Page 42 - 理化检验-物理分册2025年第一期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230281

Q235B 钢次级结构焊接件疲劳断裂原因

邹文奇，陈思敏

[ 豪氏威马（中国）有限公司，漳州 363105 ]
摘 要：某Q235B钢次级结构焊接件经过长途运输后出现断裂现象，采用宏观观察、化学成分分
析、力学性能测试、金相检验等方法分析了焊接件断裂的原因。结果表明：次级结构件原材料Mn元
素含量和抗拉强度均超过标准要求；焊接时次级结构件内部存在裂纹，受到机械撞击后裂纹进一步
扩展，在长途运输过程中，在周期性疲劳应力的作用下，结构件发生疲劳断裂现象。
关键词： Q235B钢；次级结构焊接件；疲劳断裂；应力；显微组织
中图分类号：TB31；TG115.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2025)01-0030-03
Causes of fatigue fracture of weldment of Q235B steel secondary structure

ZOU Wenqi, CHEN Simin

[Huisman（China） Co., Ltd., Zhangzhou 363105, China]
Abstract: The fracture of a Q235B steel secondary structure weldment occurred after long-distance
transportation. The causes of the fracture of the weldment were analyzed by means of macroscopic observation,
chemical composition analysis, mechanical property test and metallographic examination. The results show that the
content of Mn element and tensile strength of the raw materials of the secondary structural parts exceeded the standard
requirements. There were cracks in the secondary structure weldment during welding, and the cracks further expanded
after mechanical impact. In the process of long-distance transportation, under the action of periodic fatigue stress, the
fatigue fracture of the structure occurred.
Keywords: Q235B steel; secondary structure weldment; fatigue fracture; stress; microstructure

Q235B普通碳素结构钢中C元素含量适中，其强 可知：裂纹源起始于侧面定位焊接处，随后逐渐向母
度、塑性、焊接性能较好，广泛用于制造海洋工程结 材方向扩展延伸，断口母材处光滑平整，呈明显的脆
构的次级结构件 [1-3] 。次级结构件主要包括扶手、栏 性断裂特征。断裂试样靠近焊缝热影响区处有明显
杆等，属于非承载部件，主要关注次级结构件的以下 的机械变形，说明断口处受到明显的机械撞击；同时
几个方面：材料质量、焊接质量、结构外观等。经核查， 断口母材处有明显的贝纹线，贝纹线是疲劳断裂的
次级结构件原材料证书符合标准要求，结构外观符合 显著特征 ，说明母材在运输过程中受到周期性的疲
[4]
图纸设计要求，经过磁粉检测，焊接部位外观质量符 劳应力。
合标准要求。该次级结构件经过长途运输后，发现某 1.2 化学成分分析
焊接部位出现断裂现象。笔者采用宏观观察、化学成 根据GB/T 4336—2016《碳素钢和中低合金钢
分分析、力学性能测试、金相检验等方法分析了焊接 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法（常规
件断裂的原因，以防止该类问题再次发生。 法）》，采用直读光谱仪对次级结构断裂件进行化学
成分分析，结果如表1所示。由表1可知：次级结构
1 理化检验
断裂件的Mn元素含量高于GB/T 700—2006《碳素
1.1 宏观观察
结构钢》对Q235B钢的要求。Mn元素是弱碳化物
次级结构件断裂位置宏观形貌如图1所示。 由图1
形成元素，除少数溶于渗碳体外，几乎都溶于铁素体
和奥氏体中 [5-6] ，要提高钢中铁素体和奥氏体的强度
收稿日期：2023-10-13
和硬度，通常通过增加Mn元素含量来弥补因碳含量
作者简介：邹文奇（1990—），男，硕士，工程师，主要从事金属材
低造成的部分强度损失。
料性能检测及失效分析工作，wenqi0796@163.com
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