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層狀撕裂產生機理

日期:2017-09-25

    層狀撕裂產生機理

    層狀撕裂不同于通常發生在焊縫上的熱裂紋和冷裂紋,它是發生在熱影響區和靠近熱影響區母材上的一種特殊裂紋。層狀撕裂通常發生在角焊接頭中(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生很大的拉伸應力和應變,當應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生分享而產生微裂,在應力的繼續作用下,裂紋尖端沿著夾雜所在的平面進行擴展,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,就構成了層狀撕裂所特有的階梯形態。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,而后逐漸擴展。由此可見層狀撕裂與鋼種的產生級別無關,主要與鋼中的夾雜物及分布形態有關,因此,在撕裂的平臺部位常發現不同各類的非金屬夾雜物。層狀撕裂不僅出現在厚鋼板中,也出現在鋁合金的板材中。其產生的根本原因是鋼材在軋制過程中,把鋼內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向有拉伸應力存在時,很容易沿層狀分布的夾雜開裂。

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