层状撕裂是一种在母材的热影响区或其邻接区(母材内侧)中平行与母材轧制表面产生的(台阶式样)的裂纹,它是由于母材内微小的层状偏析受到钢板表面垂直的拉伸应力作用而张开形成的,容易产生层状撕裂的接头。
由于锅炉和压力容器等某些重要焊接结构的钢板,不仅要求宽度方向和长度方向有一定的力学性能,而且要求厚度方向有良好的抗层状撕裂性能,而大型厚板的焊接结构中,层状撕裂有一个十分突出的问题。
影响层状撕裂的因素较多,但主要是拘束应力与变形,接头含氢量,加热温度和母材材质。
为了减少作用于母材z向(厚度方向)上的拘束应力,使用低强度焊缝金属是极为有效的方法,其次在焊接结构设计反面要考虑到不使多层焊缝的熔敷金属量超过必须量和尽可能的减少施加接头的拘束,还可以在坡口形状上动脑筋,以减少作用于母材Z向的应力。
为了减少焊缝金属中的含氢量,可以才一天第氢型焊条和减少氢的工艺措施。
防止层状撕裂的措施主要有:减少母材的层状夹渣物或使夹杂物球化,减少Z向的拘束应力以及采用焊接施工等方面的措施。
才母材性质方面,防止层状撕裂最有效的方法是采用夹杂物少的板材或者使用添加了锆(Zr)或稀土元素使层状夹杂物球化了的高级层状撕裂钢。
在减少Z向上的拘束应力方面,尽量减少垂直于板面方向的拘束对防止层状撕裂是有效的,在设计时,应该把发生层状撕裂部分的形状设计成拘束度小的形式。
对容易引起层状撕裂的钢板,也可以从施工上想办法减少残余应力,防止层状撕裂的产生。
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