层状撕裂产生机理
日期：2017-09-28
层状撕裂产生机理
层状撕裂不同于通常发生在焊缝上的热裂纹和冷裂纹，它是发生在热影响区和靠近热影响区母材上的一种特殊裂纹。层状撕裂通常发生在角焊接头中（如T型接头、十字型接头和角焊接头等）。
厚板焊接时，特别是T型和角接接头，在刚性拘束的条件下，焊缝收缩时会在母材厚度方向产生很大的拉伸应力和应变，当应变超过母材金属的塑性变形能力时（Z向），夹杂物与金属之间就会发生分离而产生微裂，在应力的继续作用下，裂纹尖端沿着夹杂所在的平面进行扩展，就形成了所谓“平台”，与此同时，凡平行于轧向的夹杂都可能产生大小不一的平台，在相邻的两个平台之间，造成了剪切断裂，形成所谓“剪切壁”。连接这些平台和剪切壁，就构成了层状撕裂所特有的阶梯形态。层状撕裂的开始阶段都是在平行于轧向不同阶层的夹杂处萌生，而后逐渐扩展。由此可见层状撕裂与钢种的产生级别无关，主要与钢中的夹杂物及分布形态有关，因此，在撕裂的平台部位常发现不同种类的非金属夹杂物。层状撕裂不仅出现在厚钢板中，也出现在铝合金的板材中。其产生的根本原因是钢材在轧制过程中，把钢内的一些非金属夹杂物轧成平行于轧向的带状夹杂物，这就造成了钢材力学性能的各向异性。试验表明沿轧向（简称L向）和厚度方向（简称Z向）的拉伸试样，尽管强度相差不大，但塑性却有很大差别，一般低合金钢Z向的延伸率要比L向的延伸率低30%~40%。所以在Z向有拉伸应力存在时，很容易沿层状分布的夹杂开裂。
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