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層狀撕裂產(chǎn)生機(jī)理

日期:2017-09-25

    層狀撕裂產(chǎn)生機(jī)理

    層狀撕裂不同于通常發(fā)生在焊縫上的熱裂紋和冷裂紋,它是發(fā)生在熱影響區(qū)和靠近熱影響區(qū)母材上的一種特殊裂紋。層狀撕裂通常發(fā)生在角焊接頭中(如T型接頭、十字型接頭和角焊接頭等)。

    厚板焊接時,特別是T型和角接接頭,在剛性拘束的條件下,焊縫收縮時會在母材厚度方向產(chǎn)生很大的拉伸應(yīng)力和應(yīng)變,當(dāng)應(yīng)變超過母材金屬的塑性變形能力時(Z向),夾雜物與金屬之間就會發(fā)生分享而產(chǎn)生微裂,在應(yīng)力的繼續(xù)作用下,裂紋尖端沿著夾雜所在的平面進(jìn)行擴(kuò)展,就形成了所謂“平臺”。與此同時,凡平行于軋向的夾雜都可能產(chǎn)生大小不一的平臺,在相鄰的兩個平臺之間,造成了剪切斷裂,形成所謂“剪切壁”。連接這些平臺和剪切壁,就構(gòu)成了層狀撕裂所特有的階梯形態(tài)。層狀撕裂的開始階段都是在平行于軋向不同階層的夾雜處萌生,而后逐漸擴(kuò)展。由此可見層狀撕裂與鋼種的產(chǎn)生級別無關(guān),主要與鋼中的夾雜物及分布形態(tài)有關(guān),因此,在撕裂的平臺部位常發(fā)現(xiàn)不同各類的非金屬夾雜物。層狀撕裂不僅出現(xiàn)在厚鋼板中,也出現(xiàn)在鋁合金的板材中。其產(chǎn)生的根本原因是鋼材在軋制過程中,把鋼內(nèi)的一些非金屬夾雜物軋成平等于軋向的帶狀夾雜物,這就造成了鋼材力學(xué)性能的各向異性。塑性卻有很大差別,一般低合金鋼Z向的延伸率要比L向的延伸率低30%-40%。所以在Z向有拉伸應(yīng)力存在時,很容易沿層狀分布的夾雜開裂。

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