《材料成型工程综合试验》焊件失效分析试验课件.ppt

《《材料成型工程综合试验》焊件失效分析试验课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《材料成型工程综合试验》第四章焊件失效分析试验第一节焊件失效分析的概念﹑目的和意义一、焊件失效分析的概念焊件失效：在焊接产品的零部件组装焊接过程中，由于产生裂纹、气孔、夹杂等缺陷，或者产生变形，或者接头产生严重脆化而使焊件丧失规定功能的质量事故。焊件失效分析：针对焊件失效，在分析失效现场资料和背景资料的基础上，通过一系列的物理化学试验，获得大量反映失效物理过程的信息，然后对这些信息通过由表及里、由此及彼、去粗取精、去伪存真的综合分析，找出失效的原因，并采取相应的措施消除隐患，从而保证焊件质量的技术工作。二、焊件失效分析的目的找出焊件失效的原因，制定有效的解决措施，防止类似

2、的事故再次发生。三、焊件失效分析的意义1、保证焊接产品的生产过程正常运转，从而保证焊接产品的质量。2、促进焊接技术不断提高。第二节焊件失效的种类和特征一、焊接接头脆化引起的失效焊接接头脆化能导致焊件开裂或断裂。使接头产生脆化的原因有：晶粒严重长大——“粗晶脆化”产生脆化组织——“组织脆化”析出碳化物，氮化物等——“析出脆化”析出石墨——“石墨脆化”产生热应变时效——“热应变时效脆化”特征：1、产生破坏时，接头承受的应力远远小于设计应力。2、破坏在突然之间发生。3、呈现脆化断口：（1）解理（CF）断口特征平坦型解理台阶（图1）河流花样（图2）舌形花样（图3）扇形花样（图4）

3、（2）准解理（QC）断口（图5）特征：河流花样短而弯曲，支流少，解理面小，且周围有较多的撕裂棱。（3）沿晶（IC）断口特征：宏观：表面平齐，呈白亮色颗粒状。微观：呈晶粒状的多面体，冰糖状。（图6）[典型的延性断口]：宏观：纤维状，颜色发暗；微观：韧窝（DR）断口。（图7）韧窝特征：断口布满大小不等的圆形或椭圆形的凹坑，凹坑中常有夹杂物或第二相粒子。二、焊接裂纹引起的失效1、热裂纹结晶裂纹是最常见的热裂纹。特征：（1）产生的温度：上限稍高于焊缝名义固相线；下限略低于焊缝名义固相线。（2）产生的部位：只产生在焊缝。（3）化学成分特点：焊缝中S、P、或Ni等元素较多。（4）金相

4、特征：沿一次结晶组织的晶界分布。（图8）（5）断口特征：宏观：有明显的氧化色彩；微观：为沿晶液膜分离断口。（图9）2、冷裂纹延迟裂纹是最常见的冷裂纹。特征：（1）产生的温度：通常在Ms点以下。（2）产生的钢种：低、中合金钢，中、高碳钢。（3）产生的部位：主要产生在HAZ：如焊趾、焊根、焊道下。（图10）（4）产生的时间：几乎都延迟一段时间。（5）金相特征：产生部位有淬硬组织；裂纹走向既有沿晶，又有穿晶。（6）断口特征：对于低合金钢，启裂处和扩展处：为准解理，或沿晶，或两者混合断口；终断区：多为韧窝断口。以14MnMoNbB为例（图11）3、再热裂纹特征：（1）产生的时间：

5、焊后不产生，在焊后热处理或高温加热过程中产生。（2）产生的温度：对于低合金钢、耐热钢，敏感再加热温度为500～700℃。（3）产生的钢种：含有Cr、Mo、V、Ti、Nb的低合金钢和含有Nb的奥氏体不锈钢。（4）产生的部位：HAZ的过热区，走向大体与熔合线平行。（图12）（5）应力特征：焊后焊接接头存在较大的残余应力或应力集中。（6）金相特征：都是沿晶界分布。（图13）（7）断口特征：几乎都是冰糖状的沿晶断口。（图14）4、层状撕裂特征：（1）产生的部位：HAZ或靠近接头的母材。（2）产生的钢种：不受钢种限制，主要与钢材中有带状分布的硫化物、硅酸盐夹杂物等有关。（3）结构和

6、接头特征：易在厚板结构和T型、十字型或角接接头中产生。（图15）（4）应力特征：有Z向拉伸应力作用。（5）金相特征：宏观：多呈阶梯状分布；（图16）微观：裂纹走向既有穿晶也有沿晶。（6）断口特征：宏观：呈木纹状；（图17）微观：平台处多为准解理断口，可见到片状、条状或球状夹杂物；剪切壁处多为剪切韧窝断口，也会出现准解理断口。（图18）三、焊接气孔引起的失效主要可分为两大类气孔：第一类气孔：主要有氢气孔、氮气孔。特征：大多数分布在焊缝表面。氢气孔较分散，断面呈螺钉状；（图19）氮气孔一般是成堆出现。第二类气孔：主要有CO气孔。特征：大多数分布在焊接内部，沿一次结晶组织的晶界

7、分布，呈条虫状。（图20）四、焊接夹杂引起的失效主要有三类夹杂物：1、氧化物夹杂如SiO2、MnO、FeO、TiO2等，一般多以硅酸盐的形式存在，呈圆球形或点粒状。（图21）2、氮化物夹杂主要是Fe4N,一般以针状分布在晶粒上或贯穿边界。（图22）3、硫化物夹杂主要是FeS、MnS，在焊缝中多呈球状。MnS呈灰色，当MnS内溶解FeS时颜色会变淡。五、焊接变形引起的失效主要有以下几种:1、纵向收缩变形（动画25）2、横向变形收缩3、挠曲变形（动画26）4、角变形（动画27）5、波浪变形（动画28）6、螺旋变形（动画29）7、错