Page 62 - 理化检验-物理分册2023年第一期
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张 强, 等: 304不锈钢编码器小轴断裂原因
图6 断裂编码器小轴的显微组织形貌
焊缝区域的晶粒尺寸大, 这是因为焊接时热影响区
3 结论及建议
的温度较高, 晶粒容易长大。
( 1 )编码器小轴断裂的原因是: 焊接区域存在
2 综合分析
较大的焊接残余应力, 连接杆一侧母材的碳元素含
304奥氏体不锈钢具有较低的导热系数和较高 量较高及材料纯净度较差, 导致焊接区域材料的韧
的线膨胀系数, 在进行焊接时, 焊接接头会受到不均 性较差, 当编码器小轴服役过程中受到较大的外力
匀的加热和冷却, 使焊缝区域产生较大温差, 焊接时 冲击作用时, 编码器小轴发生了脆性断裂。
母材会对焊接件产生刚性约束作用, 加热时焊接区 ( 2 )建议把好原材料质量关, 选择成分合格、 纯
域不能自由膨胀, 冷却时焊接区域不能自由收缩, 导 净度高的304不锈钢材料; 焊接时控制焊接参数, 焊
致焊接件在焊后产生变形和较大的焊接残余应 后进行整体热处理以消除焊接残余应力; 做好编码
力 [ 4 ] 。在焊接完成后, 奥氏体不锈钢的焊缝中心和 器小轴的防护, 防止受到外力的撞击。
热影响区产生拉应力, 远离焊缝区域产生压应力 [ 5 ] 。 参考文献:
奥氏体不锈钢的液相线与固相线距离较大, 共晶时
间较长, 焊接结晶过程中的枝晶方向性较强, 偏析现 [ 1 ] 曹龙韬, 龚兰芳, 陈智江.304奥氏体不锈钢管焊接接
象比较严重, 焊接区域附近容易脆化, 韧性较差 [ 6-8 ] 。 头开裂原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2021 , 57 ( 5 ):
该断裂编码器小轴连接杆中碳元素的含量偏 76-79.
高, 导致材料的强度和硬度偏高, 韧性和焊接性能偏 [ 2 ] 王振明, 李杨.304奥氏体不锈钢护栏断裂失效分析
[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2019 , 55 ( 11 ): 800-803.
低。编码器小轴连接杆材料中夹杂物的含量较高,
[ 3 ] 刘占龙, 贾璐菲, 王瑞皓, 等. 生产过程中风力发电机
存在长条状硫化物夹杂。材料的纯净度较差, 杂质
塔筒钢板开裂原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2021 ,
含量较高, 在焊接时产生杂质偏析, 形成低熔点共晶
57 ( 10 ): 72-75.
体, 并在晶界处析出, 进一步降低了材料的韧性。较 [ 4 ] 秦丽雁, 张寿禄, 宋诗哲. 典型不锈钢晶间腐蚀敏化温
大的焊接残余应力、 母材较高的碳元素含量和较差 度的研究[ J ] . 中国腐蚀与防护学报, 2006 , 26 ( 1 ): 1-5.
的材料纯净度导致焊接区域材料的韧性较差, 当服 [ 5 ] 曾莉, 张威, 王岩. 超级奥氏体不锈钢偏析行为及元素
役过程中受到较大的外力冲击作用时, 编码器小轴 再分配规律[ J ] . 材料热处理学报, 2015 , 36 ( 4 ): 232-
发生了脆性断裂。 238.
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