管道闪光对焊接头断裂的原因分析

采用刻槽锤断试样观察锅炉钢管闪光对焊焊接接头宏观断口，如图7-21所示。所有断口形貌都主要呈现大片亮白色金属光泽和小部分浅灰色平整断面。其中，1^＃工艺、2^＃工艺、6^＃工艺和8^＃工艺的闪光对焊接头焊缝断口中，浅灰色平整断面较多，该灰色平整面即为灰斑。9^＃工艺的闪光对焊接头断口中灰斑最少，且其断面凹凸起伏，比其他工艺的接头断面明显。

图7-21 锅炉钢管闪光对焊焊接接头宏观断口

a）～i）1^＃～9^＃工艺焊缝宏观断口形貌

选取灰斑较多的1^＃和灰斑较少的9^＃工艺焊缝断口进行扫描电镜观察。图7-22为图7-21a中1^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口亮白色区域的微观形貌，具有准解理断裂特征，小断裂面上存在一些河流花样，但这些小断面间的连接上又有韧性断裂的特征，如撕裂岭和韧窝带等。图7-23为图7-21a中1^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口灰斑区域的微观形貌，具有韧性断裂特征，断口中存在着大量大小不同的韧窝。韧窝内有形状不规则的夹杂物，灰斑中夹杂物的化学元素及其含量见表7-15，可见夹杂物主要为铁-锰硅酸盐，断口中的大韧窝壁内有滑移线痕迹。断口形貌说明，1^＃工艺的闪光对焊接头在刻槽锤断过程中，以准解理断裂方式为主，灰斑处以带夹杂物的韧窝方式断裂。

图7-22 1^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口亮白色区域的微观形貌

图7-23 1^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口灰斑区域的微观形貌

表7-15 灰斑中夹杂物的化学元素及其含量

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图7-24为图7-21i中9^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口凹凸起伏区域的放大形貌，可见图中存在大凹坑。图7-25为图7-21i中9^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口亮白色区域的微观形貌，具有准解理断裂特征，小断裂面上存在一些河流花样，但这些小断面间的连接上又有韧性断裂的特征，如撕裂岭和韧窝带等。图7-26为图7-21i中9^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口浅灰色小平整面的微观形貌，具有韧性断裂特征。断口中存在大量小而浅的韧窝。韧窝内比较光滑，没有夹杂物。断口中还出现部分准解理断裂特征形貌。断口形貌说明，9^＃工艺接头在断裂过程中主要以准解理方式断裂，同时存在一些韧窝断裂。

图7-24 9^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口凹凸起伏区域的放大形貌

图7-25 9^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口亮白色区域的微观形貌

图7-26 9^＃工艺锅炉钢管闪光对焊接头断口浅灰色小平整面的微观形貌

管线钢管闪光对焊接头的断裂方式与锅炉钢管闪光对焊接头的断裂方式相似，宏观断口主要呈现金属光泽，附带部分浅灰色小平整面。微观断口观察显示，断口也是以准解理断裂方式为主，解理断裂面有河流花样；浅灰色小平整面存在大量浅韧窝，韧窝内含有大小不一、形状各异的夹杂物。管线钢管闪光对焊接头断口宏观形貌和微观形貌如图7-27所示。

图7-27 管线钢管闪光对焊接头断口宏观形貌和微观形貌