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1、焊接质量控制与检验论文焊接结构的失效分析作业系别：机电工程系专业：焊接技术及自动化学号：Z09035509姓名：禹立志焊接质量控制与检验论文焊接结构的失效分析焊接结构的失效可能造成重大或灾难性的事故，甚至导致生命财产的巨大损失。焊接结构的失效除了和焊接有关外，还与选材和设计有重要关系。通过失效分析发现和认识在选材、设计和焊接方面的问题，减少因脆断、疲劳、应力腐蚀、磨损等失效造成的损失，提高焊接结构的质量，能带来巨大的经济和社会效益。因此，焊接结构的失效分析是促进焊接技术发展的重要环节。关键词：失效分析 失效源 端口特征1、失效分析的思路与方法1) 失效分析的方法、步骤与内容焊接结构的失效分析可
2、分为两类：一是凭经验和力学性能试验判断不合格而报废的焊件；二是工作中发现焊缝不能继续执行其设计功能和性能的焊件。分析焊接失效的目的在于找出实效的原因，制定相关的预防措施。失效分析的方法有以下几种：系统分析法、抓主要矛盾法、比较法、历史方法、逻辑法。失效分析的步骤：第一调查研究；第二分析失效模式；第三提出实效的原因和对策。失效分析的内容：（1）原始背景质料的搜集（2）失效构件的初步检验和分析样品的选择（3）无损检测（4）端口分析（5）成分、性能及金相分析（6）工况条件分析（7）模拟实验（8）分析所有物证、得出结论和撰写报告。2）失效分析的实验技术作为失效分析的手段，需要以下实验技术：宏观和微观端
3、口分析技术，金相检验技术，无损探伤检验技术，常规成分、微区成分和表面成分分析技术，X 射线衍射分析技术，实验应力分析技术，力学性能测试技术，断裂；力学测试技术等等。宏观分析是指用肉眼直接观察，或用放大 50 倍以下的放大镜观察。由于肉眼有较大的景深，能迅速进行大面积检查，对颜色和断裂纹理的改变有十分敏锐的观察和分辨本领，能较快第确定断裂萌生的位置。微观分析包括以下内容：（1）显微镜分析（2）电子显微镜观察（3）电子探针分析（4）俄歇能谱分析（5）X 射线衍射分析实验及性能测试主要有：力学性能实验、断裂力学测试与分析。3）焊接区的失效源失效分析的目的在于找出失效源，分析引起焊接结构失效的原因，不
4、同的焊接方法可焊接质量控制与检验论文能出现的失效源不同。（1）电弧焊的失效源 ：气孔、热裂纹、冷裂纹、夹杂物、氧化、焊缝成形不良、脆化。（2）电渣焊和埋弧焊接头区得失效源：夹杂物、气孔、未完全熔合或熔透不足、焊缝外形差、冷裂纹。（3）电阻焊接头的失效源：夹杂物、气孔、熔透不足、焊缝成形差、裂纹。（4）摩擦焊接头的失效源：中心缺陷、约束裂纹、焊缝界面碳化物、热脆性裂纹、气孔。（5）电子束焊接头的失效源：夹杂物、气孔、未完全熔合。（6）激光焊接头的失效源：夹杂物、气孔、熔透不足、集体金属的开裂。2、焊接结构的失效类型及特征1）脆性失效的特点及端口分析脆性断裂在工程结构中是一种非常危险的破坏形式，特
5、点是：裂纹扩展迅速，能量消耗远远小于韧性断裂，而且很少发现可见的塑性变形，断裂之前没有明显的征兆，二是突然发生的。脆性断裂断口的宏观特征：小刻面、放射状或人字花样；微观特征：解理台阶，河流花样，舌状花样。2）塑性失效的特点及断口特征塑性断裂的特点是金属断裂是伴随明显的塑性变形并消耗大量能量，由于塑性断裂在大量塑性变形后发生的，因此结构断裂后会在受力方向上留下较大的残余变形，在断口附近有肉眼可见的挠曲、变粗、缩颈等。宏观特征：形成锯齿形纤维状断口，金属光泽呈暗灰色，断口不平齐，边缘有与主应力方向成 45的剪切唇。微观特征：呈韧窝花样，由一些大小不等的椭圆形或圆形的凹坑组成。3）疲劳失效的特点及断
6、口特征疲劳失效的特点：不发生肉眼可见的宏观塑性变形，突然发生。一个典型的疲劳断口往往由裂纹源区、裂纹扩展区、和瞬时断裂区组成，这种独特的形貌特征是区别于其他断裂形式的极为重要的凭证。宏观特征：有明显的疲劳源区，疲劳裂纹扩展区，瞬时断裂区之分。焊接质量控制与检验论文微观特征：疲劳源区很小，甚至根本不存在疲劳源区，疲劳裂纹扩展区有明显的疲劳条带是区别于其他断裂形式最显著的特征。4）应力腐蚀失效的特点及断裂分析应力腐蚀断裂是一种远低于金属屈服点的拉应力与化学侵蚀共同作用的破坏过程。特点是：裂纹常常产生大量的分叉，表面有模糊不清的腐蚀迹象，因而掩盖了即将断裂的宏观标志，具有更大的危害性。宏观分析：应力
7、腐蚀断口上通常可以辨认出裂纹源，裂纹慢速扩展区和最终快速断裂区。常发生在金属材料的表面，在裂纹源处形成腐蚀坑形成台阶或放射状条纹等形貌，断口呈褐色或暗色。微观分析：可能是穿晶断裂，也可能是沿晶断裂，由材料与腐蚀环境决定。通常碳钢和 低合金钢的应力腐蚀断口是沿晶开裂的，裂纹沿着大致垂直于所施加应力的晶界延伸。应力腐蚀的断裂方式不仅与材料有关系还与介质有关。5）其他类型失效的特征1）氢损伤失效 第一类氢损伤：氢脆的敏感性随应变速率的增大而增大，造成裂纹或类裂纹的缺陷如气泡、白点等。第二类氢损伤：氢脆的敏感性随应变速率的增大而减小。氢脆端口的宏观形貌比较光滑平整或类似于冰糖快状的沿晶断裂，与应力腐蚀相比，氢脆端口上的二次裂纹较少。2）腐蚀疲劳失效腐蚀疲劳失效的重复或交变应力与腐蚀环境共同作用产生放任破坏过程。特征是：裂纹外宽内窄，呈韧形，内部或表面往往充满腐蚀产物。这类裂纹成群出现，平行向内扩展，裂纹尖端很少分叉或不分叉。此外，焊接结构的失效形式还有韧性断裂失效、高温失效、腐蚀失效、磨损失效、液体冲蚀失效、微振磨失效、液体金属致脆失效等。
