層狀撕裂產(chǎn)生機理
日期：2017-09-28
層狀撕裂產(chǎn)生機理
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)生在熱影響區和靠近熱影響區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(shí)，特別是T型和角接接頭，在剛性拘束的條件下，焊縫收縮時(shí)會(huì )在母材厚度方向產(chǎn)生很大的拉伸應力和應變，當應變超過(guò)母材金屬的塑性變形能力時(shí)（Z向），夾雜物與金屬之間就會(huì )發(fā)生分離而產(chǎn)生微裂，在應力的繼續作用下，裂紋尖端沿著(zhù)夾雜所在的平面進(jìn)行擴展，就形成了所謂“平臺”，與此同時(shí)，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(gè)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(tài)。層狀撕裂的開(kāi)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(jiàn)層狀撕裂與鋼種的產(chǎn)生級別無(wú)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)現不同種類(lèi)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(chǎn)生的根本原因是鋼材在軋制過(guò)程中，把鋼內的一些非金屬夾雜物軋成平行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。試驗表明沿軋向（簡(jiǎn)稱(chēng)L向）和厚度方向（簡(jiǎn)稱(chēng)Z向）的拉伸試樣，盡管強度相差不大，但塑性卻有很大差別，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(shí)，很容易沿層狀分布的夾雜開(kāi)裂。
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