層狀撕裂產(chǎn)生機理

    層狀撕裂不同于通常發(fā)生在焊縫上的熱裂紋和冷裂紋，它是發(fā)生在熱影響區(qū)和靠近熱影響區(qū)母材上的一種特殊裂紋。層狀撕裂通常發(fā)生在角焊接頭中（如T型接頭、十字型接頭和角焊接頭等）。

    厚板焊接時，特別是T型和角接接頭，在剛性拘束的條件下，焊縫收縮時會在母材厚度方向產(chǎn)生很大的拉伸應(yīng)力和應(yīng)變，當(dāng)應(yīng)變超過母材金屬的塑性變形能力時（Z向），夾雜物與金屬之間就會發(fā)生分離而產(chǎn)生微裂，在應(yīng)力的繼續(xù)作用下，裂紋尖端沿著夾雜所在的平面進行擴展，就形成了所謂“平臺”，與此同時，凡平行于軋向的夾雜都可能產(chǎn)生大小不一的平臺，在相鄰的兩個平臺之間，造成了剪切斷裂，形成所謂“剪切壁”。連接這些平臺和剪切壁，就構(gòu)成了層狀撕裂所特有的階梯形態(tài)。層狀撕裂的開始階段都是在平行于軋向不同階層的夾雜處萌生，而后逐漸擴展。由此可見層狀撕裂與鋼種的產(chǎn)生級別無關(guān)，主要與鋼中的夾雜物及分布形態(tài)有關(guān)，因此，在撕裂的平臺部位常發(fā)現(xiàn)不同種類的非金屬夾雜物。層狀撕裂不僅出現(xiàn)在厚鋼板中，也出現(xiàn)在鋁合金的板材中。其產(chǎn)生的根本原因是鋼材在軋制過程中，把鋼內(nèi)的一些非金屬夾雜物軋成平行于軋向的帶狀夾雜物，這就造成了鋼材力學(xué)性能的各向異性。試驗表明沿軋向（簡稱L向）和厚度方向（簡稱Z向）的拉伸試樣，盡管強度相差不大，但塑性卻有很大差別，一般低合金鋼Z向的延伸率要比L向的延伸率低30%~40%。所以在Z向有拉伸應(yīng)力存在時，很容易沿層狀分布的夾雜開裂。

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