某结构搭接接头焊缝裂纹产生原因分析

分别从断口的宏观形貌、微观形貌、能谱分析、金相分析4个方面对某结构搭接接头焊缝裂纹的产生原因进行分析,观察与分析结果表明,该焊缝裂纹为受外力作用开裂裂纹,产生原因是由于存在大面积的焊接缺陷,而焊接工艺不合理和焊接面清理不干净是造成焊接缺陷的主要因素。     

后副车架总成台架试验开裂失效分析

针对台架试验中发生开裂失效的某型汽车后副车架,利用光学显微镜及扫描电子显微镜观察断口微观组织、形貌和断裂行为特征,并结合材料化学成分、力学性能综合分析失效原因,结果表明:后副车架总成下摆臂安装支架焊缝熔合良好,但由于焊缝熔深远小于技术条件要求,因此在多次交变载荷作用下由焊缝与母材交界处的薄弱部位萌生疲劳裂纹,并逐步扩展至断裂发生。     

焊管压扁开裂的原因分析

某厂家的焊管在压扁试验过程中开裂,为找出焊管开裂的原因,在实验室对未开裂焊管进行了压扁验证试验,观察了开裂管的宏观形貌。并采用微观断口观察、金相分析及金属流线上升角测定等测试分析手段进行综合分析。结果表明,焊管开裂的主要原因是由于焊管中存在的硫化物夹杂破坏了焊管金属的连续性,在焊接过程中,焊缝处于较大挤压力下,使得金属流线上升角过大且露头,从而引起开裂,裂纹沿着管材的中心偏析位置向内扩展。     

发动机架圈裂纹故障分析

发动机架圈在大修分解检查中发现耳片与圈体之间的焊缝熔合区存在裂纹,结合架圈的使用条件,通过裂纹分布与形貌分析、断口特征观察、硬度测试、化学成分分析和组织检查等方法,分析了裂纹产生的原因。研究结果表明:架圈裂纹为高周疲劳裂纹;焊接缺陷、零件表层氧化脱碳及载荷分布不均匀造成疲劳裂纹集中分布在应力较大的架圈耳片焊接接头熔合区是疲劳裂纹产生的原因。     

脱硫系统管道失效分析

随着富硫原油产量不断增加,炼油厂脱硫系统中硫含量越来越高,脱硫设备和管道将承受更加严酷的环境介质的腐蚀.针对某炼化公司脱硫系统富液管道开裂失效,进行了外观检测、材料化学成分和显微组织分析、断口微观形貌扫描电镜分析和腐蚀产物的能谱分析.检测结果发现断口较平整,母材、焊缝的化学成分和显微组织均正常,微观断口表面呈现沿晶开裂现象,且存在树枝状二次裂纹.表明管道的开裂是由富含H2S环境介质再加上焊缝附近较高的焊接残余应力引起的应力腐蚀开裂.在开裂原因分析的基础上,提出了防护和改进的措施.     

NiCrMoV钢焊接转子接头韧性研究

针对核电低压焊接转子用NiCrMoV钢焊接接头的韧性进行研究,分别对母材、接头热影响区、焊缝内柱状晶区、焊缝内细晶区等各区域进行冲击韧性测试,结合断口处形貌及微观组织特征,研究韧性与组织的相互关联机制。结果表明,焊接接头各区域的冲击性能均满足要求,热影响区冲击性能波动较大,焊缝柱状晶区沿晶界开裂使得其冲击性能较弱。裂纹沿柱状晶晶界扩展及柱状晶晶界上少量碳化物析出是焊缝内柱状晶区域韧性较低的主要原因。     

TA5钛合金焊板的疲劳断口分析

用扫描电镜对TA5钛合金焊接板件不同部位的疲劳裂纹扩展速率试验后的试样断口进行了分析.结果表明,基材、焊缝区及热影响区试样的断口形貌宏观上由众多小面组成;微观下,小面上有典型的疲劳辉纹.焊缝区和热影响区试样的辉纹间距较基体区的大,说明裂纹扩展速率快,焊缝和热影响区的抗裂纹扩展性较基体差.     

铸造铝合金焊接裂纹分析

应用钨极惰性气体保护焊工艺对5B02管型材和ZL116底板进行焊接,在底板根部R角位置存在裂纹.为了分析裂纹产生的原因,对裂纹处的宏观组织、微观组织和断口形貌进行观察和分析.结果表明,焊接内应力、结构应力集中和铸件双R角处组织粗大,导致铸件的焊缝附近产生裂纹.为避免铸件焊接后产生裂纹,提出了在焊接过程中相应的防范措施.     

高速列车用铝合金冷金属过渡焊接工艺疲劳性能

针对高速列车用厚板铝合金焊接质量提升的需求,开展低热输入CMT、脉冲MIG焊工艺进行对比试验,采集焊接温度场热循环曲线,对焊缝微观组织进行观察。对比铝合金厚板CMT焊接工艺和脉冲MIG工艺对接接头的疲劳性能,对疲劳断口进行扫描电镜观察,对断口夹杂物进行微区成分分析。试验表明相对于脉冲MIG焊工艺,CMT方法焊接温度场低,焊接接头组织恶化程度减弱,由于CMT焊接工艺熔池温度低,气孔出现几率大于脉冲焊,铝合金厚板CMT焊接接头疲劳寿命低于脉冲焊接工艺,因此在承受动载荷的工业结构应用CMT焊接技术有一定局限性。     

TC17合金等轴组织和网篮组织的高周疲劳断口

本文对比分析了TC17钛合金两种典型组织形态(等轴组织和网篮组织)对高周疲劳断口形貌的影响。结果表明：两种组织的宏观疲劳断口均呈现出脆性断裂的特征,疲劳源区均位于试样表面,但是高周疲劳断口形貌却呈现显著差异,主要表现在宏观粗糙程度和微观形貌特征两个方面。宏观上看,等轴组织的疲劳断口较为平整,疲劳裂纹源区和扩展区的面积占断口面积的比例较大,网篮组织的疲劳断口则非常粗糙,表面起伏较大,疲劳断裂区占断口面积的比例较小。微观上看,两种组织形态的显微组织特征在断口形貌上均有体现,等轴组织的微观断口形貌较为细小,疲劳条带与组织中等轴α相具有相似尺寸;网篮组织的疲劳断口上可以看到α片层交织的形貌特征,二次裂纹遍布裂纹扩展的各个阶段,疲劳条带与等轴组织中的条带特征也有较大差异。     

压缩机管线泄露原因分析

某压缩机管线使用一段时间后在焊缝附近发生漏气现象。通过对管线的宏观观察、成分与组织检测以及断口分析找到了泄露的失效模式和原因。该失效模式为疲劳开裂。失效原因为焊接过程中飞溅出的熔珠在焊趾处形成硬质点组织缺陷,焊趾处又存在应力集中,因而导致裂纹源的萌生并造成了最终泄露事故的发生。     

液压作动筒裂纹分析

某型发动机液压作动筒在打压和试车阶段发现泄漏,检查发现焊缝处存在裂纹。利用微距照相机和扫描电镜对液压作动筒裂纹外观、裂纹断口进行宏微观观察,并用能谱仪进行成分分析,利用金相显微镜和显微硬度计对作动筒进行了组织与硬度检测。结果表明：液压作动筒受到应力腐蚀作用,在打压试验或试车前期就萌生裂纹,造成早期失效;建议严格控制焊缝背面余高和尖角过渡,同时从作动筒清洗等工序查找腐蚀介质来源并加以控制。     

侧面碰撞车门防撞杆的失效与焊缝布置优化

介绍车型侧面碰撞试验,并对试验过程中防撞杆开裂的问题开展系列检测与分析,如外观观察、金相组织分析、断口分析以及三点弯曲试验等,最终查明零件失效的根本原因并提出整改方案。结果表明:防撞杆材料为高强度焊管,经过淬火+低温回火后材料组织敏感性较高;防撞杆在与支架进行二氧化碳保护焊接过程中受到焊接热的影响,进而导致焊管局部材料组织发生转变、力学性能遭到弱化,侧面碰撞时从薄弱区发生开裂。通过改变防撞杆与支架的焊缝布置方式,由周向焊接更改为纵向焊接,来减轻焊接热的影响,后续零件已经顺利通过碰撞试验。     

发动机加力燃油总管固定耳座焊缝开裂分析

本文对某型发动机在使用中发生的三起加力燃油总管固定耳座焊缝开裂故障进行了深入分析,三起故障有诸多相似之处,属于同类故障.通过断口分析和金相组织检查,确定了其失效模式为高周疲劳断裂.进一步通过受力分析,确定导致固定耳座焊缝疲劳开裂的主要原因是该部位应力水平较高.焊接缺陷对疲劳裂纹的萌生也起到了一定的促进作用.     

T92钢焊接接头的组织和韧性研究

通过硬度试验、冲击试验、断口扫描和金相组织脱察,研究了T92钢焊接接头的韧性与组织的关系.结果表明,焊缝的硬度值高,冲击功值低,其断口形貌与焊接热影响区的有显著差异,而焊缝金属组织中粗大的马氏体板条及板条束是导致焊缝韧性明显低于HAZ的主要因素之一.     

空调用电子膨胀阀应力腐蚀外漏原因分析

空调用电子膨胀阀在售后频繁出现外漏失效。采用扫描电镜、能谱分析、断口金相检验等分析方法,发现泄漏以阀体内侧为源,断面呈现沿晶脆性断裂及冰糖状腐蚀特征,析出大量氯化物,在阀体外表形成垂直于焊缝的多处近平行裂纹。金相组织评定显示晶间腐蚀倾向弱,为活化环境下的应力腐蚀失效。追溯制程发现清洗剂变质试验分解出Cl-,将电子膨胀阀浸入可再现售后失效。结合失效机理,制定辅料试验、残留标准,并进行外壳深冲、激光焊接约束拉应力控制,可有效防止故障发生。     

FV520B钢十字焊接接头的疲劳性能

用金相显微镜和扫描电镜观察了FV520B钢焊接接头母材、焊缝及热影响区的微观组织;并通过透射电镜给出了母材和焊缝的微观形貌。结果表明:母材组织为细小均匀的回火马氏体、弥散分布的析出相及高密度位错,而焊缝为粗大的板条马氏体及少量的析出相,说明母材力学性能优于焊缝。利用疲劳实验获得了高平均拉应力下接头的疲劳强度及S-N曲线等。通过对疲劳断口的观察,发现疲劳断裂主要有两种形式:破坏于焊趾处和焊接缺陷处,由于这里严重的应力集中,加速了疲劳裂纹的萌生。     

保护气流量对不锈钢激光-MAG复合焊接头组织和性能的影响

对8 mm厚SUS301L-MT不锈钢进行激光-MAG复合焊接,研究不同保护气流量对焊缝成形、显微组织和力学性能的影响。试验结果表明:当其他焊接参数一定时,在该试验条件下保护气流量对焊缝成形影响较小,焊缝区域组织相似,主要为柱状奥氏体树枝晶+少量的δ铁素体。接头显微硬度和冲击韧性随保护气流量的变化不明显。接头的抗拉强度随保护气流量的增加而提高,当保护气流量为40 L/min时,接头抗拉强度最高为765 MPa,达到母材抗拉强度的86.5%。分析拉伸断口发现,不同保护气流量断口微观形貌相似,断口中分布着大量韧窝,表现为韧性断裂。     

Incoloy 825镍基高温合金电子束焊工艺及接头组织与力学性能分析

采用电子束焊,对空冷器管箱Incoloy 825镍基高温合金进行对接焊试验. 通过对焊接接头的组织观察,并结合拉伸力学性能以及接头的冲击韧性等试验,分析镍基高温合金电子束焊接头的组织和力学性能. 结果表明, 采用电子束焊焊接镍基高温合金可以得到良好的焊接接头,焊缝区组织由大片等轴晶和少量柱状晶组成;焊缝区没有出现明显的元素烧损现象;焊缝、热影响区硬度达到母材硬度值;焊缝接头抗拉强度达到600 MPa,接近母材抗拉强度,接头断裂形式为韧性断裂;焊缝和热影响区的冲击吸收能量高于母材区,其中焊缝区的冲击吸收能量达到了262 J,冲击断口形貌为韧窝状.     

焊接速度对6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

文中研究了转速和热输入特征值WP一定两种条件下焊接速度对6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头力学性能的影响. 结果表明,转速一定时,接头抗拉强度随焊接速度的增加呈先增大后减小的趋势;热输入特征值WP一定时,随着焊接速度的增加,接头的抗拉强度持续减小;接头呈现出三种断裂方式,分别为发生于热影响区的Ⅰ型断裂、发生于焊核区的Ⅱ型断裂和发生于热力影响区的Ⅲ型断裂;Ⅰ型断裂和Ⅱ型断裂为韧性断裂;Ⅲ型断裂为包含韧性断裂和脆性断裂的混合型断裂;接头拉伸断裂位置并非总出现在硬度最低处;焊接速度小于1 000 mm/min时,WP ≤ 1有利于提高接头力学性能,而焊接速度大于1 000 mm/min时,WP > 1更有利于提高接头力学性能.