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冷热裂纹产生原因及预防

冷热裂纹产生原因及预防
冷热裂纹产生原因及预防

一、冷裂纹

焊接接头冷却到较低温度时(对于钢来说在MS温度,即奥氏体开始转变为马氏体的温度以下)产生的焊接裂纹。最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹(即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹-------因为氢是最活跃的诱发因素,而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间)。

产生原因

①焊接接头存在淬硬组织,性能脆化。②扩散氢含量较高,使接头性能脆化,并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子,造成非常大的局部压力。(氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素,故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹)③存在较大的焊接拉应力

预防措施

①选用碱性焊条,减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性②减少氢来源,焊材要烘干,接头要清洁(无油、无锈、无水)③避免产生淬硬组织,焊前预热、焊后缓冷(可以降低焊后冷却速度)④降低焊接应力,采用合理的工艺规范,焊后热处理等⑤焊后立即进行消氢处理(即加热到250℃,保温2~6小时左右,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面)。

二、热裂纹

焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。焊接热裂纹(welding hot breaking)多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界分布的特征,有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内,也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同,焊接热裂纹可分为:凝固裂纹,液化裂纹,多边化裂纹和失塑裂纹4种。

造成液化裂纹的原因是:(l)金属材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质。(2)由于快速加热使某些金属化合物分解而来不及扩散,局部晶界产生某些合金元素的富集而达到共晶成分,使局部组织的熔点下降,在焊接热影响下促使局部晶界液化。防止液化裂纹产生的措施有:严格控制母材的杂质含量; 合理选用焊接材料;制定合理的焊接工艺规范,尽量减少焊接热作用。多边化裂纹在焊缝金属凝固结晶不平衡的条件下,在低于固相线温度的高温区域,沿多边形化边界形成的热裂纹。它与一次结晶的晶界无明显关系,较多产生于单相奥氏体金属中。

焊缝裂纹的原因

有时候我发现焊道会有裂纹,这是怎么产生的, 如何解决这问题? 裂纹焊缝中原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。 A、.裂纹的分类 根据裂纹尺寸大小,分为三类:(1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。 从产生温度上看,裂纹分为两类: (1)热裂纹:产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。 (2)冷裂纹:指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。 按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为: (1)再热裂纹:接头冷却后再加热至500~700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。 (2)层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。 (3)应力腐蚀裂纹:在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外,应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。 B、.裂纹的危害裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。 C、.热裂纹(结晶裂纹) (1)结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区,最常见的热裂纹是结晶裂纹,其生成原因是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓"液态薄膜",在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。结晶裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂,为纵向裂纹,有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间,为横向裂纹。弧坑裂纹是另一种形态的,常见的热裂纹。 3 焊接缺陷及对策 热裂纹都是沿晶界开裂,通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料气焊缝中 (2)影响结晶裂纹的因素 a合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。 b.冷却速度的影响冷却速度增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增加结晶裂纹的出现机会; c.结晶应力与拘束应力的影响在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这飞部分金属受拉,当拉应力达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。

裂缝产生原因

浅谈复合剪力墙裂缝成因及治理措施 提要:复合剪力墙中因钢筋密集、混凝土截面很小,不能采用普通混凝土进行浇注,也不准采用振捣器进行插入式振捣。因此,采用设计强度等级的自密实高性能混凝土,该自密实混凝土应达到以下工作性能: 一、复合剪力墙混凝土现场施工工法及混凝土要求 复合剪力墙中因钢筋密集、混凝土截面很小,不能采用普通混凝土进行浇注,也不准采用振捣器进行插入式振捣。因此,采用设计强度等级的自密实高性能混凝土,该自密实混凝土应达到以下工作性能:塌落度:260~280mm;扩展度:600~750mm;和易性良好,无目视泌水、离析现象。 1、自密性混凝土材料要求无论采用商品混凝土还是现场搅拌混凝土,其材料应满足以下要求:胶结材料:水泥采用42.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥。水泥的质量应符合现行的水泥国家标准。粗骨料:石子宜采用粒径为5~10mm,连续级配的卵石或碎石,并符合《普通混凝土用卵石或碎石质量标准及检验方法》(JGJ53—79)的标准。细骨料:砂子由于砂浆中砂子体积较大,宜选用细度模数较大的中砂(细度模数≥2.6),且符合《混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52¬—79)。水:采用洁净的引用水掺合料:自密性混凝土中应掺加Ⅰ、Ⅱ粉煤灰或磨细矿渣及少量膨胀剂等掺合料。掺合料使用前应做好适配,尽量使用需水比小的粉煤灰。外加剂:通常的减水剂达不到高性能混凝土要求的减水

程度及提高的工作性,一般需要加超塑化剂(或叫高效减水剂)。现在各生产厂家的产品性能差异性较大,因此用量也各不相同,但有研究表明,将不同厂家的产品(萘系高效减水剂)按比例混合使用,掺合后的产品各组分间的作用相互调节,发挥其各自的优势,可取到“超叠加效应”。除减水剂外,尚应根据工程实际情况适量掺加引气剂,早强剂(或缓凝剂),泵送剂。 2、混凝土浇筑复合剪力墙中的自密性混凝土宜按顺序浇筑。自密性混凝土适合于泵送(如用吊斗浇筑时,应使用料口和模板入口距离尽量小,必要时可加串筒或溜槽),及采用大开口漏斗浇筑以免较薄一侧产生混凝土不饱满状况。浇筑时,应及时观测两侧混凝土浆面高差,混凝土较薄的一侧应高于后侧上升,应控制在300mm以,防止保温层外侧移位。 3、混凝土的辅助振捣浇筑自密性混凝土起作用是不需要振捣因其钢筋密且有拉筋,为了达到墙体混凝土密实与表面光洁的目的,可以实行模板外的辅助振动。一般采用皮锤、小型平板震动器或振捣棒随着混凝土的浇筑从下往上震动。在钢筋构造复杂的暗柱或复合剪力墙中部,可在浇筑时采用螺纹钢筋进行适量插捣,插捣时不得触及拉筋,不准采用振捣棒入模振捣混凝土。 4、混凝土的养护复合剪力墙中的混凝土截面较薄,通常室外侧只有50mm。为了防止产生干缩裂缝,应在模板拆除后立即涂刷养护剂或覆盖浇水进行养护,且养护时间应比普通混凝土延长24小时以上。

各种焊接裂纹成因特点及防止措施这条必须收藏了

各种焊接裂纹成因特点及防止措施,这条必须收藏了 焊接裂纹就其本质来分,可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。1.热裂纹是在焊接时高温下产生的,故称热裂纹,它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。根据所焊金属的材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等),产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。目前,把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。(1)结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中(含S,P,C,Si骗高)和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊逢中。这种裂纹是在焊逢结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,残余液体金属不足,不能及时添充,在应力作用下发生沿晶开裂。防治措施为:在冶金因素方面,适当调整焊逢金属成分,缩短脆性温度区的范围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质的含量;细化焊逢金属一次晶粒,即适当加入Mo、V、Ti、Nb等元素;在工艺方面,可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。(2)近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹,它的尺寸很小,发生于HAZ近缝区或层间。它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属,在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成

物被重新熔化,在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。特别是在冶金方面,尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的;在工艺方面,可以减小线能量,减小熔池熔合线的凹度。(3)多边化裂纹是在形成多边化的过程中,由于高温时的塑性很低造成的。这种裂纹并不常见,其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。2.再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金(包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金,以及某些奥氏体不锈钢),他们焊后并未发现裂纹,而是在热处理过程中产生了裂纹。再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶部位,其走向是沿熔合线的奥氏体粗晶晶界扩展。防治再热裂纹从选材方面,可以选用细晶粒钢。在工艺方面,选用较小的线能量,选用较高的预热温度并配合以后热措施,选用低匹配的焊接材料,避免应力集中。3.冷裂纹主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢的焊接热影响区,但有些金属,如某些超高强钢、钛及钛合金等有时冷裂纹也发生在焊缝中。一般情况下,钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及分布,以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。焊后形成的马氏体组织在氢元素的作用下,配合以拉应力,便形成了冷裂纹。他的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂纹一般分

裂缝产生的原因防治措施

一、外保温产生裂缝的原因及治理 1、现象:苯板面层出现可见的裂缝,形状不规则,互不连通,裂缝宽度在0.5mm以下,多出现在施工2个月以后,经过一年后裂缝宽度会超过1mm。 2、原因分析: 1)材料方面: ①材料密度低,易变形,抗拉性能差,使保温层开裂; ②材料陈化时间不够,在苯板粘贴完成后仍在变形; ③抹面砂浆与聚苯板的导热系数相差较大,面层变形出现的量差较大,引起开裂; ④底胶粘结性能不满足要求,苯板固定不牢,引起开裂; ⑤抗裂砂浆内聚合物柔韧性能低; ⑥使用了不合格的玻璃纤维网格布,易断裂,不能有效的分散应力; ⑦涂料饰面层使用了刚性腻子,柔韧性能不够,引起开裂。 2)施工措施方面: ①基层不平整、不清洁; ②胀丝深度不足,数量不够; ③粘结面积小; ④网格布搭接长度不足; ⑤门窗洞口四角处附加网格布未设置; ⑥高温气候下施工,面层失水过快,引起开裂。

3、防治措施: 1)材料方面:苯板密度控制在18-22kg,抗拉强度要大于0.1MPa,陈化时间在自然条件下陈化42天或在60℃蒸汽中陈化5天,玻璃纤维抗拉强度值不得小于750N/50mm,底胶拉伸强度不得小于0.6MPa,浸水48小时后不得小于0.4MPa。 2)施工工艺方面: ①基层处理应到位; ②苯板粘贴采用点粘或框粘时实际粘结面积不得小于40%,竖缝应逐行错开,门窗洞口四角处必须采用“刀把”形做法,墙角处应交错互锁; ③面胶施工前应检查苯板是否粘贴牢固,一般在贴后24h方可进行抹面,面胶应随拌随用,且必须在1.5h内用完,抹面层应二次抹成,一层,压网,二层,网格布在规定的部位必须进行翻包,网格布搭接长度均不得小于100mm,严禁出现网格布松弛不紧,褶皱。 二、混凝土产生裂缝的原因及治理 原因分析:工程实践应用表明,裂缝形成的主要原因来自3个方面,变形、荷载以及材料性质。一般由温度、收缩、不均匀沉降引起的变形而造成裂缝产生占总量的80%,荷载等原因造成的裂缝约占20%,根据这些主要因素,一般习惯把混凝土裂缝总结归纳为:收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、徐变裂缝、应力裂缝以及施工裂缝几类。裂缝一旦出现后将会随着时间的变化而变化,其宽度、深度、形状可能会

裂纹原因分析

裂纹 裂纹是锻压生产中常见的主要缺陷之一,通常是先形成微观裂纹,再扩展成宏观裂纹。锻造工艺过程(包括加热和冷却)中裂纹的产生与受力情况、变形金属的组织结构、变形温度和变形速度等有关。锻造工艺过程中除了工具给予工件的作用力之外,还有由于变形不均匀和变形速度不同引起的附加应力、由温度不均匀引起的热应力和由组织转变不同时进行而产生的组织应力。 应力状态、变形温度和变形速度是裂纹产生和扩展的外部条件;金属的组织结构是裂纹产生和扩展的内部依据。前者是通过对金属组织及对微观机制的影响而对裂纹的发生和扩展发生作用的。全面分析裂纹的成因应当综合地进行力学和组织的分析。 (一)形成裂纹的力学分析 在外力作用下物体内各点处于一定应力状态,在不同的方位将作用不同的正应力及切应力。裂纹的形式一般有两种:一是切断,断裂面是平行于最大切应力或最大切应变;另一种是正断,断裂面垂直于最大正应力或正应变方向。 至于材料产生何种破坏形式,主要取决于应力状态,即正应力σ与剪应力τ之比值。也与材料所能承受的极限变形程度εmax 及γmax有关。例如,①对于塑性材料的扭转,由于最大正应力与切应力之比σ/τ=1是剪断破坏;②对于低塑性材料,由于不能承受大的拉应变,扭转时产生45°方向开裂。由于断面形状突然变化或试件上有尖锐缺口,将引起应力集中,应力的比值σ/τ有很大变化,例

如带缺口试件拉伸σ/τ=4,这时多发生正断。 下面分析不同外力引起开裂的情况。 1.由外力直接引起的裂纹 压力加工生产中,在下列一些情况,由外力作用可能引起裂纹:弯曲和校直、脆性材料镦粗、冲头扩孔、扭转、拉拔、拉伸、胀形和内翻边等,现结合几个工序说明如下。 弯曲件在校正工序中(见图3-34)由于一侧受拉应力常易引起开裂。例如某厂锻高速钢拉刀时,工具的断面是边长相差较大的矩形,沿窄边压缩时易产生弯曲,当弯曲比较严重,随后校正时常常开裂。 镦粗时轴向虽受压应力,但与轴线成45°方向有最大剪应力。低塑性材料镦粗时常易产生近45°方向的斜裂(见图片8-355)。塑性好的材料镦粗时则产生纵裂,这主要是附加应力引起的。 工件的几何形状对应力分布有明显影响。例如,拉伸试棒在缩颈形成前各处可以视为受均匀的单向拉应力,一旦形成缩颈后,缩颈表面就受三向拉应力;镦粗时也有类似的情况,只是应力的符号相反。

焊接横向裂纹产生的原因及控制

焊接横向裂纹产生的原因及控制 焊接横向裂纹产生原因主要有以下几个方面: 1、应力作用。即钢管成型后的残余应力和焊接应力。 2、焊接工艺不合理。如焊缝成形系数过小、预热温度不够或未进行焊前预热、焊接线能量过大、焊接后热处理不当、保温时间太短等。 3、由于氢的存在。如焊剂烘干不够,预热温度不充分或未进行焊前预热、以及多层焊的层间温度不够。 4、冶金因素。焊接过程中有低熔点杂质进入,如铜及铜合金。铜的来源主要有焊丝表面所镀的用于防止焊丝锈蚀的铜,或者导电嘴、铜合金导电杆内壁被磨损产生的铜。这些铜屑从导电嘴内孔进入焊剂,在焊接过程中接触焊接熔池导致横向裂纹。 控制措施: 1、焊管成型。为了合理控制残余应力,不仅需要采用针对性的设备和工艺,还需要在钢管成型前进行必要的成型工艺评定,对成型的设备、材料、产品的规格、预弯的程度、成型的速度、成型的压力、参数等进行试验和评定,合格后方进行焊管成型。 2、焊前预热。要根据具体的材质、具体的工作环境确定预热及层间温度。 3、焊接工艺。 1)埋弧焊时,为了减少焊接热输入,不建议采用多丝焊,建议尽量采用单丝多道焊,焊道平行排列,且每条焊道的宽度控制在15min以内;层间温度控制在110-250℃。 2)严格控制焊道宽度 焊道越宽,产生横裂的可能性越大。焊接时,要尽量地采用窄焊道,多分道,减少焊道宽度,减少热输入。 4、焊接材料 1)焊丝。选择低强度的焊丝,这样可以适当降低焊缝的碳当量,提高焊缝的塑性,有助于减少焊接裂纹的产生。同时注意使用不镀铜的焊丝,防止铜或铜合金进入焊缝熔池。另外需要注意防潮和防生锈。 2)焊剂。焊剂在使用前必须按照焊剂厂家推荐的烘干工艺烘干,烘干后在烘箱内进行保温,不可烘干后就倒出来,防止受潮。及时对使用中的焊剂进行磁选,磁选后放进保温桶中储存,防止在空气中受潮。及时更换焊剂,防止流落到焊剂内的铜及铜合金交换污染。 3)焊后保温、缓冷。春秋两季,焊接好后可以在室温下直接暴露在空气中缓冷。春冬两季,焊接好以后可以在室温下用保温棉把焊缝两面覆盖,在空气中缓冷。 4) 消氢处理。具体做法:焊接完成后立即用陶瓷电热毯对焊缝及其附近区域加热至200℃,保温2h后关电缓冷。

梁产生裂缝的原因及处理方法

钢筋混凝土梁裂缝? ? 钢筋混凝土梁是目前多种形式的工业与民用建筑中最常用的构件,在实际施工及使用中出现裂缝的形式也最多最常见,现对实际工程中所涉及的裂缝及其原因进行简要分析。? ? 一、裂缝成因? 钢筋砼梁出现裂缝的原因很复杂,主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等,通常可归纳为以下几种:? 1.混凝土尚处于未完全硬化状态时,如干燥过快,则产生收缩裂缝,通常发生在表面上,裂缝不规则,宽度小。? 2.温变裂缝。水泥在硬化期间,砼表面与内部温差较大,导致砼表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,受到内部砼的约束,而出现裂缝。? 3.设计欠周全。如钢筋砼梁的截面不够、梁的跨度过大、高度偏小,或者由于

计算错误,受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理等,都会导致砼梁出现结构裂缝。? 4.施工质量造成的裂缝。由于砼标号偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计等而导致砼梁出现裂缝;由于施工不当、模板支撑下沉,或过早拆除底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,在梁上超载堆荷,而导致出现裂缝。? 5.预制钢砼梁在运输、吊装过程中,由于支撑不合理、吊点位置不符以及较大的振动或冲击荷载,也会导致钢砼梁出现裂缝。? 6.在使用过程中,改变原来使用功能,将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大梁上荷载等均会出现裂缝。? ? 二、裂缝的处理? 根据裂缝的成因情况,可将裂缝分为两种类型:一类是由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂缝等。这类裂缝一般对承载力影响较小,可作一般处理或不处理;另一类裂缝明显影响了梁的承载能力,随着裂缝的扩展和延伸,钢筋达到屈服强度,受压区砼应变量增大,梁刚度大大降低,构件趋向破坏。此类

裂纹原因分析

裂纹 裂纹是锻压生产中常见的主要缺陷之一,通常是先形成微观裂纹,再扩展成宏观裂纹。锻造工艺过程(包括加热和冷却)中裂纹的产生与受力情况、变形金属的组织结构、变形温度和变形速度等有关。锻造工艺过程中除了工具给予工件的作用力之外,还有由于变形不均匀和变形速度不同引起的附加应力、由温度不均匀引起的热应力和由组织转变不同时进行而产生的组织应力。 ?应力状态、变形温度和变形速度是裂纹产生和扩展的外部条件;金属的组织结构是裂纹产生和扩展的内部依据。前者是通过对金属组织及对微观机制的影响而对裂纹的发生和扩展发生作用的。全面分析裂纹的成因应当综合地进行力学和组织的分析。?(一)形成裂纹的力学分析 在外力作用下物体内各点处于一定应力状态,在不同的方位将作用不同的正应力及切应力。裂纹的形式一般有两种:一是切断,断裂面是平行于最大切应力或最大切应变;另一种是正断,断裂面垂直于最大正应力或正应变方向。?至于材料产生何种破坏形式,主要取决于应力状态,即正应力σ与剪应力τ之比值。也与材料所能承受的极限变形程度εmax及γmax有关。例如,①对于塑性材料的扭转,由于最大正应力与切应力之比σ/τ=1是剪断破坏;②对于低塑性材料,由于不能承受大的拉应变,扭转时产生45°方向开裂。由于断面形状突然变化或试件上有尖锐缺口,将引起应力集中,应力的比值σ/τ有很大变化,例如带缺口试件拉伸σ/τ=4,这时多发生正断。?下面分析不同外力引起开裂的情况。 1.由外力直接引起的裂纹?压力加工生产中,在下列一些情况,由外力作用可能引起裂纹:弯曲和校直、脆性材料镦粗、冲头扩孔、扭转、拉拔、拉伸、胀形和内翻边等,现结合几个工序说明如下。 弯曲件在校正工序中(见图3-34)由于一侧受拉应力常易引起开裂。例如某厂锻高速钢拉刀时,工具的断面是边长相差较大的矩形,沿窄边压缩时易产生弯曲,当弯曲比较严重,随后校正时常常开裂。?镦粗时轴向虽受压应力,但与轴线成45°方向有最大剪应力。低塑性材料镦粗时常易产生近45°方向的斜裂(见图片8-355)。塑性好的材料镦粗时则产生纵裂,这主要是附加应力引起的。?工件的几何形状对应力分布有明显影响。例如,拉伸试棒在缩颈形成前各处可以视为受均匀的单向拉应力,一旦形成缩颈后,缩颈表面就受三向拉应力;镦粗时也有类似的情况,只是应力的符号相反。

焊接的六大缺陷,产生原因、危害

焊接的六大缺陷,产生原因、危害、预防措施都在这了 一、外观缺陷 外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。 A、咬边 是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽,它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。 产生咬边的主要原因:是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。 咬边的预防:矫正操作姿势,选用合理的规范,采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。 B、焊瘤 焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。同时,焊瘤改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。 防止焊瘤的措施:使焊缝处于平焊位置,正确选用规范,选用无偏芯焊条,合理操作。C、凹坑

凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。 凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑),仰立、横焊时,常在焊缝背面根部产生内凹。凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。 防止凹坑的措施:选用有电流衰减系统的焊机,尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范,收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动,填满弧坑。 D、未焊满 未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱,焊条过细,运条不当等会导致未焊满。 未焊满同样削弱了焊缝,容易产生应力集中,同时,由于规范太弱使冷却速度增大,容易带来气孔、裂纹等。 防止未焊满的措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。 E、烧穿 烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺。 焊接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久,都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大,钝边太小也容易出现烧穿现象。 烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝,使接头丧失其联接飞及承载能力。 防治措施:选用较小电流并配合合适的焊接速度,减小装配间隙,在焊缝背面加设垫板或药垫,使用脉冲焊,能有效地防止烧穿。 F、其他表面缺陷 (1)成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。 (2)错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。 (3)塌陷单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落, 成形后焊缝背面突起,正面下塌。 (4)表面气孔及弧坑缩孔。 (5)各种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷O角变形也属于装配成形缺陷。 二、气孔和夹渣

主体结构产生裂缝的原因

主体结构裂缝产生的原因分析 一、原因分析: 1、原材料原因:①混凝土原材料砂石级配不合理,使用粉砂过多或含泥量大;②、使用过期水泥或水泥安定性不稳定,含有生石灰或氧化镁;③、混凝土和易性、粘聚性、保水性、流动性差,产生离析; 2、基层处理不到位:①基层太干燥,浇筑前未洒水湿润,砼失水过快;②、模板拼接处缝隙大、漏浆。 3、模板架体刚度不足:①、立杆间距过大,未验算架体刚度、强度、整体稳定性;②、立杆下端未设置垫板或垫板强度不足;③、扫地杆、拦腰杆、扫天杆、剪刀撑未严格按照审批过的方案布置;④、顶丝强度不足或滑丝;⑤、方木间距大、排布稀疏、悬挑端过长。 4、后浇带:①后浇带支撑体系未独立设置,随顶板同步拆除,而悬挑部位仍承受上部施工荷载;虽有回顶措施,但后浇带悬挑部位已受扰动,造成不可修复损伤。②后浇带接茬处理不到位,未剔凿松散混凝土及涂刷界面剂;③、后浇带混凝土未按设计施工,未使用微膨胀混凝土或提高一个标高。 5、楼板厚度不符合图纸设计要求:①、支模顶板标高比设计高,造成截面减小;②、顶板控制标高错误,比设计标高低;③、混凝土浇筑时线绳未绷紧,线绳中间段下躺。 6、线管排布密集或保护层不足:①、管线布局不合理,局部集中布置密集;②、板内预埋线管未居中放置,超出板中1/3范围,过与贴近模板或砼上表面;③、线管上部无负筋时未按要求布置钢筋网片。 7、钢筋移位、钢筋保护层过大或过小:①、钢筋垫块少或施工中垫块脱落;②、施工中钢筋受扰动未及时恢复到位。 8、砼塌落度过大或浇筑过程中加水:①、砼配制不合理,浆多料少,水灰比大、塌落度大;②、砼罐车等待时间过长或混凝土塌落度小,浇灌中私自加水稀释;③、收面不及时,表面已干硬,私自洒水。 9、振捣不到位:①、过度振捣使粗骨料下沉,表面形成砂浆层;②、振捣不密实或漏振。 10、收面工艺不规范:①、未原浆收面,私自洒水泥收面;②、表面过度抹压,面层浮浆大。 11、养护不到位:①、砼收面完成后未及时覆膜;②、养护不及时,表面失水过快。 12、模板架体拆除过早:①、未严格执行拆模报验手续,同样试块未达到规范要求强度,私自拆除架体; ②、墙柱侧模拆除时,私自拆除扫地杆或拦腰杆,使架体整体稳定性受扰动; 13、上荷载过早:①、新浇混凝土未达到终凝期就开始上人施工作业;②、重型材料未分散放置;③、材料吊运未避开客厅等大开间区域。 14、基础不均匀沉降:①、架体支撑底端回填土未夯实或受水浸泡下沉;②、架体支撑基础不均匀沉降。 15、温差因素:①、构件内外温差大,保温措施不到位;②、大体积混凝土温控措施及原材料控制不到位。

热裂纹和冷裂纹产生的原因

热裂纹和冷裂纹产生的原因 一、热裂纹的特征 热裂纹常发生在焊缝区,在焊缝结晶过程中产生的叫结晶裂纹,也有发生在热影响区中,在加热到过热温度时,晶间低熔点杂质发生熔化,产生裂纹,叫液化裂纹。 特征:沿晶界开裂(故又称晶间裂纹),断口表面有氧化色。 (2)热裂纹产生原因: ①晶间存在液态间层 焊缝:存在低熔点杂质偏析} 形成液态间层 热影响区:过热区晶界存在低熔点杂质 ②存在焊接拉应力 (3)热裂纹的防止措施: ①限制钢材和焊材的低熔点杂质,如S、P含量。 ②控制焊接规范,适当提高焊缝成形系数(即焊道的宽度与计算厚度之比)枣焊缝成形系数太小,易形成中心线偏析,易产生热裂纹。 ③调整焊缝化学成分,避免低熔点共晶物;缩小结晶温度范围,改善焊缝组织,细化焊缝晶粒,提高塑性,减少偏析。 ④减少焊接拉应力 ⑤操作上填满弧坑

二、冷裂纹的形态和特征 焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹,常见冷裂纹形态有三种 冷裂纹形态{ 焊道下裂纹:在焊道下的热影响区内形成的焊接冷裂纹,常平行于熔合线发展 焊指裂纹:沿应力集中的焊址处形成的冷裂纹,在热影响内扩展 焊根裂纹:沿应力集中的焊缝根部所形成的冷裂纹,向焊缝或热影响发展 a-焊道下裂纹;b-焊趾裂纹;c-焊根裂纹 特征:无分支、穿晶开裂、断口表面无氧化色。 最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹(即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹------- 因为氢是最活跃的诱发因素,而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间)。(2)延迟裂纹的产生原因 ①焊接接头存在淬硬组织,性能脆化。 ②扩散氢含量较高,使接头性能脆化,并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子,造成非常大的局部压力。(氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素,故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹) ③存在较大的焊接拉应力 (3)防止延迟裂纹的措施 ①选用碱性焊条,减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性 ②减少氢来源枣焊材要烘干,接头要清洁(无油、无锈、无水) ③避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷(可以降低焊后冷却速度) ④降低焊接应力枣采用合理的工艺规范,焊后热处理等 ⑤焊后立即进行消氢处理(即加热到250℃,保温2~6左右,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面)。

铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析

虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品,但实际焊接生产中并不是没有困难,主要的问题有:焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等。由于铝及其合金的化学活泼性很强,表面极易形成氧化膜,且多具有难熔性质(如Al 2 O3的熔点为2050℃,MgO熔点为2500℃),加之铝及其合金导热性强,焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近,所以也容易成为焊缝金属中夹杂物。同时,氧化膜(特别是有MgO存在的,不很致密的氧化膜)可以吸收较多水分而常常成为焊缝气孔的重要原因之一。此外,铝及其合金的线胀系数大,导热性又强,焊接时容易产生翘曲变形。这些也都是焊接生产中颇感困难的问题。下面,对在试验过程中产生比较严重的裂纹进行深入的分析。 1铝合金焊接接头中的裂纹及其特征 在铝合金焊接过程中,由于材料的种类、性质和焊接结构的不同,焊接接头中可以出现各种裂纹,裂纹的形态和分布特征都很复杂,根据其产生的部位可分为以下两种裂纹形式:(1)焊缝金属中的裂纹:纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、焊根裂纹和显微裂纹(尤其在多层焊时)。 (2)热影响区的裂纹:焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显微热裂纹。按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹,热裂纹是在焊接时高温下产生的,它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同,产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同,热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹,它是在焊缝结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,残余液体金属不足不能及时填充,在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂,这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金;液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。 在试验过程中发现,当填充材料表面清理不够充分时,焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂和少量的气孔。在三组号试验中,由于焊接填充材料为铸造组织,其中夹杂为高熔点物质,焊接后在焊缝中仍将存在;又,铸造组织比较稀疏,孔洞较多,易于吸附含结晶水的成分和油质,它们将成为焊接过程中产生气孔的因素。当焊缝在拉伸应力作用下时,这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关键部位。通过显微镜进一步观察发现,这些夹杂和气孔诱发的微观裂纹之间有明显的相互交汇的趋势。然而,对于夹杂物在此的有害作用究竟是主要表现为应力集中源从而诱发裂纹,还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹,尚难以判断。此外,一般认为,铝镁合金焊缝中的气孔不会对焊缝金属的拉伸强度产生重大影响,而本研究试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔诱发微裂纹的现象。气孔诱发微裂纹的现象是否只是一种居次要地位的伴生现象,还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因素之一,亦还有待进一步的研究。 2热裂纹产生的过程 目前关于焊接热裂纹理论,国内外认为较完善的是普洛霍洛夫理论。概括地讲,该理论认为结晶裂纹的产生与否主要取决于以下3方面:脆性温度区间的大小;在此温度区间内合金所具有的延性以及在脆性温度区间金属的变形率大小。 通常人们将脆性温度区间的大小及在此温度区间内具有的延性值称为产生焊接热裂纹的冶金因素,而把脆性温度区内金属的变形率大小称为力学因素。焊接过程是一系列不平衡的工艺过程的综合,这种特征从本质上与焊接接头金属断裂的冶金因素和力学因素发生重要的联系,如焊接工艺过程与冶金过程的产物即物理的、化学的与组织上的不均匀性、熔渣与夹杂物、气体元素与处于过饱和浓度的空位等。所有这些,都是与裂纹的萌生与发展有密切联系的冶金因素。从力学因素方面看,焊接热循环特定的温度梯度与冷却速度,在一定的拘束条件下,将使焊接接头处于复杂的应力-应变状态,从而为裂纹的萌生与发展提供必要的条件。 在焊接过程中,冶金因素和力学因素的综合作用将归结为两个方面,即是强化金属联系还是弱化金属联系。如果在冷却时,焊接接头金属中正在建立强度联系,在一定刚性拘束条件下能够顺从地应变,焊缝与近缝区金属能够承受外加拘束应力与内在残余应力的作用时,裂纹就不容易产生,焊接接头的金属裂纹敏感性低,反之,当承受不住应力作用时,金属中强度联 铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析 谢辉 (广东省第二农机厂,广东广州512219) 摘要:近40年来,由于焊接技术的进步,高效率和高性能的焊接方法得到了推广,铝及铝合金在车辆、船舶、建筑、桥梁、化工机械、低温工程和宇航工业等各种结构方面的应用在不断扩大,但国产化的铝合金和铝合金焊接材料均还存在着一定的差距。对铝合金焊接接头产生裂纹的特征及产生机理进行了分析,提出了几点防范措施。 关键词:铝合金;焊接接头;裂纹;机理 —116—

材料裂纹的产生及扩展的原因分析

材料疲劳裂纹的产生及影响裂纹扩展的因素 摘要:文中通过对疲劳裂纹的研究,全面分析了疲劳裂纹的产生,交变应力,表 面状态,载荷形式,化学成分,夹杂物等对疲劳产生的影响;分析了影响疲劳裂纹扩展的因素,载荷,腐蚀环境,热疲劳,温度对疲劳裂纹扩展的影响机理,论述了其影响效果,对进一步研究分析裂纹的产生,防止裂纹进一步扩展,提高材料的寿命有一定的帮助。 关键词:疲劳裂纹 ; 疲劳裂纹扩展 Abstract: In this paper, through the study of fatigue crack, and making a comprehensive analysis of the fatigue crack produces, alternating stress, the surface, and the load form, chemical composition, inclusion has effect on the fatigue; Analyzing the effect of fatigue crack growth’s factors. and the load, corrosive environment, thermal fatigue, temperature have influence on the fatigue crack propagation, It is a great help to study further the fatigue, prevent crack further expanding, and improve the life of the materials . Keyword:fatigue crack ; fatigue crack growth 1 引言 机械零件在交变压力作用下,经过一段时间后,在局部高应力区形成微小裂纹,再由微小裂纹逐渐扩展以致断裂。疲劳破坏具有在时间上的突发性,在位置上的局部性及对环境和缺陷的敏感性等特点,故疲劳破坏常不易被及时发现且易于造成事故。由于各种原因导致疲劳裂纹的产生和扩展,最终导致材料的断裂而引发事故,因而有必要对材料裂纹的产生与扩展进行综合分析,下面是对金属疲劳产生的影响因素及裂纹的扩展影响因素进行的研究分析。 2 材料疲劳裂纹的产生 当材料受到小于屈服强度的交变应力时,会产生疲劳问题,即在疲劳源附近,发生裂纹的萌生和扩展,随着裂纹的扩大,结构最后发生断裂。裂纹的产生和扩展是由局部的应力集中产生的。防止方法,对于表面裂纹,可以尽量磨光表面,减少初始疲劳源,也可以采用表面预压的方法,如喷丸。对于内部的,则应该注重材料的性能,减少夹杂、松孔,如把空气中铸造的改成真空铸造,精细铸造,或换成锻造,精锻。也可以利用一些热处理,减小材料内部的残余应力或不均匀力等,或改变局部的硬度。 由于疲劳裂纹经常从零构件的表面开始,所以金属零构件的表面状态对疲劳强度会有显著的影响。这里所指的表面就是表面加工光洁度、表面层的组织结构及应力状态等。大量的试验研究结果表明,表面光洁度对疲劳强度有较大的影响,因为零构件经表面加工后所引起的表面缺陷是应力集中的因素。特别是对高强度材料,表面稍有缺陷,就常成为极危险的尖锐缺口,这是疲劳源的所在地。 载荷形式( 弯曲、轴向或扭转) 对疲劳强度有一定影响。大量的实验结果表明,在应力幅度相同时,弯曲疲劳的寿命大于轴向疲劳寿命;在给定的疲劳寿命时,轴向疲劳应力幅度小于弯曲疲劳的应力幅度,这种现象在高应力低周疲劳中更加明显。出现这种矛盾的原因是存在应变梯度、体积效应、循环应变硬化和软

裂缝产生的原因与防治措施

对钢筋混凝土梁裂缝的分析与处理 裂缝是固体材料中的某种不连续现象,属于材料强度理论畴。工程裂缝现象是各类建(构)筑物中普遍存在的一种质量缺陷。裂缝及其扩展是结构破坏和倒塌的先兆,裂缝降低了结构的承载力,裂缝引起钢筋锈蚀、混凝土碳化、保护层脱落、渗漏及构件持久强度的降低等。 对混凝土的细观研究及工程实践证明,裂缝是难于避免的,是一种材料特征,如对建筑物抗裂要求过高,将会付出巨大的经济代价。结构设计是以极限承载力为基础,但大多数工程的适用标准却是由裂缝控制,世界上绝大多数国家都是以其经济能力来决定对建筑物裂缝控制的宽严程度。 裂缝按成因分为主应力裂缝、次应力裂缝和变形(温度、湿度、地基变形)裂缝;按形状分为表面裂缝、贯穿裂缝、竖向裂缝、水平裂缝、斜裂缝、外宽窄裂缝、上宽下窄裂缝、上窄下宽裂缝、枣核形裂缝和对角线式裂缝;按裂缝扩展状态分为愈合裂缝、闭合裂缝、运动裂缝、稳定裂缝和不稳定裂缝。 按极限状态设计理论,工程设计必须满足承载力极限状态和正常使用极限状态。承载力极限状态是建筑物安全需要,正常使用极限状态是从生产、生活、精神方面的要求。混凝土结构最大裂缝宽度控制标准根据环境和使用条件来制定(无腐蚀介质、无防渗要求时为0.3—0.4mm;轻微腐蚀、无防渗要求时为0.2—0.3mm;严重腐蚀、有防渗要求时为0.1—0.2mm)。普通钢筋混凝土构件力接近30%极限荷载 (混凝土应力达到抗拉强度、钢筋应力达到50一60MPa)时出现裂缝,裂缝宽度在0.05—0.1mm,这种裂缝不影响结构安全,还可承受70%-一80%极限荷载;许多工程的梁式结构、框架结构仅在自重作用下出现受拉区开裂或剪力区主拉应力裂缝;有的因拆模过早、抗拉强度不足,裂缝是常见的,但其极限承载力不会降低,总的安全度不变。变形裂缝较多出现在刚架、特种结构、组合结构等超静定结构中,但这类结构承载力安全储备充足,韧性良好,能适应较大变形而不致倒塌。处理这类裂缝时,可根据裂缝出现后应力衰减情况从宽控制。实践表明,有些裂缝是无害的,或者其害处是可为人类所控制的。对工程结构裂缝特征、机理和控制的研究,是有现实意义的。虽然,国外的专家、学者在这方面积累了一些经验和技术资料,但尚嫌不足,为此,本文作者经长期系统地试验和整理,并提升到理论高度进行了综合分析。现就对于混凝土梁裂缝特征、开裂原因的分析和裂缝处理方法总结如下。 2钢筋混凝土梁式构件裂缝与处理 2.1钢筋混凝土梁侧面竖向裂缝和龟裂缝 钢筋混凝土梁侧面竖向裂缝和龟裂缝如图1所示。这类裂缝特征:竖向裂缝一般沿梁长度方向基本等距,裂缝高度多在梁高中部,呈中间大两头小的趋势,深浅不一,严重时,裂缝深度可达100—200mm,更严重时,则出现穿透裂缝;龟裂缝多在梁上下

梁产生裂缝的原因及处理方法(新)

钢筋混凝土梁裂缝 钢筋混凝土梁是目前多种形式的工业与民用建筑中最常用的构件,在实际施工及使用中出现裂缝的形式也最多最常见,现对实际工程中所涉及的裂缝及其原因进行简要分析。 一、裂缝成因 钢筋砼梁出现裂缝的原因很复杂,主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等,通常可归纳为以下几种: 1.混凝土尚处于未完全硬化状态时,如干燥过快,则产生收缩裂缝,通常发生在表面上,裂缝不规则,宽度小。 2.温变裂缝。水泥在硬化期间,砼表面与内部温差较大,导致砼表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,受到内部砼的约束,而出现裂缝。 3.设计欠周全。如钢筋砼梁的截面不够、梁的跨度过大、高度偏小,或者由于计算错误,受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理等,都会导致砼梁出现结构裂缝。 4.施工质量造成的裂缝。由于砼标号偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计等而导致砼梁出现裂缝;由于施工不当、模板支撑下沉,或过早拆除底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,在梁上超载堆荷,而导致出现裂缝。 5.预制钢砼梁在运输、吊装过程中,由于支撑不合理、吊点位置不符以及较大的振动或冲击荷载,也会导致钢砼梁出现裂缝。 6.在使用过程中,改变原来使用功能,将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大梁上荷载等均会出现裂缝。 二、裂缝的处理 根据裂缝的成因情况,可将裂缝分为两种类型:一类是由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂缝等。这类裂缝一般对承载力影响较小,可作一般处理或不处理;另一类裂缝明显影响了梁的承载能力,随着裂缝的扩展和延伸,钢筋达到屈服强度,受压区砼应变量增大,梁刚度大大降低,构件趋向破坏。此类裂缝必须及早采取加固补强,以满足结构安全需要。对于裂缝的处理,首先要重视对裂缝的调查分析,确定裂缝的种类、程度、危害及加固的依据。调查可从裂缝宽度、长度、是否贯通、是否达到弹性极限应力的位置、有无潮气或漏水、工程地点环境以及施工图纸设计情况等多处入手,分析裂缝产生的本质原因,以采取相应的措施。 (一)经过调查分析,确认裂缝在不降低承载力的情况下,采取表面处理法、充填法、注入法等简易的处理方法: 1.表面修补法:

裂纹原因分析

裂纹 裂纹就是锻压生产中常见得主要缺陷之一,通常就是先形成微观裂纹,再扩展成宏观裂纹。锻造工艺过程(包括加热与冷却)中裂纹得产生与受力情况、变形金属得组织结构、变形温度与变形速度等有关。锻造工艺过程中除了工具给予工件得作用力之外,还有由于变形不均匀与变形速度不同引起得附加应力、由温度不均匀引起得热应力与由组织转变不同时进行而产生得组织应力。应力状态、变形温度与变形速度就是裂纹产生与扩展得外部条件;金属得组织结构就是裂纹产生与扩展得内部依据。前者就是通过对金属组织及对微观机制得影响而对裂纹得发生与扩展发生作用得。全面分析裂纹得成因应当综合地进行力学与组织得分析。? (一)形成裂纹得力学分析?在外力作用下物体内各点处于一定应力状态,在不同得方位将作用不同得正应力及切应力。裂纹得形式一般有两种:一就是切断,断裂面就是平行于最大切应力或最大切应变;另一种就是正断,断裂面垂直于最大正应力或正应变方向。 至于材料产生何种破坏形式,主要取决于应力状态,即正应力σ与剪应力τ之比值。也与材料所能承受得极限变形程度εmax及γmax有关。例如,①对于塑性材料得扭转,由于最大正应力与切应力之比σ/τ=1就是剪断破坏;②对于低塑性材料,由于不能承受大得拉应变,扭转时产生45°方向开裂。由于断面形状突然变化或试件上有尖锐缺口,将引起应力集中,应力得比值σ/τ有很大变化, 1、由例如带缺口试件拉伸σ/τ=4,这时多发生正断。?下面分析不同外力引起开裂得情况。? 外力直接引起得裂纹?压力加工生产中,在下列一些情况,由外力作用可能引起裂纹:弯曲与校直、脆性材料镦粗、冲头扩孔、扭转、拉拔、拉伸、胀形与内翻边等,现结合几个工序说明如下。?弯曲件在校正工序中(见图3-34)由于一侧受拉应力常易引起开裂。例如某厂锻高速钢拉刀时,工具得断面就是边长相差较大得矩形,沿窄边压缩时易产生弯曲,当弯曲比较严重,随后校正时常 常开裂。?镦粗时轴向虽受压应力,但与轴线成45°方向有最大剪应力。低塑性材料镦粗时常易产生近45°方向得斜裂(见图片8-355)。塑性好得材料镦粗时则产生纵裂,这主要就是附加应力引起得。?工件得几何形状对应力分布有明显影响。例如,拉伸试棒在缩颈形成前各处可以视为受均匀得单向拉应力,一旦形成缩颈后,缩颈表面就受三向拉应力;镦粗时也有类似得情况,只就是应力得符号相反。 图3-34 拔长时表面纵向裂纹形成过程示意图 ?图片8-355 MB2镁合金锻件表面裂纹 我们曾经对图3-35所示得凹凸两种试样进行镦粗。镦粗后在凸形得试样上出现45°剪裂(见图3-35b)。其主要原因就是由于沿表层分布得力除沿轴向对两者都有压应力外,对于凹形试件还有径向应力分量(压应力)产生,而对于凸试件则由于存在径向压应力而产生切向拉应力,前者对表层纵向开裂起阻止作用,后者对表层纵向开裂起促进作用。生产上采用铆镦得方法锻高速钢,从力学上分析也就是利用中凹得工件,使镦粗时不易出现纵裂。 另外,矩形断面毛坯在平砧下拔长时产生得对角线裂纹也就是切应力引起得。? 2、由附加应力及残余应力引起得裂纹?压力加工生产中,大多数裂纹都就是由附加应力作用产生得,附加应力主要就是由两种原因引起得。①变形不均匀;②变形时金属流速不均匀。结合几个典型工序介绍如下:?(1)由变形不均匀引起得附加应力?一般材料镦粗时侧表面产生纵向裂纹,就是由于表面受切向拉应力作用得结果,而这种切向拉应力就是由于镦粗时变形不均匀引起得附加应力。镦粗时中心区(Ⅱ)得变形大,而周边区(Ⅲ区)得变形较小,Ⅱ区金属向外流动时,便使Ⅲ区金属沿切向受附加拉应力(见第四章图4-1)。 拔长时,当送进量l相对于坯料得高度较小时(l<0、5h=,这时变形区成双鼓形,中间部分锻不透,被上下部分金属强制延伸而受拉应力(见第四章图4-12),易弓l起锻件内部横向裂纹(见

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