本站小編為你精心準備了談熱水器內膽水壓疲勞試驗開裂原因參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:某廠生產的熱水器內膽，在進行水壓疲勞試驗時，多次發生直焊縫開裂漏水事件。通過對熱水器內膽裂紋的檢測與分析，結果表明，焊縫與基體夾角處存在較大應力集中是導致斷裂產生的主要原因。

關鍵詞:熱水器內膽;裂紋;應力集中

熱水器內膽是熱水器的主體部件，作為儲水并將水在其內進行加熱的容器，由于水的反復進出及加熱冷卻，內膽將長期處于一個壓力變化的環境之中工作。因此，生產廠在生產熱水器內膽時，將會進行水壓疲勞試驗，通過以一定的頻率改變熱水器內膽內的水壓，來檢測熱水器內膽的承壓能力。某廠生產的熱水器內膽，采用三段式埋弧焊接，產品焊縫示意圖見圖1，每個內膽上有直焊縫一條，弧形焊縫兩條，在進行水壓疲勞試驗時，多次發生直焊縫開裂漏水事件。本文通過對熱水器內膽裂紋的檢測與分析，探討熱水器水壓疲勞試驗開裂的主要原因。

1取樣及試驗方法

觀察焊縫裂紋區域，可見焊縫一側存在長度約100mm左右的裂紋。在焊縫開口最大處取1#試圖1熱水器內膽焊縫示意圖圖2取樣示意圖樣，在臺式鉗上壓斷，用以觀察斷口形貌。在焊縫裂紋區域以線切割加工的方式切取兩塊金相試樣，用以從截面觀察焊縫裂紋形貌及裂紋附近組織形態。在遠離焊縫處切取4#、5#試樣，分別用以進行化學成分分析和拉伸力學性能檢驗。取樣示意圖見圖2。

2試驗結果與分析

2．1化學成分化學成分分析結果見表1，未見異常。

2．2拉伸力學性能拉伸力學性能試驗結果見表2，該熱水器內膽的力學性能符合產品要求。

2．3斷口觀察用掃描電鏡對1#裂紋壓斷斷口進行觀察，斷裂源于熱水器內膽外側面，如圖3(a)所示。斷裂源區斷口形貌為脆性準解理，未見夾雜等缺陷，如圖3(b)所示。斷裂擴展區為脆性疲勞斷口形貌，可見明顯的疲勞輝紋，如圖3(c)所示。斷口顯示，裂紋是在熱水器內膽外表面形成后，內膽中不斷變化的水壓周期性的改變裂紋兩側的應力，使裂紋以疲勞斷裂的方式不斷向熱水器內表面擴展的。

2．4金相檢驗將2#和3#試樣鑲嵌后，用240#—600#—1200#水磨氧化鋁砂紙磨平后拋光，并用4%硝酸酒精浸蝕后，觀察焊縫、裂紋形態及試樣各處組織。圖4(a)、4(b)為2#試樣焊縫低倍及裂紋，圖5(a)、5(b)為3#試樣焊縫低倍及裂紋，兩個試樣的裂紋均位于一側焊肉與基板連接處，而另一側則未見裂紋。裂紋所在的連接處，其焊肉余高與基板之間夾角與未見裂紋一側相比，均顯得更加尖銳，此處更易產生應力集中現象。此外，從裂紋與焊縫的位置關系來看，我們還可以發現，裂紋起源于焊縫與熱影響區的交界處，如圖6所示。焊縫處組織為鐵素體+貝氏體+少量珠光體，如圖7所示，熱影響區組織為鐵素體+珠光體+少量貝氏體，如圖8所示。裂紋兩側組織存在明顯差異，此處會產生一定的組織應力。試樣基體組織為鐵素體+少量珠光體+少量滲碳體，未見異常組織。

3討論分析

由以上檢驗結果可見，該熱水器內膽的化學成分、力學性能均符合產品要求，基體金相組織亦未見異常。斷裂源于焊肉與基體交界處，此處也是焊縫與熱影響區的交界處，因此這里存在由焊縫與熱影響區組織差異帶來的組織應力，并且當熱水器內膽在水壓疲勞試驗過程中，受到水壓膨脹作用力時，在焊肉與基體所構成的尖角處容易產生應力集中，因此該處屬于應力高度集中區域。當該處應力超出材料所能承擔的范圍時，就會形成裂紋源，并在周期變化的水壓驅動下，形成疲勞裂紋擴展。

4結語

該熱水器屬于應力疲勞斷裂，焊縫與基體夾角處存在較大應力集中是導致斷裂產生的主要原因。

參考文獻

［1］汪超，郭錦龍，馬立立．簡析直縫埋弧焊管焊接接頭常見缺陷．鋼管，2013，42(2):51－54

［2］湯亨強，吳浩．熱水器內膽焊縫熱影響區缺陷分析．電焊機，2017，47(5):129－132

［3］王曉嶺，童朱玨，方藝．熱水器容器脈沖壓力試驗要求分析及儀器設計．電子質量，2011(5):64－65

［4］王沖．焊接裂紋產生原因及預防措施探討［J］．中國化工貿易，2015，25(7):34

作者：楊崢 李進 牟祖茂 宋祖峰 單位：馬鋼股份公司技術中心