Page 59 - 理化检验-物理分册2024年第八期
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鞠 芳：Q355B直缝焊管开裂原因
图 4 断口处 SEM 形貌及能谱分析结果
图 5 断口处元素面分布
高频直缝焊管的原理是利用接触焊或感应焊的 频焊接时，硫化物在高温变形时塑性较差，基体与夹
方法，依靠金属自身的电阻，将边缘加热至焊接温 杂物高温塑性的差异使硫化物和基体边界产生微裂
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度，使带钢焊接坡口边缘产生高频电流，再利用高 纹 ，在焊接成形时，裂纹急速扩展并最终导致材料
频加热的集肤效应，使电流高度集中在焊管坡口边 开裂。
缘，通过挤压辊的作用，完成压力焊接。对正常焊 MnS与钢基体的膨胀系数不同，凝固后，在夹
接区的要求为：热影响区的微观形貌是对称双曲线 杂物的区域范围内形成了预破坏区。同时带钢在轧
形，带钢中心部分的热影响区宽度约为带钢厚度的 制过程中，MnS沿纵向延伸变形，形成条状夹杂物，
1/4~1/3，细直的熔合线宽度为 0.02~0.12 mm，金 变形的MnS与钢基体增加了界面，由于二者的膨胀
属流线角为 50°~70°， 试样焊接区完全符合以上要 量不同，因此冷却时收缩量也不同，这样MnS与钢
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求 。焊接时感应电流优先从带钢边缘的边部和端 基体界面间就产生了内应力，减弱了二者间的结合
部进入带钢并产生热量，钢中的碳元素向高温边缘 力，此时微小的应变就能在界面间形成孔洞，孔洞间
区域扩散，当焊缝冷却时，碳元素在该区域被吸收， 的横向间距很小，但是当其超过极限应变范围时，就
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造成热影响区颜色略深于母材 。 会发生孔洞的聚合，引起开裂 [10] 。
带钢硫化物含量较高，且在带钢板厚1/4处呈聚 钢中的硫化物是在钢液凝固过程中产生的，硫
集分布状态，破坏了基体的连续性和致密性 ，硫化 化物自身属于易偏聚塑性夹杂物，因而炼钢过程中
[7]
物的偏聚往往同时伴随着成分和组织的偏析 。高 应该严格执行钢液脱硫工艺，具体包含转炉终点温
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