HGM—B型高摩合成闸瓦生产中出现裂纹分析及措施

焊接裂纹的分析与处理我们在厂修车体、车架、转向架构架时经常会遇到焊缝或母材的裂纹。

我们已经讲过裂纹的判断，判断出裂纹以后就需要对裂纹进展处理。

如果我们在处理之前对裂纹没有一个准确的分析，就不可能制定出最优的处理方案。

因此必须要对裂纹进展认真的分折。

根据焊接生产中采用的钢材和结构类型不同，可能遇到各种裂纹，裂纹多产生在焊缝上，如焊缝上的纵向裂，焊缝上的横向裂。

也可以产生在焊缝两侧的热影响区，焊缝热影响区的纵向裂，焊接影响的横向裂纹，焊接热影响区的焊缝贯穿裂纹，有时产生在金属外表，有时产生在金属内部，如焊缝根部裂、焊趾裂，有的裂纹用肉眼可以看到，有的如此必须借助显微镜才能发现，有的裂纹焊后立即出现，有的如此是放置或运行一段时间之后才出现。

根据裂纹的本质和特征，可分为五种类型：即热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂与应力腐蚀裂纹。

热裂纹是在高温情况下产生的，而且是沿奥氏体晶界开裂，就目前的理解，把裂纹又分为结晶裂纹、液化裂纹、多边化裂纹三类。

〔1〕结晶裂纹—结晶裂纹的形成期，是在焊缝结晶过程中且温度处在固相线附近的高温阶段，即处于焊缝金属的凝固末期固液共存阶段，由于凝固金属收缩时残存液相不足，致使沿晶开裂，故称结晶裂纹，由于这种裂纹是在焊缝金属凝固过程中产生的，所以也称为凝固裂纹。

结晶裂纹的特征：存在的部位主要在焊缝上，也有少量的在热影响区，最常见的是沿焊缝中心长度方向上开裂，即纵向裂，断口有较明显的氧化色，外表无光泽，也是结晶裂纹在高温下形成的一个特征。

〔2〕液化裂纹—焊接过程中，在焊接热循环峰值温度作用下，在多层焊缝的层间金属以与母材近缝区金属中，由于晶间层金属被重新熔化，在一定的收缩应力的作用下，沿奥氏体晶界产生的开裂，称为“液化裂纹〞也称“热撕裂〞。

液化裂的特征：①易产生在母材近缝区中紧靠熔合线的地方〔局部溶化区〕，或多层焊缝的层间金属中。

②裂纹的走向，在母材近缝区中，裂纹沿过热奥氏体晶间开展；在多层焊缝金属中，裂纹沿原始柱状晶界开展，裂纹的扩展方向，视应力的最大方向而定，可以是横向或纵向；并在多层焊焊缝金属中，液化裂纹可以贯穿层间；在近缝区中的液化裂纹可以穿越熔合线进入焊缝金属中。

以下为焊接裂纹产生原因及防治措施，一起来看看吧。

1、焊接裂纹的现象在焊缝或近缝区，由于焊接的影响，材料的原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为焊接裂缝，它具有缺口尖锐和长宽比大的特征。

按产生时的温度和时间的不同，裂纹可分为：热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀裂纹和层状撕裂。

在焊接生产中，裂纹产生的部位有很多。

有的裂纹出现在焊缝表面，肉眼就能观察到；有的隐藏在焊缝内部，通过探伤检查才能发现；有的产生在焊缝上；有的则产生在热影响区内。

值得注意的是，裂纹有时在焊接过程中产生，有时在焊件焊后放置或运行一段时间之后才出现，后一种称为延迟裂纹，这种裂纹的危害性更为严重。

2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害大的缺陷，除了降低焊接接头的承载能力，还因裂缝末端的尖锐缺口将引起严重的应力集中，促使裂缝扩展，最终会导致焊接结构的破坏，使产品报废，甚至会引起严重的事故。

通常，在焊接接头中，裂缝是一种不允许存在的缺陷。

一旦发现即应彻底清除，进行返修焊接。

3、焊接裂纹的产生原因及防治措施由于不同裂缝的产生原因和形成机理不同，下面就热裂缝、冷裂缝和再热裂缝三类分别予以讨论。

3.1、热裂纹热裂缝一般是指高温下（从凝固温度范围附近至铁碳平衡图上的A3线以上温度）所产生的裂纹，又称高温裂缝或结晶裂缝。

热裂缝通常在焊缝内产生，有时也可能出现在热影响区。

原因：由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层存在形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂缝。

此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，则在加热温度超过其熔点的热影响区，这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开而形成热影响区液化裂缝。

总之，热裂缝的产生是冶金因素和力学因素综合作用的结果。

防治措施：防止产生热裂缝的措施，可以从冶金因素和力学因素两个方面入手。

控制母材及焊材有害元素、杂质含量限制母材及焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体）中易偏析元素及有害杂质的含量。

制动梁裂纹原因分析与防止措施张集中[摘要]：对米轨货车制动梁裂纹故障进行现状调查，分析裂纹产生的原因，提出防止措施，控制因制动梁裂纹造成摘车临修率上升，干扰正常运输生产秩序和行车安全的被动局面。

[关键词]：制动梁裂纹分析防止措施制动梁是将由基础制动装置放大适当倍数后的制动鞲鞴上的压力空气推力平均地传给各快闸瓦，使其转为压紧车轮的机械力，阻止车轮产生制动力的重要装置，其作用好坏直接影响车辆的运行安全。

由于制动梁设计不合理、制造质量差、检修质量不高，裂纹故障没有得到控制，我作为一名车辆钳工，应该对制动梁裂纹故障进行调查、统计分析、从中找出切实有效的防止措施，把制动梁裂纹故障降到最低。

一、问题提出与现状调查1、问题提出近年来，米轨货车制动梁不断发生裂纹故障，造成摘车临修率上升，严重干扰着正常的运输生产秩序和行车安全。

为确保运输生产和行车安全，必须对制动梁裂纹故障进行调查分析，采取对策，以便减少或降低制动梁裂纹故障发生的几率。

2 、现状调查为弄清制动梁裂纹的基本情况，笔者从调度室、质检组及探伤组收集了２００３年１至５月份的制动梁裂纹发生情况，并进行了统计分析，发现制动梁裂纹故障共110件，其中制动梁弓型杆焊缝裂纹86件，滚子轴裂纹15件，弓型杆裂纹7件，其他故障2件。

以上故障的发生已成为车辆较突出的质量问题。

如何减少制动梁弓型杆焊缝裂纹、滚子轴裂纹、弓型杆裂纹，保证车辆运行安全是开远车辆段当前急需解决的主要问题。

二、原因分析1 、制动梁制造质量不高及设计不合理易产生裂纹（1）制动梁制造质量不高。

弓型杆和闸瓦托的连接是靠两条直焊缝固定的，制动梁设计要求垫铁与弓型杆接合处的焊缝长度须大于或等于100毫米，焊缝宽度为9毫米，垫铁周边与槽钢梁的间隙不大于2毫米。

然而，在新造制动梁中发现不少垫铁与弓型杆接合处的焊缝长度达不到设计要求的规定，垫铁周边与槽钢梁在焊接前的组装间隙超限，甚至还有一部份焊缝下面用铁线等填料填充焊缝，形成外表面焊缝良好的假象，使制动梁在运用中因焊缝强度不足导致裂纹或脱出。

型壳裂缝原因分析型壳裂缝致浇注漏钢水，铸件跑火是熔模铸件生产中常见的毛病，它直接影响产量、质量、交期及生产成本，如何尽快查明原因，排除故障，减少损失，是工程技术人员争分夺秒去解决的问题，由于型壳裂缝的原因太多，建议采用“分区分片”排除的方法，即先分清是脱蜡前或是脱蜡时型壳产生裂纹，如是脱蜡时型壳产生裂纹，还要分清是型壳湿强度不够还是设备原因，只有逐级排查，才能尽快找到症结所在，尽快排除。

（一）未脱蜡型壳已龟裂原因分析：1、一、二层型壳干燥过久过快，有时一、二层相对湿度低于50%，干燥过快，未形成强度已龟裂。

2、除湿间温度过高，有的超过30℃，蜡模将型壳胀裂。

3、温度变化大，6h内温度变化超过2.5℃为急剧变化。

4、用固定电扇单面吹，型壳干燥不均匀产生内应力所至。

5、大平面型壳面层浆太浓所至。

6、型壳从制壳间运出后未及时脱蜡，型壳受热，蜡料膨胀致型壳裂纹。

未脱蜡型壳已龟裂严重的，在脱蜡后可发现弄壳表面有蜡液痕迹渗出来。

（二）设备原因致脱蜡时型壳裂纹分析：1、蒸汽发生炉速度慢，14秒无法达6Kg。

A、脱蜡炉密封圈漏气。

B、压力表不正常。

C、电炉丝烧坏一组。

D、适当调高脱蜡炉压力至8.5Kg以上，工作时间设定在6~10分钟内完成，然后试验减少型壳脱蜡数，一次6~8串，如脱蜡后仍裂，可排除设备原因。

（三）其它原因致脱蜡时型壳裂纹分析1、工艺原因：A、浇口流道设置不合理，排蜡太慢（与蜡坯/支体积的比例有关）。

B、铸件或模头有倒角，或合模不平凸出，应力集中。

C、铸件形体大或大平面，三层后没绑细铁线或放工艺孔，模壳强度不够。

2、硅溶胶的原因：其中包括SiO2含量、PH值、粘度、胶凝性能及是否保管不善失效等原因。

3、操作原因：A、制壳时浮没捅，型壳层内部架空，脱蜡时型壳层内密封的空气受热膨胀局部胀裂型壳。

B、使用已变质的浆。

C、沾浆过程中涂料增加液体或粉状物后没再经过一定时间的撑拌即使用。

D、型壳强度和型壳型干燥程度密切相关，层间干燥不良或脱蜡前存放时间小于24小时，型壳室温强度低。

模具钢淬火十种裂纹分析与措施模具钢是工业生产中常用的材料，其强度高、硬度好、抗磨损性能好等特点成为了制品的优选材料。

但是在生产过程中，模具钢经过淬火处理后，往往会出现各种裂纹，严重影响模具的使用寿命和加工效率。

为此，我们需要对模具钢淬火中常出现的十种裂纹进行分析，并提出相应的措施。

一、火花裂纹火花裂纹是由于铸造钢中的气孔和夹杂物在高温状态下合并膨胀，导致金属内部产生裂纹。

为了避免该现象的产生，建议在制造加工过程中加强钢锭的冶炼质量控制，采用真空熔炼、热等静压和快速凝固技术去除气孔和夹杂物。

二、负荷裂纹负荷裂纹是由于模具钢在淬火时由于急剧的温度变化而引起的裂纹，也是淬火裂纹中最为常见的一种。

淬火时需要控制冷却速度，避免急剧温度变化，同时要控制模具钢的加热温度，确保温度均匀提高。

三、回火软化回火软化是因为模具钢在淬火后经过回火处理后硬度降低，从而引发裂纹的现象。

为避免回火软化，建议选择合适的回火温度和时间，避免过高或过低的回火温度。

四、管道裂纹管道裂纹是模具钢在淬火后由于气化过程中引起的内部膨胀而产生的裂纹。

为避免管道裂纹的发生，应采取合适的淬火工艺和控制冷却速度，避免过快的冷却。

五、表面裂纹表面裂纹是在制作模具钢的过程中表面出现的裂纹，通常是由于加工引起的。

为防止表面裂纹，可以采用加工时逐步减小切削深度和提高切削速度的方法。

六、轮廓裂纹轮廓裂纹是由于模具钢在淬火后因变形应力而产生的裂纹。

为避免轮廓裂纹的产生，应在淬火后对模具进行适当的回火处理。

七、疲劳裂纹疲劳裂纹是由于模具钢在长时间循环负载下出现的裂纹。

为预防疲劳裂纹的发生，应注重模具的设计及生产质量，确保模具的强度和硬度等性能符合要求。

八、柔韧性裂纹柔韧性裂纹是由于模具钢在淬火后由于变形所引起的裂纹。

为预防柔韧性裂纹，可以采用自然回火工艺或选择合适的预加工技术来减小模具的变形。

九、氢致裂纹氢致裂纹是由于模具钢在制造过程中受到外界湿度等因素的影响，产生了氢致脆弱的裂纹。

YF-ED-J2744可按资料类型定义编号高速钢模具锻造和淬火裂纹分析与消除措施实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.（示范文稿）二零XX年XX月XX日高速钢模具锻造和淬火裂纹分析与消除措施实用版提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。

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1 高速钢冶金缺陷引起锻造裂纹高速钢属莱氏体钢，含有大量合金元素，形成大量共晶碳化物和二次碳化物。

不良碳化物硬而脆，是脆性相。

共晶碳化物呈粗大骨骼状或树枝状分布于基体，破坏了组织连续性。

钢锭虽经开坯压延和轧制，碳化物有一定程度碎化，但碳化物偏析依然严重，沿轧制方向呈带状、网状、大颗粒状和堆集状分布。

碳化物不均匀度随原材料直径和厚度增加而严重。

共晶碳化物相当稳定，常规热处理无法消除，导致锻造时应力集中，成为裂纹源。

原材料存在组织疏松、缩孔、气泡、白点、粗晶、内裂和非金属夹杂，急剧降低钢材热塑性和强韧性，加之，高速钢导热性差，仅为碳钢的三分之一，因热塑性差，变形抗力大，锻造第一锤重击即可碎裂。

措施。

严格原材料入库和投产前材质检验，合格钢材方可投产；选用小钢锭开坯轧制各种规格原材料，选用二次精炼电渣重熔钢锭，具有纯度高，杂质少，晶粒细，碳化物小，无偏析，等向性能优，化学成分和组织均匀等特点，对原材料进行科学合理锻造，击碎不均匀共晶碳化物脆性相，使之≤3级，变不均匀共晶碳化物脆性相为强化相，发生质的飞跃；锻坯应充分预热，均匀加热，充分透烧，勤翻动坯料和采用轻--重--轻双十字形变向镦拔镦造法，先镦后拔次序操作等措施，有效避免锻造碎裂。

浅谈H型钢焊缝裂纹的成因及防范措施2007年12月3日[原创]□ 莱芜钢铁集团有限公司管然坤姜丰达摘要: 分析了某钢厂H型钢钢结构制造过程中产生裂纹的原因，提出了有针对性的解决措施，取得了较好的效果，可为同类H型钢钢结构施工提供有益的借鉴。

关键词:H型钢；焊接裂纹；焊接工艺；解决措施1.问题的提出H型钢具有强度高、重量轻、塑性和韧性好，且工业化程度高，可以成批大件生产、施工速度快等特点，近年来，H型钢在钢结构工程，如吊车梁、重载设备的承重梁等关键部位中使用趋于普遍，同时存在着不同程度的质量缺陷和问题，其中焊缝开裂较为普遍。

某钢厂主厂房钢结构在制造过程中，发现部分焊接H型钢吊车梁腹板、翼缘板对接焊缝接头部位存在裂纹缺陷。

通过对吊车梁主要承载焊缝100%超声检验、全部焊缝100%磁粉检验复检，发现在吊车梁的焊接接头部位普遍存在裂纹，且大部分裂纹在接头的热影响区、熔合线等薄弱位置。

此次复检共检查吊车梁19根，发现裂纹50余条，裂纹产生的位置绝大部分在腹板、翼缘板的对接焊缝位置。

典型裂纹的位置和形态见图1。

分析研究H型钢焊缝开裂的形成原因，并采取有效的施工措施，防止裂纹的产生，对保证工程质量具有重要的现实意义。

2.焊接裂纹的产生焊接裂纹是钢结构工程中最严重而又十分普遍的质量缺陷。

裂纹的产生是多种因素造成的，须从母材、结构、焊接、安装、环境、人员素质等方面进行综合分析。

焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程，会产生纵向和横向焊接残余应力。

在低碳钢和低合金钢中这种应力经常达到钢材的屈服强度。

另外，焊缝纵向收缩，两块钢板趋向于形成反方向的弯曲变形，于是在焊缝中部产生横向拉应力，而在两端产生横向压应力。

按产生的时间不同，可分为热裂纹和冷裂纹，前者是在焊接时产生的，后者是焊缝冷却过程中或冷却后产生的。

冷裂纹大多数具有一定的延时性即是一种延迟裂纹，一般是在有载荷的使用过程中产生的，裂纹发生之前有一段潜伏期，一般都比较隐蔽、不易被发现，然后是裂纹的扩展，最后发生脆性断裂，因此危害性很大。

焊接裂纹成因分析及其防治措施1、焊接裂纹的现象在焊缝或近缝区，由于焊接的影响，材料的原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为焊接裂缝，它具有缺口尖锐和长宽比大的特征。

按产生时的温度和时间的不同，裂纹可分为：热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀裂纹和层状撕裂。

在焊接生产中，裂纹产生的部位有很多。

有的裂纹出现在焊缝表面，肉眼就能观察到；有的隐藏在焊缝内部，通过探伤检查才能发现；有的产生在焊缝上；有的则产生在热影响区内。

值得注意的是，裂纹有时在焊接过程中产生，有时在焊件焊后放置或运行一段时间之后才出现，后一种称为延迟裂纹，这种裂纹的危害性更为严重。

常见裂纹的发生部位与型态如下图所示。

常见裂纹的发生部位与型态2、焊接裂纹的危害焊接裂缝是一种危害最大的缺陷，除了降低焊接接头的承载能力，还因裂缝末端的尖锐缺口将引起严重的应力集中，促使裂缝扩展，最终会导致焊接结构的破坏，使产品报废，甚至会引起严重的事故。

通常，在焊接接头中，裂缝是一种不允许存在的缺陷。

一旦发现即应彻底清除，进行返修焊接。

3、焊接裂纹的产生原因及防治措施由于不同裂缝的产生原因和形成机理不同，下面就热裂缝、冷裂缝和再热裂缝三类分别予以讨论3.1、热裂纹热裂缝一般是指高温下（从凝固温度范围附近至铁碳平衡图上的A3线以上温度）如下图所示所产生的裂纹，又称高温裂缝或结晶裂缝。

热裂缝通常在焊缝内产生，有时也可能出现在热影响区，如图所示。

原因：由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层存在形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂缝。

此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，则在加热温度超过其熔点的热影响区，这些低熔点化合物将熔化而形成液态间层，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开而形成热影响区液化裂缝。

总之，热裂缝的产生是冶金因素和力学因素综合作用的结果。

防治措施：防止产生热裂缝的措施，可以从冶金因素和力学因素两个方面入手。

金属结裂纹维修的方法及其止裂金属构造裂纹维修的方法及其止裂原理分析摘要:目前,金属构造均面临着普遍的疲劳问题以及产生疲劳裂纹带来的维修问题。

阐述了金属疲劳损伤问题产生的机理，提出可能的维修方法及其优缺点，为金属构造的的设计与维修提供依据。

关键词：疲劳损伤裂纹维修前言起重机金属构造常见的故障有裂纹、变形、严重锈蚀、刚度不够等。

其中裂纹是门机最为常见的故障,占金属机构故障的80%以上。

虽然金属构造的设计都符合常规设计的强度要求,但往往还是不可防止有裂纹产生。

这是因为材料内部总难免在夹渣、气孔,加工的过程中可能有毛刺、划伤,焊接过程中存在未焊透等。

在变应力的作用下,存在缺陷的部位或者应力最大部位往往最先出现疲劳裂纹,随着应力循环次数的增加,裂纹缓慢扩展直至到达临界尺寸而破坏。

工程断裂力学认为,裂纹体存在一个临界裂纹长度ac。

当存在的裂纹长度a< ac时,表示该裂纹体可以继续使用,如果a≥ ac,表示该裂纹体不可使用。

ac是可通过材料的断裂韧性常数KIC和材料应力场的分布数据求得在计算ac时,可近似的采用σmin= 0,即不吊重时,构件裂纹处的应力为0。

这样计算值ac小于实际值,同时也有利于作出更平安的判断。

σma*可通过应力测量测出或者有限元法算出, f表示修正系数。

断裂力学的判断标准是在能量平衡理论中称为裂纹扩展阻力GIC的断裂韧性,它是材料固有的力学性能,表示裂纹体抵抗断裂的能力。

当裂纹的推动力G1到达裂纹的扩展阻力的时候,裂纹就会扩展。

推力曲线与阻力曲线的关系见图1。

图1 推动力与阻力曲线示意图从图1中可以看出,裂纹扩展阻力GIC随着裂纹推动力G1增大而增大。

当推动力G1< G″1,裂纹是不会扩展的。

当推动力增长到G1= G″1,裂纹扩展了Δa后, GIC的增长速度快于G1增长的速度,裂纹就会停顿扩展。

当推动力增长到G 1,时,裂纹长度增长了Δa″时,裂纹推动力增长的速度将始终大于裂纹阻力的增长速度,裂纹体就会失稳继续扩展下去,直至断裂。