纹启裂位置判据与焊缝强度匹配的关系》

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高强钢冷裂纹启裂位置交替发生与氢浓度的变化密切相关。无论是焊缝或HAZ中，只要氢浓度高，金属被脆化，冷裂纹就容易发生。前提条件是要有拉伸应力存在，而且拉应力须达到某临界值，如σ>σcw或σ>σch时。在施加应力前提条件下，接头中氢的扩散方向对根部焊道冷裂纹启裂位置有重要影响（见表7）。当氢的扩散方向从焊缝到HAZ时，HAZ的氢浓度在t1时间（温度下降到氢脆化上限温度（T1）的时间，见图2）后达最大值时，裂纹在HAZ启裂。反之，当氢的扩散方向从焊缝到熔池后面焊缝时，焊缝中的氢浓度在t1时间达某值时，裂纹在焊缝中启裂。这里涉及氢扩散的驱动力。氢的扩散方向从焊缝到HAZ时，接头中的最大拉应力位于根部焊道HAZ，即所谓的应力集中处（见图6）。扩散氢的上坡扩散特性使氢在根部焊道HAZ应力集中处聚集，导致局部金属脆化，裂纹启裂所需的临界应力下降，冷裂纹在HAZ萌生。反之，当氢的扩散方向从焊缝到熔池后面焊缝时，焊缝中的马氏体一类组织阻止氢向HAZ扩散[5]，扩散氢在焊缝区聚集，导致焊缝金属脆化，裂纹启裂所需的临界应力下降，冷裂纹在焊缝萌生。有理由认为，接头中的氢的扩散行为是冷裂纹启裂的重要因素，换言之接头中氢浓度部位的变化是根部焊道冷裂纹启裂或交替萌生的充分条件之一。