耐高温排气管汽车排气管焊缝断裂的失效分析.doc

耐高温排气管汽车排气管焊缝断裂的失效分析某汽车用排气管使用不久焊缝处断裂。对失效排气管焊缝进行化学成分、金相组织和断口的微。观分析。发现该排气管焊缝柱状组织粗大, 断口微观形貌为沿晶断裂, 柱状晶贯穿整个断裂面,断口有较明。显的脆性特征。分析认为该排气管属于早期失效,是由于薄壁的排气管焊接时温度过高,导致焊缝柱状组。织粗大, 加之薄壁管冷却又快, 致使焊缝产生较大的内应力。建议改进焊接工艺, 控制较低的层间温度,使焊缝组织细化,解决焊缝断裂问题。某汽车用排气管在使用不久后焊缝处断裂,为此采用了断口分析、显微组织检验和化学成分分析等方法对该排气管的焊缝断裂进行了失效分析。失效分析中使用了 3 件样品。 l# 样品未使用过, 焊接用焊丝为 MCW430NbL ; 2#, 3# 为使用不久后焊缝处断裂的样品,使用的焊丝为 MIG430L ,焊接电流为 220 。 240 A ,电压 26V ,混合气体 V(Ar) : V(CO :) 为4:1 ,气体流量 25L/ min ;焊接方式为手工半自动环究方向为装备环境失效析。车排气管焊缝断裂的失效分析焊。排气管是用日本 SUS436L 铁素体不锈钢制造的壁厚为 inln 的薄壁管件。 1 分析方法 断裂处组织分析 断口分析对 2#, 3# 样品焊缝用扫描电镜观察断口形貌。将 l# 样品从焊缝处纵向压开,用扫描电镜观察断口形貌。 显微组织检验按 GB /T 13298 — 1991 《金属显微组织检验方法》, 用金相显微镜对焊缝断裂处进行金相显微组织分析。 化学成分分析分别用 ISO 9556 : 1989(E)( 钢和铁中总碳测定——感应炉燃烧红外线吸收法》, ISO 4935 : 1989(E) 《钢和铁中总硫量测定——感应炉燃烧红外线吸收法》, GB /T 223 . 11— 1991 《钢铁及合金化学分析方法过硫酸铵氧化容量法测定铬量》, GB /T 223 . 26— 1991 《钢铁及合金化学分析方法过硫酸铵氧化容量法测定钼量》和钼蓝分光光度法,测定母材 SUS436L 不锈钢和焊缝( 焊丝) 的碳、硫、铬、钼、磷等化学成分。 2 检测分析结果 断口分析 1)l# 样品断口为沿晶和解理的混合断裂, 样品断口为沿晶断裂, 柱状晶贯穿整个断裂面。2. 2 显微组织检验 1# 样品焊缝为等轴晶,最大晶粒直径约 ram ; 2。3 化学成分分析在样品的母材( 基体金属) 和焊缝部分分别取 3 失效分析 1) 不锈钢基体和焊丝的化学成分符合规定要 2) 样品焊缝显微组织图 63 别萍品焊缝显微组织求,排除了材料对焊缝开裂的影响。从3 件样品的断口形貌、晶粒形态和大小推断, 2#, 3# 样品裂纹沿柱状晶晶界开裂, 主原因是焊。汽车排气管焊缝断裂的失效分析· 17· 表1 母材化学成分及其质量分数热裂纹缺陷。表 2 焊缝化学成分及其质量分数缝柱状晶粗大,导致焊缝的力学性能下降、脆性增加。 3) 造成焊缝柱状晶粗大的原因可能是在手 t 半自动焊接过程中, 焊接的速度不均匀, 局部焊段停留时间较长,致使薄壁的汽车排气管温度过高。 4) 薄壁的汽车排气管焊接后冷却快, 致使焊缝内存在较大的内应力, 以致在焊缝凝固过程产生。 特制槽钢数的选用出于安全