案例：焊接芯軸失效分析

《案例：焊接芯軸失效分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、汽車套筒/芯軸焊縫斷口分析補(bǔ)充材料某公司送來斷裂失效芯軸樣品，據(jù)該公司相關(guān)人員介紹斷裂失效發(fā)生在焊縫位置。送檢斷裂芯軸樣品宏觀形貌如圖1和圖2所示。要求分析套筒與芯軸焊縫在使用過程中發(fā)生斷裂的原因。限于斷裂后失效件的采集受限，廠方僅送檢一半失效件（芯軸）；另外從已焊接完成而未斷的實(shí)際產(chǎn)品上線切割制取了含完整焊縫的試樣，如圖3所示。圖1送檢樣品宏觀形貌圖2送檢樣品圖1中的局部放大（a）焊縫正面（b）含完整焊縫試樣的側(cè)面圖3含完整焊縫的試樣1?送檢焊縫套筒材料為27SiMn鋼，芯軸材料為20#鋼，其化學(xué)成

2、分以及力學(xué)性能市該公司捉供，具體數(shù)值見下表。表127SiMn鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（％）試驗(yàn)項(xiàng)nCMnSiSPCrNiCu保證值0.24?0.321.1?1.41.1?1.4W0.035W0.035<0.25<0.30W0.25表227SiMn鋼的力學(xué)性能試驗(yàn)項(xiàng)ROb(MPa)os(MPa)A(%)Z一般值9808354012表320#鋼化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（％）試驗(yàn)項(xiàng)目CMnSiSPCrNiCu保證值0.17?0.240.35?0.650.17?0.37W0.035W0.035W0.25W0.25

3、W0.25表420#鋼的力學(xué)性能試驗(yàn)項(xiàng)目ob(MPa)Os(MPa)A(%)Z一般值370-5202152724套筒與芯軸的焊接結(jié)構(gòu)如圖所示，坡口形式見圖。焊接采用①1.2焊絲JM-58,焊接時(shí)適宜的焊接參數(shù)為1=235?300A,U=28?32V,Q=15?201/min。圖3芯軸套筒焊接結(jié)構(gòu)形式剖面圖2.試樣制備及檢測方法從送檢的斷裂失效件和廠家送檢的完整焊縫上分別截取斷口、金相試樣、硬度試樣和化學(xué)成分試樣分別進(jìn)行分析。斷裂面經(jīng)丙酮超聲波清洗后，采用JXA-8800R型型電子探針對(duì)斷口形貌進(jìn)行觀察

4、。金相試樣制備是在金相砂紙上磨至2000#,然后拋光，洗凈后用4%硝酸酒精溶液浸蝕，在VHX-600K型超景深三維顯微系統(tǒng)下進(jìn)行組織和宏觀斷口形貌觀察。采用HVSJOZC型硬度計(jì)對(duì)送檢樣品進(jìn)行硬度測試。采用GP1000光譜分析儀器對(duì)送檢的原材料進(jìn)行化學(xué)成分分析。3?初步化學(xué)成分分析利用GP1000光譜分析儀器對(duì)送檢的完整焊縫及兩邊母材進(jìn)行化學(xué)成分分析，測試結(jié)果見表5。表5送檢樣品焊縫及母材的化學(xué)成分測定結(jié)果試樣CSiMnPSCrNiCu20#鋼0.4780.2380.720.0160.0130.064

5、<0.0010.00527SiMn0.03041.1461.3370.0130.0110.0950.020.108焊縫0.2070.6471.1130.0150.0110.0650.0020.065斷裂失效分析的分析思路:在分析Z前應(yīng)該盡可能得到關(guān)于心軸斷裂的背景資料，比如材料成分及性能的保證值、焊接結(jié)構(gòu)及工藝、失效部位的宏觀形貌等。然后對(duì)心軸斷口形貌、兩種基體及焊材材質(zhì)成分、焊接結(jié)構(gòu)、斷口金相、硬度進(jìn)行分析研究，尋找心軸斷裂的原因。收集背景資料時(shí)應(yīng)遵循如下原則：實(shí)用性；內(nèi)容上要盡可能豐富；新信息、新

6、動(dòng)向；既要科學(xué)性、客觀性，又要冇典型性、代表性。