焊接層狀撕裂產(chǎn)生的原因

　　所謂層狀撕裂是一種受多種冶金因素和機(jī)械因素制約而造成焊接鋼結(jié)構(gòu)破壞的復(fù)雜現(xiàn)象。層狀撕裂是一種發(fā)生在熱影響區(qū)或平行于板表面的熱影響區(qū)附近的階梯狀裂紋，它最容易沿著脆化區(qū)和拉長的硫化錳等區(qū)域發(fā)生。當(dāng)鋼發(fā)生分層的敏感性很大時，很可能發(fā)生層狀撕裂。

　　從冶金學(xué)方面講，鋼板出現(xiàn)層狀撕裂的主要原因是：鋼中的硫化錳和氧化鋁夾雜，氫、氧氣體夾雜和鑄造缺陷等形成的剝離裂紋源。如鋼中的硫含量過高或有粗大的硫化錳非金屬夾雜物存在，當(dāng)鋼坯進(jìn)行熱加工時，在高溫下硫化錳夾雜

　　易于變形而被拉長，在平行鋼板軋制表面方向上則形成細(xì)長的大片硫化錳夾雜，即剝離性裂紋源。當(dāng)鋼板厚度方向承受一定的拉應(yīng)力時，首先通過非金屬夾雜物與鋼材基體界面的剝離或非金屬夾雜物的破裂而形成微孔或微裂紋；之后是因微孔或微裂紋之間鋼材基體的破壞而造成同一平面上相鄰微孑L或微裂紋連接成為裂紋；最后通過垂直剪切使相鄰平面上的裂紋連接成階梯狀裂紋，造成焊接鋼結(jié)構(gòu)的破壞。

　　焊接層狀撕裂的措施

　　第一，精練鋼廣泛采用鐵水先期脫硫的辦法，并用真空脫氣，可以冶煉出含硫只有0.003~0.005%的超低硫鋼，它的斷面收縮率（Z向）可達(dá)23~25%。

　　第二，控制硫化物夾雜的形態(tài)是把MnS變成其他元素的硫化物，使在熱軋時難以伸長，從而減輕各向異性。目前廣泛使用的添加元素是鈣和稀土元素。經(jīng)過上述處理的鋼，可制造出Z向斷面收縮率達(dá)50~70%的抗層狀撕裂鋼板。

　　第三，從防止層狀撕裂的角度出發(fā)，在設(shè)計和施工工藝上主要是避免Z向應(yīng)力和應(yīng)力集中，具體措施按下例參考：

　　（1）應(yīng)盡量避免單側(cè)焊縫，改用雙側(cè)焊縫可緩和焊縫根部區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，為防止應(yīng)力集中。

　　（2）采用焊接量少的對稱角焊縫代替焊接量大的全焊透焊縫，以免產(chǎn)生過大的應(yīng)力。

　　（3）應(yīng)在承受Z向應(yīng)力的一側(cè)開坡口。

　　（4）對于T型接頭，可在橫板上預(yù)先堆焊一層低強(qiáng)的焊接材料，以防止焊根裂紋，同時亦可緩和焊接應(yīng)變。

　　（5）為防止由冷裂引起的層狀撕裂，應(yīng)盡量采用一些防止冷裂的措施，如減少氫量、適當(dāng)提高預(yù)熱、控制層間溫度等。