模具钢淬火十种裂纹分析与措施

第一篇：模具钢淬火十种裂纹分析与措施

模具钢淬火十种裂纹分析与措施

模具钢热处理中，淬火是常见工序。然而，因种种原因，有时难免会产生淬火裂纹，致使前功尽弃。分析裂纹产生原因，进而采取相应预防措施，具有显著的技术经济效益。常见淬火裂纹有以下10种类型。

1纵向裂纹

裂纹呈轴向，形状细而长。当模具完全淬透即无心淬火时，心部转变为比容最大的淬火马氏体，产生切向拉应力，模具钢的含碳量愈高，产生的切向拉应力愈大，当拉应力大于该钢强度极限时导致纵向裂纹形成。以下因素又加剧了纵向裂纹的产生：(1)钢中含有较多S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质，钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向严重偏析分布，易产生应力集中形成纵向淬火裂纹或原材料轧制后快冷形成的纵向裂纹未加工掉保留在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向裂纹；(2)模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内(碳工具钢淬裂危险尺寸为8-15mm，中低合金钢危险尺寸25-40mm)或选择的淬火冷却介质大大超过该钢的临界淬火冷却速度时均易形成纵向裂纹。

预防措施：(1)严格原材料入库检查，对有害杂质含量超标钢材不投产；(2)尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔模具钢材；(3)改进热处理工艺，采用真空加工热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分析淬火、等温淬

火；(4)变无心淬火为有心淬火即不完全淬透，获得强韧性高的下贝氏体组织等措施，大幅度降低拉应力，能有效避免模具纵向开裂和淬火畸变。

2横向裂纹

裂纹特征是垂直于轴向。未淬透模具，在淬硬区与未淬硬区过渡部分存在大的拉应力峰值，大型模具快速冷却时易形成大的拉应力峰值，因形成的轴向应力大于切向应力，导致产生横向裂纹。锻造模块中S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质的横向偏析或模块存在横向显微裂纹，淬火后经扩展形成横向裂纹。

 预防措施：(1)模块应合理锻造，原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2-3之间，锻造之间双十字形变向锻造，经五镦五拔多火锻造，使钢中碳化物和杂质呈细、小、匀分布于钢基体，锻造纤维组织围绕型腔无定向分布，大幅度提高模块横向力学性能，减少和消除应力源；(2)选择理想的冷却速度和冷却介质：在钢的Ms点以上快冷，大于该钢临界淬火冷却速度，钢中过冷奥氏体产生的应力为热应力，表层为压应力，内层为张应力，相互抵消，有效防止热应力裂纹形成，在钢的Ms-Mf之间缓冷，大幅度降低形成淬火马氏体时的组织应力。当钢中热应力与相应应力总和为正(张应力)时，则易淬裂，为负时，则不易淬裂。充分利用热应力，降低相变应力，控制应力总和为负，能有效避免横向淬火裂纹发生。CL-1有机淬火介质是较理想淬火剂，同时可减少和避免淬火模具畸变，还可控制硬化层合理分布。调正CL-1 淬火剂不同浓度配比，可得到不同冷却速度，获得所需硬化层分布，满足不

同模具钢需求。

 3弧状裂纹

常发生在模具棱角、凸台、刀纹、尖角、直角、缺口、孔穴、凹模接线飞边等形状突变处。这是因为，淬火时棱角处产生的应力是平滑表面平均应力的10倍。另外，(1)钢中含碳(C)量和合金元素含量愈高，钢Ms点愈低，Ms点降低2℃，则淬裂纹倾向增加1.2倍，Ms点降低8℃，淬裂倾向则增加8倍；(2)钢中不同组织转变和相同组织转变不同时性，由于不同组织比容差，造成巨大组织应力，导致组织交界处形成弧状裂纹；(3)淬火后未及时回火，或回火不充分，钢中残余奥氏体未充分转变，保留在使用状态中，促使应力重新分布，或模具服役时残余奥氏体发生马氏体相变产生新的内应力，当综合应力大于该钢强度极限时便形成弧状裂纹；(4)具有第二类回火脆性钢，淬火后高温回火缓冷，导致钢中P、S等有害杂质化合物沿晶界析出，大大降低晶界结合力和强韧性，增加脆性，服役时在外力作用下形成弧状裂纹。 预防措施：(1)改进设计，尽量使形状对称，减少形状突变，增加工艺孔与加强筋，或采用组合装配；(2)圆角代直角及尖角锐边，贯穿孔代盲孔，提高加工精度和表面光洁度，减少应力集中源，对于无法避免直角、尖角锐边、盲孔等处一般硬度要求不高，可用铁丝、石棉绳、耐火泥等进行包扎或填塞，人为造成冷却屏障，使之缓慢冷却淬火，避免应力集中，防止淬火时弧状裂纹形成；(3)淬火钢应及时回火，消除部分淬火内应力，防止淬火应力扩展；(4)较长时间回火，提高模具抗断裂韧性值：(5)充分回火，得到稳

定组织性能；(6)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力；(7)合理回火，提高钢件疲劳抗力和综合机械力学性能；(8)对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷)，可消除二类回火脆性，防止和避免淬火时弧状裂纹形状。

 4剥离裂纹

模具服役时在应力作用下，淬火硬化层一块块从钢基体中剥离。因模具表层组织和心部组织比容不同，淬火时表层形成轴向、切向淬火应力，径向产生拉应力，并向内部突变，在应力急剧变化范围较窄处产生剥离裂纹，常发生于经表层化学热处理模具冷却过程中，因表层化学改性与钢基体相变不同时性引起内外层淬火马氏体膨胀不同时进行，产生大的相变应力，导致化学处理渗层从基体组织中剥离。如火焰表面淬硬层、高频表面淬硬层、渗碳层、碳氮共渗层、渗氮层、渗硼层、渗金属层等。化学渗层淬火后不宜快速回火，尤其是300℃以下低温回火快速加热，会促使表层形成拉应力，而钢基体心部及过渡层形成压缩应力，当拉应力大于压缩应力时，导致化学渗层被拉裂剥离。

预防措施：(1)应使模具钢化学渗层浓度与硬度由表至内平缓降低，增强渗层与基体结合力，渗后进行扩散处理能使化学渗层与基体过渡均匀；(2)模具钢化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理，充分细化原始组织，能有效防止和避免剥离裂纹产生，确保产品质量。

 5网状裂纹

裂纹深度较浅，一般深约0.01～1.5mm，呈辐射状，别名龟裂。原因主要有：(1)原材料有较深脱碳层，冷却削加工未去除，或成品模具在氧化气氛炉中加热造成氧化脱碳；(2)模具脱碳表层金属组织与钢基体马氏体含碳量不同，比容不同，钢脱碳表层淬火时产生大的拉应力，因此，表层金属往往沿晶界被拉裂成网状；(3)原材料是粗晶粒钢，原始组织粗大，存在大块状铁素体，常规淬火无法消除，保留在淬火组织中，或控温不准，仪表失灵，发生组织过热，甚至过烧，晶粒粗化，失去晶界结合力，模具淬火冷却时钢的碳化物沿奥氏体晶界析出，晶界强度大大降低，韧性差，脆性大，在拉应力作用下沿晶界呈网状裂开。

预防措施：(1)严格原材料化学成分、金相组织和探伤检查，不合格原材料和粗晶粒钢

不宜作模具材料；(2)选用细晶粒钢、真空电炉钢，投产前复查原材料脱碳层深度，冷切削

加工余量必须大于脱碳层深度；(3)制订先进合理热处理工艺，选用微机控温仪表，控制精

度达到±1.5℃，定时现场校验仪表；(4)模具产品最终处理选用真空电炉、保护气氛炉和经

充分脱氧盐浴炉加热模具产品等措施，有效防止和避免网状裂纹形成。

6冷处理裂纹

模具钢多为中、高碳合金钢，淬火后还有部分过冷奥氏体未转变成马氏

体，保留在使用状态中成为残余奥氏体，影响使用性能。若置于零度以下继续冷却，能促使残余奥氏体发生马氏体转变，因此，冷处理的实质是淬火继续。室温下淬火应力和零度下淬火应力叠加，当叠加应力超过该材料强度极限时便形成冷处理裂纹。

预防措施：(1)淬火后冷处理之前将模具置于沸水中煮30-60min，可消除15％-25％淬火内应力并使残余奥氏体稳定化，再进行-60℃常规冷处理，或进行-120℃深冷处理，温度愈低，残余奥氏体转变成马氏体量愈多，但不可能全部转变完，实验表明，约有2%-5%残余奥氏体保留下来，按需要保留少量残余奥氏体可松驰应力，起缓冲作用，因残余奥氏体又软又韧，能部分吸收马氏体化急剧膨胀能量，缓和相变应力；(2)冷处理完毕后取出模具投入热水中升温，可消除40%-60%冷处理应力，升温至室温后应及时回火，冷处理应力进一步消除，避免冷处理裂纹形成，获得稳定性组织性能，确保模具产品存放和使用中不发生畸变。

 7磨削裂纹

常发生在模具成品淬火、回火后磨削冷加工过程中，多数形成的微细裂纹与磨削方向垂直，深约0.05-1.0mm。(1)原材料预处理不当，未能充分消除原材料块状、网状、带状碳化物和发生严重脱碳；(2)最终淬火加热温度过高，发生过热，晶粒粗大，生成较多残余奥氏体；(3)在磨削时发生应力诱发相变，使残余奥氏体转变为马氏体，组织应力大，加上因回火不充分，留有较多残余拉应力，与磨削组织应力叠加，或因磨削速度、进刀量大及冷却

不当，导致金属表层磨削热急剧升温至淬火加热温度，随之磨削液冷却，造成磨削表层二次淬火，多种应力综合，超过该材料强度极限，便引起表层金属磨削裂纹。

预防措施：(1)对原材料进行改锻，多次双十字形变向镦拔锻造，经四镦四拔，使锻造纤维组织围绕型腔或轴线呈波浪形对称分布，并利用最后一火高温余热进行淬火，接着高温回火，能充分消除块状、网状、带状和链状碳化物，使碳化物细化至2-3级；(2)制订先进的热处理工艺，控制最终淬火残余奥氏体含量不超标；(3)淬火后及时进行回火，消除淬火应力；(4)适当降低磨削速度、磨削量、磨削冷却速度，能有效防止和避免磨削裂纹形成。

8线切割裂纹

该裂纹出现在经过淬火、回火的模块在线切割加工过程中，此过程改变了金属表层、中间层和心部应力场分布状态，淬火残余内应力失去平衡变形，某一区域出现大的拉应力，此拉应力大于该模具材料强度极限时导致炸裂，裂纹是弧尾状刚劲变质层裂纹。实验表明，线切割过程是局部高温放电和迅速冷却过程，使金属表层形成树枝铸态组织凝固层，产生600-900MPa拉应力和厚约0.03mm的高应力二次淬火白亮层。裂纹产生原因：(1)原材料存在严重的碳化物偏析；(2)仪表失灵，淬火加热温度过高，晶粒粗大，降低材料强韧性，增加脆性；(3)淬火工件未及时回火和回火不充分，存在过大的残余内应力和线切割过程中形成的新内应力叠加导致线切割裂纹。

预防措施：(1)严格原材料入库前检查，确保原材料组织成分合格，对不

合格原材料必须改进锻，击碎碳化物，使化学成分、金相组织等达到技术条件后方可投产、模块热处理前加工成品需留足一定磨量后淬火、回火、线切割；(2)入炉前校验仪表，选用微机控温，控温精度±1.5℃，真空炉、保护气氛炉加热，严防过热和氧化脱碳；(3)采用分级淬火、等温淬火和淬火后及时回火，多次回火，充分消除内应力，为线切割创造条件；(4)制订科学合理线切割工艺。

模具服役时在交变应力反复作用下形成的显微疲劳裂纹缓慢扩展，导致突然疲劳断裂。(1)原材料存在发纹、白点、孔隙、疏松、非金属夹杂、碳化物严重偏析、带状组织、块状游离铁素体冶金组织缺陷，破坏了基体组织连续性，形成不均匀应力集中。钢锭中H2未排除，导致轧制时形成白点。钢中存在Sb、Bi、Pb、Sn、As和S、P等有害杂质，钢中的P易引起冷脆，而S易引起热脆，S、P有害杂质超标均易形成疲劳源；(2)化学渗层过厚、浓度过大、渗层过徒、硬化层过浅、过渡区硬度低等都可导致材料疲劳强度急剧降低；(3)当模面加工粗糙、精度低、光洁度差，以及刀纹、刻字、划痕、碰伤、腐蚀麻面等也易引起应力集中导致疲劳断裂。

预防措施：(1)严格选材，确保材质，控制Pb、As、Sn等低熔点杂质与S、P非金属杂质含量不超标；(2)投产前进行材质检查，不合格原材料不投产；(3)选用具有纯洁度高、杂质少、化学成分均匀、晶粒细、碳化物小、等向性能好，疲劳强度高等特点的电渣重熔精炼钢，对模具型面表面喷丸强化和表面化学渗层改性强化处理，使金属表层为预压应力，抵消模具服役时产生 的拉应力，提高模具型面疲劳强度；(4)提高模具型面加工精度和光洁度；(5)改

善化学渗层和硬化层组织性能；(6)采用微机控制化学渗层厚度、浓度和硬化层厚度。

10应力腐蚀裂纹

该裂纹常发生在使用过程中。金属模具因化学反应或电化学反应过程，引起从表至内组织结构损坏腐蚀作用而产生开裂，这就是应力腐蚀裂纹。模具钢因热处理后组织不同，抗蚀性能也不同。最耐蚀组织为奥氏体(A)，最易腐蚀组织为屈氏体(T)，依次为铁素体(F)马氏体(M)珠光体(P)索氏体(S)。因此，模具钢热处理不宜得到T组织。淬火钢虽经回火，但因回火不充分，淬火内应力或多或少依然存在，模具服役时在外力作用下也会产生新的应力，凡有应力存在于金属模具中就会有应力腐蚀裂纹发生。

预防措施：(1)模具钢淬火后应及时回火，充分回火，多次回火，以消除淬火内应力；(2)模具钢淬火后一般不宜在350-400℃回火，因T组织常在此温度出现，发生有T组织模具应重新处理，模具应进行防锈处理，提高抗蚀性能；(3)热作模具服役前进行低温预热，冷作模具服役一个阶段后进行一次低温回火消除应力，不仅能防止和避免应力腐蚀裂纹发生，还可大幅度提高模具使用寿命，一举两得，有显著技术经济效益。

第二篇：采暖地面裂纹防治措施

施工时要注意 地暖地面防裂相关研究

日期：2011-01-12 编辑：Mr.Warm 出处：地暖之家

地暖是随着建筑新技术、新工艺的采用及不断深化，从韩国学习引进的一种新的采暖方式。通过与普通暖气片比较使用效果，在室内温度降低2～3℃情况下，舒适度相等。其供热原理为采用双回路同程式集中供热，通过在楼地面施工中改进构造形式，铺设地盘管辐射采暖。既适用于住宅等较小面积的民用建筑，也适用于较大面积的公用办公建筑，从地面采暖系统的建设成本和使用功能来看极具发展推广潜力。

我国目前地暖系统使用还不是很普遍，所以在设计和施工方面还存在一些问题亟待解决。通过在青岛海悦项目、青岛市南软件园一期、青岛市南软件园二期等工程超过14万m2铺设面积的施工实践，针对在施工时和日后使用当中出现的质量通病，总结出几点意见和建议。以利于该项新技术能够尽快纳入规范化管理，并迅速得到广泛推广和应用，满足人民群众对居住环境更高层次的需求。1 工程概况

青岛市南软件园二期工程位于银川西路南侧，为5个2～4层框架结构办公及软件开发用房，建筑面积约13万m2，占地面积约10万m2，地盘管地面采暖系统面积约9.6万m2(约33.5万延米)，柱距为8.4m×8.4m，普通房间开间占6～8个柱网。除部分半地下室作为车库没有设置采暖，包括卫生间在内全部为地盘管采暖设置。该工程使用φ20XL交联管设计，40mm厚C20陶粒轻骨料混凝土填充，中配φ4×150钢丝网，20mm厚1:2.5水泥砂浆罩面层。2 裂缝产生的机理

地盘管采暖地面由于使用前后温度差异较大导致内部应力迅速变异，极易产生裂缝。裂缝从施工过程开始陆续出现，随着采暖周期循环有发展扩大的趋势。地面开裂不仅会造成对精装修层的破坏，甚至会由于应力局部集中作用破坏地盘管系统的严密性，造成楼地面渗漏，直接影响使用功能。而且，因为其本身的构造特点(见图1)，维修工作的难度极大。因此，地盘管地面的防裂问题及控制采暖地盘管合理间距尤为突出，必须在设计和施工阶段妥善解决。

图1 供热系统构造

图2 界格缝设置/图3 界格缝构造剖面

施工方面的错误分析 2.1 水泥品种选择不当；

2.2 配合比采用不当，出现水泥用量偏大或水灰比偏大； 2.3 砂、石含泥量偏高或筛分粒径不合理； 2.4 基层平整度差；

2.5 苯板空鼓、翘曲、铺设不到位，地盘管固定不牢固； 2.6 防裂网设置不当，保护层偏大或偏小；

2.7 采暖组设计尺寸及界格缝设置部位、留置方法不当； 2.8 混凝土保护层密实度差；

2.9 砂浆面层施工方法不当或养护龄期太短． 3 防治措施和处理办法 3.1 设计方面

从理论上分析，由于构造层材料性质差别大、构造层和构造层之间无约束力、使用期与非使用期极大温差等，这种应力和变形是不可避免的，所以防止裂缝的目的应在于力求解除对装修层的破坏和对地盘管系统的不利影响，并努力使裂缝和变形呈现规则化，以满足使用功能和观感要求。水泥材料和采暖材料具有以下特性：

1)混凝土强度相当时，砂浆的水泥用量大，施工过程中极易出现收缩裂缝，砂浆保护层强度低，即使配置钢筋，由于其握裹力不够，在内部应力和外部应力作用下很容易开裂，相比之下，混凝土的物理性能比较好。

2)控制采暖单元与界格缝尺寸一致，通过界格缝间的热水管要有补偿传输措施，以利于伸缩变形。

根据上述两个特性，故在进行构造分析和荷载对比之后，提出变更设计构造，控制采暖单元，把砂浆保护层改为细石混凝土保护层，增设冷拔钢丝网片等强制措施，以此避免由于材料本身的问题导致的地面裂缝。3.2 界格缝设置

在应力集中部位设置界格缝并使上下层在同一位置。把面积较大的楼面、地面合理划分，留置界格缝，柱子周边及墙边也要设界格缝。缝宽15～20mm，中间填充弹性防水材料，界格缝设置的尺寸要求为：住宅一般不大于2000mm×2000mm，大开间办公楼一般不大于3000mm×3000mm[3]，使地盘管采暖地面构造层形成相对独立的板块(见图

2、图3)。3.3 钢丝网片设置

保护层中设置防裂钢丝网片并断开，以解除外部约束力。不规则的内部应力被分散和削弱之后，就不会出现起拱变形，由裂缝产生的横向和竖向变形量亦将大大降低，使变形结果不足以形成对装修层和地盘管系统本身的破坏．并且由于裂缝趋向规则化，使地面观感质量大为改观。实践证明，从设计阶段对地盘管采暖地面构造加以完善至关重要。3.4 施工过程精细化

最终防治地盘管采暖地面裂缝的关键是对施工过程的有效控制。界格缝一定要分仓施工，不能求快而一遍成活。由于施工过程条件复杂多变，手工操作量大，容易出现人为的质量偏差，所以采取合理的技术措施，加强施工质量管理是防治裂缝的决定性环节，因此，要做好事前预防，做到施工过程精细化。

从材料选择到制定合理的施工工艺流程和技术措施的注意要点： 1)选用水化热低的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

2)通过试验确定施工配合比和水灰比，严格按照试验配合比计量拌料。3)对结构层进行清理和局部找平，平整度偏差控制在5mm以内。

4)苯板厚度允许偏差±2mm，平整度偏差2mm以内，XL交联管间距允许偏差±20mm，卡钉间距允许偏差±20mm，弯曲处间距按150mm，铺设平整，固定牢固。5)严格控制防裂网位置，不得紧贴地盘管，且保护层不得小于20mm；防裂网在界格处必须断开，边缘整齐、铺设到位；局部搭接使用时，搭接宽度不小于200mm，必须每点绑扎牢固。

6)在应力集中处及楼地面四周边缘均应按要求留置界格缝，板块划分单元面积不宜过大，界格缝处构造层(砂浆、混凝土及配筋)必须完全断开，上下层缝贯通，并保持顺直，位置一致，混凝土内界格缝宽不宜小于15mm，用软质材料填充。面层可采用不小于5 mm假缝做界格，密 封胶填缝。7)在墙地面阴角部位、柱子周边，墙面抹灰层和装饰面层应与地面面层之间预留5～10mm左右的缝隙，作为在供暖周期内避免由于膨胀变形产生裂纹的重要措施，可以有效地避免阴角部位地面变形对墙体基层和装饰层的不利影响。

8)严禁机械振捣。混凝土保护层施工过程中可用重约30kg，长约800～1000mm的钢 管碾子碾压数遍达到密实，压出水泥浆后，刮压平整。

9)混凝土收浆后，应立即进行面层施工，以保证其良好的结合。应分3遍压光成型，24h后洒水养护，保持湿润状态不少于7d，混凝土强度未达标之前上人操作要铺设垫板。

10)加强施工中的全面质量管理，做好事中控制。施工方案要得到有效实施，施工人员应跟踪检查，严格控制工序施工质量，尽量避免人为质量偏差。地盘管系统试压合格后必须带压进行后续施工。11)在施工过程中偶然出现过局部楼面地盘管铺设完毕后浇注混凝土前，基层被雨水浸泡的情况，虽经返工处理，仍然不同程度地产生了局部裂纹，因此，保持基层干燥也是一个很重要的方面 4 结束语

通过青岛海悦项目、青岛市南软件园一期、青岛市南软件园二期等工程约140000m2的地盘管采暖地面工程实践证明，上述地面裂缝的控制方法和措施卓有成效，完全达到使用功能要求，在多个供暖季节使用中，多次回访客户，反映良好。

低温热水地板辐射采暖系统质量控制

来源：地暖杂志, 更新时间：2011-03-26 12:29 点击： 171次 作者：张汉军张敏

低温热水地板辐射采暖，是一种利用建筑物内部地面暗敷设循环盘管管材，以低温热水为热媒，由供暖热水载热加热采暖房间地板，以采暖房间的地板作为散热面，进而实现由地面向房间的散热供暖系统。其所需供暖热水温度一般不超过60℃，供回水温差不宜超过10℃。散热面温度远低于传统散热片，比传统散热片节约能耗21％左右。辐射采暖地板由地面层、填充层、热绝缘层、防水层，找平层及采暖循环盘管、固定卡子等组成。(见图I)

实践证明，低温热水地板辐射采暖，从提高室内舒适度、节能、节材、增大房间使用面积等诸方面而言，越来越受到人们的欢迎。当然它也有一定的缺点，例如更换、维修暗敷循环盘管困难；采暖房间的地板受温差影响，膨胀收缩系数大，容易引起各种裂缝。笔者在将近两年的调研过程中发现：

I．由于设计原因而出现房间内过冷或过热，采暖主管道因伸缩补偿器设置不合理而出现温差变形过大，最终造成接口撅开，在寒冷地区地下室由于新型管材供暖主管道保温层厚度不足而出现管道冻裂等现象。

2．由于施工安装的原因出现接口渗漏，暗敷设循环盘管划伤、弯曲半径过小而出现弯曲圆弧顶部弯折。

3．采暖房间的地板受温差影响，膨胀收缩系数大，装饰地板由于施工不合理，引起裂缝和弓起等。

4．由于没有统一规划预留孔洞、预埋套管、设置管道井，或没有安排对不允许在管道井设置的独立系统(例如煤气系统)的施工协调，出现在管道穿越楼板施工时，任意在楼板上打眼，造成已施工的地面暗敷设循环盘管损坏。

1质量问题 1．1设计问题：

1．1．1我国住宅采用低温热水地板辐射采暖应用时间较短，目前，很多工程的地板采暖设计是由材料供应商提供(大多数没有资质)，在由设计总包单位认可的做法。相应的国家技术规程还没有出台，各地方的标准又不完善，许多设计人员仅仅通过一些地方标准提供的计算公式进行计算，产生了一定的误差。例如：北京规程计算供暖热负荷取常规对流供暖方式计算的供暖热负荷的95％，河北为90％；考虑家具和其他地面覆盖物的遮挡因素，按房间地面的总面积乘以适当的修正系数后，计算单位地板所需有效散热量，而各地方标准中对采暖区与房间总面积的比值要求又不同，计算系数也不一样。1．1．7土壤上部、不采暖房间和住宅楼板上部的地板采暖循环盘管之下、以及地板采暖循环盘管沿外墙周边的热绝缘层厚度过小，增加了无效热损失量。

1．1．8辐射采暖地板铺设在潮湿房间(如卫生间和厨房等)内时，热绝缘层以上未设计防水层，造成保温层受潮，影响保温隔热效果。

1．1．9采暖新型管材主管道因不设伸缩补偿器或设置不合理造成接口撅开。由于新型给水材料线膨胀系数较大，管道因水温或环境温度变化较大而产生变形，因此在设计施工中必须考虑管道的伸缩量。如果在施工中，解决了管道系统的伸缩量就会避免直线管段弯曲变形、或因变形引起的接口渗漏问题。

1．1．10在寒冷地区地下室由于新型管材供暖主管道保温层厚度设计不足或保温层受潮而出现管道冻裂，因为低温热水地板辐射采暖热媒温度不高，如果管道保温隔热层厚度不足，或保温隔热层受潮，尤其在初次供暖时，非常容易出现主管道被冻裂的情况。

1．1．11小区采暖系统没有整体规划，出现一个小区采用不同的采暖系统，有的使用散热器供暖，有的使用低温热水地板辐射采暖，两个系统又没有热交换措施，使低温热水地板辐射采暖系统长期在高温下运行，而绝大多数新型管材循环盘管高温耐受性能不良，从而降低了地板采暖的使用寿命。另外在建筑物的热力人口处没有设置平衡阀，即使小区的采暖方式相同，不同的单位工程采暖效果却不同。

1．1．12采暖系统环路设计时，多个房间采用一个环路，使室内温度达不到要求，应该使每个房间至少有一个环路，一个环路不宜担负两个以上的供暖。1．2材料选用问题

1．2．1地板辐射采暖循环盘管的管材选用新型管材循环盘管从材质上有交联聚乙烯、聚丁烯、铝塑、三型聚丙烯、铜等，这些材料都有一定的适用范围，许多建设单位、开发商和施工单位对产品的性能了解不够，在使用时有些无所适从，甚至有些单位因为对各种管材的适用范围不清，出现了一系列的质量问题。在材料的选用方面首先必须弄清新型管材的力学特性与钢管等金属管道有较大的区别。钢管的使用寿命主要取决于腐蚀速度，使用温度对力学特性影响不大。新型管材则不同，使用温度的影响极大，常温下的承压能力不能用以判断在长期高温使用条件下的耐久性，其使用寿命主要取决于不同使用温度对管材的累积破坏作用，高温热作用使管璧承受环向应力的能力逐步下降，以至不能满足使用压力而破坏，尤其冷热温差循环更容易促使管材耐疲劳强度大幅度降低。由于管材在地板供暖整个使用期内，不可能始终处在同一条件下，必然存在不同温度的时间分布，因此采用新型管材时，需要先按不同温度频率使用条件进行选用。

其次应熟悉管材和管件的质量要求，用于地板辐射采暖的循环盘管管材和管件的物理性能符合相关材料行业标准，管材的公称外径一般为l6、20、25ram；外径公差不得为负值，不同的管材要求不同，一般为+0．2—0．3mm之间；壁厚一般为2mm左右；壁厚公差不得为负值，不同的管材要求不同，一般为+0．2—0．5mm之间。布管间距宜为100—300mm。采暖的循环盘管管材和管件的颜色应一致，色泽均匀，无分解变色；管材的外表面应光滑、整洁、不允许有分层、针孔、裂纹、气泡、起皮，痕纹和夹杂；不允许出现超出允许公差的划伤、凹坑、压人物和斑点；管材在运输、装卸和搬运时，应小心轻放，不得受到剧烈碰撞和尖锐物冲击；管材堆放时应码放在平整的场地上，垫层高度要大于100ram，防止泥土和杂物进入管内；管材在保存时不得露天存放，应存储于温度不超过40℃、通风良好干净的仓库中，要防火、避光，距热源不应小于lm。管材和管件的抽样检查方法，应符合国家《逐批检查计数抽样程序及抽样标准》(GB／T2828-1997)的规定。

目前主要存在的问题有管材材质的选择不能满足采暖循环盘管的要求；管材外径、壁厚达不到设计要求，出现负公差；在运输、储存时，出现管道划痕等，这些问题影响了采暖的循环盘管的耐久性。

1．2．2绝热材料的选用

在工程中，广泛采用自熄型高密度聚苯乙烯保温板作绝热层，开发商或承包商由于经济利益的驱使，常常使用板厚不符合要求的绝热材料，热量损失严重，大大降低了隔热效果，进而影响室内设计温度。使用板密度不符合要求的绝热材料，造成沿管沉实下陷裂缝或填充层下陷龟裂。绝热板材质量要求：绝热板材的导热系数不应大于0.05W／m·K；压缩强度不应小于100KPa；吸湿率不应大于4％；采用自熄型高容量聚苯乙烯保温板作绝热层时，板厚应不小于30毫米，其密度不应小于23Kg／m3，否则地面面层容易出现下陷裂缝。

1．3目前施工存在的问题

1．3．1在布管时，弯曲半径过小、布管施工环境温度过低(低于5度)，弯曲半径过小，出现弯曲圆弧顶部弯折，造成管材弯曲处损伤现象，不仅增加水阻，而且缩短循环盘管的使用寿命。布管固定点的间距太大，盘管固定不牢，造成盘管受热弹起，地面出现沿管裂缝。

1．3．2原设计采用散热器采暖，建设单位要求改为低温热水地板辐射采暖，出现下列问题： 1．3．2．1房间内净空降低，是因为地板辐射采暖地面的做法与普通地面做法的高度不同，原有的门无法安装，同时楼地面(含绝热层)的工程做法也无法保证，尤其是现浇层塑料管顶上的混凝土厚度不足30mm，不仅容易损伤管材，而且缩短循环盘管的使用寿命，地面面层也容易空鼓裂缝。

1．3．2．2变更地板采暖设计时，没有进行整个采暖系统设计，仅仅设计房间内地暖盘管，原设计采用散热器采暖系统的供回管路没有做相应调整，从而使地暖热流量供给不足，影响地暖采暖效果。

1．3．3由于绝热层的施工是直接铺在结构层上，而结构层的不平整，造成绝热层高低不平，盘管起伏不定、固定不牢，出现气阻，影响热媒的循环；当然这也是地面空鼓裂缝的原因。

1．3．4填充层伸缩缝设置不合理，使填充层、面层出现温差涨缩裂缝。在盘管无压力的情况下，浇注填充层，使管径被压缩，不仅损坏管材，而且增加水阻，影响散热效果；运行后，地面还会出现沿管膨胀裂缝。土建在浇注填充层时，直接在盘管上架设木脚手板，出现管道受损、固定扎带损坏、盘管移位。填充层的材料使用不当，一是混凝土使用碎石划伤了盘管，留下隐患；二是混凝土使用的砂子含泥量较大，使填充层严重龟裂；三是混凝土水灰比过大或盘管的上方覆盖厚度小，造成沿管沉实裂缝或填充层龟裂。

1．3．5地面面层施工时，随意向填充层嵌入钉子，致使盘管损坏渗漏，而且渗漏之处不容易查找，全面返工将造成很大的经济损失，即使找到，若不全面返工，将在暗敷设循环盘管中加设接头，给未来使用带来隐患。

2质量控制 2．1施工准备 地板辐射采暖在施工前，应了解建筑物的结构，熟悉设计图纸、施工方案及与其他工种配合措施。安装人员应熟悉管材的一般性能，掌握基本操作要点，严禁盲目施工。严格控制施工环境温

度不低于5度，因为当环境温度过低时，管道的抗弯曲性能降低，容易出现弯曲圆弧顶部弯折现象，而且填充层的浇捣和养护质量难以保证，影响填充层的强度。

2．2找平层、防水层的施工

当建筑物主体结构完工后，即进行低温热水地板辐射采暖的基层处理，根据楼板结构平整情况，决定是否做找平层，用2m靠尺和楔形塞尺检查，其平整度不得大于5mm，否则需增设找平层。

防水层的防水材料一般用防水卷材，常规防水作法。尤其对于潮湿的房间必须增加该层，用以防止绝热层因使用环境影响而受潮，降低保温隔热性能。

2．3绝热层、加筋层的施工

该层是防止热量损耗的关键层，绝热层的绝热板材宜采用聚苯乙烯泡沫板材，其质量密度不得小于23kg／m，厚度不得小于30ram。为了有利于地面温度均匀或阻止热辐射向下传递，绝热板材表面宜增加真空镀铝聚脂薄膜(α=0.03ram)或玻璃布基铝箔。为了使采暖房间的地板抵抗因受温差影响而出现的各种温差裂缝，同时加强绝热板材的整体强度，设置该层。一般可用?4低碳钢丝网、夹筋铝箔等抗拉强较高的材料。地板荷载大于20KN时，应在循环盘管上皮10ram处的混凝土填充层内，加设双向α @200mm的钢筋网片。

2．4地板采暖循环盘管的配管和敷设

3根据设计图纸，进行放线，且保证同一通路的采暖循环盘管水平；根据房间的热工特性和保证温度均匀的原则，分别采用“s”形或双“回”字的布置方式。热损失明显不均匀的房间，一般宜将高温管段优先布置于房间热损失较大的外窗或外墙侧。盘管时的弯曲半径不得小于国家标准GB50242-2002的要求，一般不小于6倍的盘管直径；管段的截断要用专用工具，管口应平整并垂直于管轴线；埋地敷设管段不得有接头；盘管用扎带固定于加筋层上，直管段固定点间距不得大于700mm，弯曲管段固定点间距不得大于350mm；并及时封堵管道的敞口，预防进入管道异物造成堵塞；当埋地采暖循环盘管在分、集水器下端埋地部分始末端管间距≤100m时，要设置柔性套管保护措施，以防止局部地面温度过高；采暖循环盘管始末端出地面至连接配件的管段，设置在硬质PVC套管内，防止浇筑混凝土时循环盘管可能造成的损伤。套管外皮不超出集配装置外皮的投影面。

固定采暖的循环盘管采用PVC塑料扎带，拉伸力不小于50kg／cm；在伸缩缝处的采暖循环盘管上采用伸缩波纹套管，便于采暖的循环盘管的伸缩。

2．5分、集水器的安装

分、集水器应固定于墙壁上，它是连接供回水各路循环盘管的装置，它将水流量分配到各环路，经阀门控制调节各环路的水流量；一般要求分、集水器下端距地面不小于150mm；分、集水器位置确定后，在供水管顺水流方向安装球阀、过滤器；采暖循环盘管与分、集水器分路阀门的连接采用专用卡套式连接件，牢固连接后或填充层养护期后，对采暖循环盘管每一支路逐一进行冲洗，清扫过滤器，至出清水为止。

2．6混凝土填充层的浇捣和养护

22．6．1填充层厚度以盘管的上方覆盖厚度度量，一般不小于盘管外径的1．5倍，并不得小于30mm。

2．6．2填充层混凝土浇注时，架设脚手架并铺木板，在木板上进行混凝土运输和操作，严禁踩踏盘管，确保盘管不受撞击。

2．6．3辐射供暖地板面超过30m2或长边超过5m时，在混凝土填充层应每5m设置宽度10_一20mm的伸缩缝，缝中填充弹性膨胀材料；在与墙、柱的交接处，填充厚度≥10mm的软质闭孔泡沫塑料；采暖循环盘管穿越留设的伸缩缝处，设长度不小于100mm柔性套管。这些热膨胀补偿构造措施是解决填充层温差裂缝的关键环节。

2．6．4在试压合格后，进行卵石混凝土填充层的浇捣，混凝土强度等级应不小于C15，卵石粒径不大于12mm，严格控制砂石的含泥量、水灰比，并掺人适量防止龟裂的添加剂；混凝土的养护周期一般为7天，最短不小于48小时；混凝土填充层浇捣和养护过程中，采暖循环盘管系统应保持不小于工作压力，且不得小于0．4MPa，养护期满后方可卸压。

2．7地面层的施工

在填充层养护期满之后，最好先进行初始通暖并运行正常，填充层温度应变基本稳定后，再进行地面面层的施工。面层施工时，不得凿填充层或向填充层嵌入任何物件，而且在面层施工时地板面超过30m2或长边超过5m时，在板块楼地面面层下的粘结层中需留设宽度l0-2Omm的热膨胀补偿缝隙，一般所留膨胀补偿缝隙和填充层留设的伸缩缝对正，楼地面面层砖在膨胀补偿缝隙处长边坐浆湿铺，短边不坐湿浆干铺，在铺地板砖时要边铺边划砖缝，初次通暖循环正常后，再用白水泥勾缝；在地面层与墙、柱的交接处，也需考虑伸缩留设5—8mm的缝隙并用软质闭孔泡沫塑料填充，最终用踢脚板出墙边覆盖即可；膨胀补偿缝隙处可利用聚苯乙烯板或其它可伸缩材料；板块楼地面面层砖间缝隙一般不小于4mm，对于不留设缝隙的板块地面，可将沿缝处的板下切成45度的斜角，该处在铺砂浆粘结层时留出膨胀伸缩空间。

笔者在某住宅楼中，采用了干砂法铺贴板块楼地面面层的做法效果不错，具体做法是在平整度较好的填充层上，干铺6—8mm厚干细砂，在面层砖背面涂抹10mm灰浆结合层后，铺贴与干砂上。这种铺法不仅能削减整体板块楼地面面层的温度膨胀量，而且板块楼地面面层的平整度也非常好。

2．8新型管材采暖主管道的施工：采暖主管道必须设置伸缩补偿器，在采暖主管道明敷直线管段的固定支承件间距，不宜大于3米，在管道中有定位要求的管段或管件(如配水点、三通等)处，应设固定支承；贴近楼板的底部的位置，采暖主管道应设置固定支承件；预留孔或套管与管道之间的环形缝隙，用掺加微膨胀剂的C15细石混凝土分两次嵌缝，第一次嵌缝深度为洞深的三分之二高度，当达到50％强度后，进行第二次嵌缝至板面平，并用M10水泥砂浆，抹高宽不小于25mm的阻水圈；采暖主管道穿越地下室外墙，为了防止建筑物的沉降剪切破损管材，必须配合土建预埋带有止水翼环的金属套管，套管长度不应小于外墙厚度，且必须超出外墙防水砂浆层10mm，套管内径宜比管道公称外径大50mm，对套管与管道之间的环形缝隙进行嵌缝时；先在中部塞3圈以上油麻，再用柔性的防水材料嵌缝至套管口；采暖主管道上连接的附件、分户计量表、阀门，应固定牢固，不应将阀门自重和操作力矩传递给管道。

3检验、验收与调试

管道系统应根据工程施工特点，进行中间验收和竣工验收。中间验收应由施工单位会同工程监理单位进行，竣工验收应由施工、设计、监理、建设和有关单位联合进行，并应做好记录，签署文件，立案归档。中间验收、竣工验收前施工单位应进行自检；中间验收过程从采暖循环盘管敷设和热媒集配装置安装完毕进行试压起，至混凝土填充层养护期满再次进行试压止。

试压在浇捣混凝土填充层之前和混凝土填充层养护期满之后，根据国家标准GB50242-2002规定，应分别进行系统水压试验。但是，一般工程竣工多在冬季，气温低，而且试压时排水管道尚未

接通，试压水无处排放，水压试验受到限制，所以实际操作多用气压试压。气压试压步骤如下：

3．1压试压前，对试压管道和构件应采取安全有效的固定和保护措施，试验压力应为工作压力的1．5倍，并不得小于0．5MPa。采用空气压缩机，经分水器逐渐加压，进行强度及气密性试验。

3．2压至工作压力，用肥皂水检查，若无泄漏，可继续补加至规定试验压力，停止加压，观察接头部位是否有漏气现象。稳压3O分种允许的压力降不大于试验实测的压力降(试验实测的压力降因根据试压期间管内温度和大气压的变化进行修正)，一般取0．03Mpa。降至工作压力，稳压24小时，压力不降。调试运行前，要对试压管道、每一通路逐一进行冲洗，至出清水为止。调试时，初次通暖应缓慢升温，先将水温控制在25～3OqC范围内运行一周，以后再每隔24h升温不超过5clC，直至达设计水温。调试过程应持续在设计水温条件下连续通暖24h，并调节每一通路回水温度差不得大于5度。

4结束语

如果从以上几个方面人手精心施工，就会避免采暖循环盘管主管道变形、管道冻裂、采暖循环盘管寿命降低、接口渗漏、装饰地板裂缝和弓起等缺陷；并且对提高低温热水地板辐射采暖的施工质量起到积极的推动作用。参考文献

[1]．GB50242-2002．建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范[s]． [2]．DBJ／IU1—49—200o．低温热水地板辐射供暖应用技术规程[s]． [3]．DB13／T(J)28—200o．低温热水地板辐射供暖应用技术规程[s]．

第三篇：探讨分析模具钢的失效问题

探讨分析模具钢的失效问题

冷作模具主要完成金属或非金属材料的冷成形，包括冷冲压、冷挤压和冷镦模具等。与热作模具相比，这类模具工作载荷大、尺寸精度、表面质量要求高、加工批量大，多数为最终产品。为适应这种工况要求，多采用高碳或高合金钢制作冷作模具，工作硬度为58-60HRC。

通常选用的冷作模具钢要求有足够的强度(包括抗拉，抗压和抗弯强度)，足够的韧度，足够的硬度和抗磨能力(特别是表面)，足够的抗疲劳能力(特别是多冲疲劳性能)；对于大载荷的冷挤压和冷镦锻体成型模具，因剧烈变形产生热量(约300℃)，要求材料具有更高的抗变形和断裂能力。

冷作模具失效分析中的一些问题探讨

通过对国内冷镦、冷冲、冷挤压模具失效情况调查分析，冷作模具主要失效类型是过载失效和磨损失效，约占失效总数80％-90％。冷镦模具以裂断或非正常磨损(局部脱落)为主，冷挤压模具以脆断或磨损失效为主，而冷冲模具以磨损失效为主。高工作应力，大波动应力的冷挤压和冷镦模具出现脆性开裂失效比例明显高于低工作应力冷冲模。

实际上冷作模具失效原因很多，除此模具材料因素外，还与工作设备精度和状况，制品材质和表面质量，模具结构和加工精度，操作人员素质等多因素有关，其中一些随机因素给失效分析增加困难。

第四篇：铬钼钢焊接延迟裂纹分析（最终版）

铬钼钢焊接延迟裂纹产生原因分析

这次检修焊接合格率出现问题主要是在铬钼耐热钢Cr5Mo和15CrMo上，铬钼钢焊接在我公司并不是新材料的焊接，而是有20几年的历史了，是比较成熟的焊接工艺。但是这次焊接施工不论是预制和安装都出现了大量的裂纹，以往是没有这样的结果的。通过这次的教训的确要总结一些问题来进行分析。

一、从焊接工艺来分析：铬钼钢Cr5Mo和15CrMo在退火状态下是珠光体，而在淬火状态下是马氏体，在焊接时在没有预热和缓冷的情况下焊接熔池快速形成、快速冷却，焊缝组织二次相变就停留在马氏体区间内，大家知道马氏体属于淬硬组织，在冷却过程中受焊接应力作用和时效作用下很容易产生冷裂纹，所以焊前预热，保证焊间温度和焊后缓冷是非常必要的。我公司的铬钼钢的焊接工艺评定规范是没有问题的，15CrMo钢，焊前预热150~200℃，层间温度150~200℃，焊后加热200℃后用保温石棉包裹缓冷；Cr5Mo焊前预热350~400℃，层间温度350~400℃，焊后加热300~350℃后用保温石棉包裹缓冷，再等焊后热处理.这都是铬钼钢常规工艺要求。而我门出现裂纹这么多问题是为什么呢？是执行焊接工艺不严谨而造成的，预热温度焊工应该都是作到了，而层间就没有做到那样严谨，填充盖面时中途喝喝水抽抽烟或中午吃饭放到下午再焊，没有加热也就焊完了，焊后也没有加热缓冷，包裹石棉布也不是很严实等，还有就是流水性作业抢进度，几道焊缝氩弧焊全打完底后再填充盖面焊接，层间温度肯定是不能保证的。这都是造成裂纹的直接原因；要说前期预制对工艺的疏忽，出现焊接裂纹质量问题后，后期现场安装按说已经严格了工艺措施，但还是出现裂纹，我是认为现在安装时还是在加热温度上有偏差，毕竟火焰加热是没有控制温度定量的，也不是每个队伍有测温仪可以用上的，室外的管道加热后，冷却速度也是比较快的，检修期间天气也不好下几天雨，湿度也比较高,造成氢致裂纹。还有些焊接位置比较复杂如水坑下焊接对于连续焊接造成时间延长影响层间温度下降的因素。这都是原因。

二、从焊接材料来分析：焊接材料对于焊接质量影响是非常大的，这次检修铬钼钢前期用热系列焊材，由于返工问题后工期使用奥氏体A307焊条，这在工艺上都是可行的，只是执行工艺到不到位而已。但不同的厂家的产品优劣却相差很大，除操作不当外，焊材造成缺陷程度也不同.记得前年在长炼焊铬钼钢在使用天津金桥焊条，几个公司的焊接合格率都96%以上，不料市场断货后改用珠州的焊条全部合格率都下降在40%左右，缺陷也是很多的裂纹，我们紧急求援自己公司，寄来库存金桥焊条才又使焊接质量提上去，没有改焊条厂家的其他公司质量就是起不来。这说明不同厂家焊材是有区别的，所使用焊接钢材和药皮的制作工艺有差别。这次在催化检修尾期进的A307焊条就有问题，焊接时成型差，还大块大块掉药皮，严重影响焊接质量。建议公司以后对于焊材在进料前作焊接材料鉴定，来选定焊材厂家。

三、从焊前焊件装配分析：前年焦化检修四道15CrMo，直径377mm焊缝，由于焊接盲目进行，没有进行现场焊前分析，焊缝强力组对，焊接工艺也执行也不严谨，结果造成焊缝产生裂纹，以至于泄露。今年检修特别是现场，为了抢进度忽视了组对质量，有些焊缝组对间隙大得撑进手指小又没有缝隙和错边是非常严重的，这给焊工施焊带来极大困难，缝过大容易焊瘤焊穿，产生的冷缩应力也是很大的，在打底较薄时冷却过快很容易产生裂纹；缝隙过小对于铬钼耐热钢用奥氏体焊材作填充钎料是是不利的，增加了母钢在焊缝中的融合比，使焊缝中奥氏体金属和母材之间的熔合区形成一个比较厚而高硬度的含碳化铬的夹层，在冷却过快时就很容易产生应力裂纹，就算是当时合格，在以后长时间在温变作用下，碳化铬晶粒组织和奥氏体晶粒组织膨胀系数不一样，这样两种组织间会产生间隙，也就是裂纹，在交变温差中裂纹会延长，从而减少焊缝服役寿命。错边是焊接应力集中位置，和焊接咬边同时作用下会产生叠加应力，应力峰值可能达到最高，极易使焊缝产生融合区断裂。焊缝在处于临界温度时更加出现无法料到的裂纹。所以对于铬钼钢焊接，无论什么钢材的焊接，焊缝的组对的质量是影响焊接质量的一个重要因素。焊工要对自己的焊缝质量负责，也一定对焊缝有一定的要求，不要再不计后果的焊接，也不要为了抢进度方便了别人可能苦了了自己，让自己的劳动成果白白流失。

四、从焊接环境分析：今年的检修连连降雨，对于铬钼钢焊接很不利的，湿度比较大，加上有风，使焊缝的温度下降较快，焊条吸潮加快，在激烈的焊接冶炼过程中混入的水分子分解成氢、氧离子，而氢离子以游离状态溶入液态金属中，在熔池结晶冷却过程中，氢离子析出聚集在晶界间或缺陷内（如气孔、夹渣空隙内）在冷缩应力下形成高内压，从而造成晶界开裂也就是氢致裂纹，是产生裂纹的一个重点因素。

五、从焊接管理来分析：目前工作中焊接技术管理，焊接质量放在了靠无损检测来保证。当焊接质量出现问题时，焊接人员不会致力于找焊接缺陷的形成原因，如何改进焊接工艺过程等问题，而关心的是检验人员的一句“合格”，探伤人员发现缺陷后，下达缺陷返修通知单，焊工返修后，然后再探伤，如再不合格再返修，直到检验人员认为“合格”为止。至于焊接工艺过程，也不严格执行，外观检验、焊接质量评定等工作有时也无专人负责，实际上已不复存在。监督部门一直要求的无损检测制度虽一直严格执行，但起到的“保证焊接质量”的作用却不尽人意。

传统的焊接质量评定是以无损检验一次合格率作为唯一的标准。然而对于目前正在大量应用的耐热钢而言，由于其焊接裂纹倾向大，焊缝和热影响区性能对工艺敏感性大，因此对焊接接头合格率除包含无损检验一次合格率外，还应包含“使用性能合格”，也就是说，即使该焊缝当时合格了，并不能说明焊缝的内部力学性能达到要求，而使用性能的合格是以焊接工艺作为技术支持的。因此在实际焊接过程中焊接人员要严格执行焊接工艺规定。综上所述仅靠无损检测来保证焊接质量根本行不通，加强焊接技术管理工作势在必行。

这次石化老催化检修，发生了焊接工艺进行操作的不严谨，铬钼钢的焊接大量出现裂纹。

而催化塔201的焊接，复合板焊接，焊接不当也是很容易在覆层马氏体不锈钢侧出现焊接裂纹的，尽管是第一次接触复合板焊接，但由于管理者和焊工都从思想上予以了高度重视，并严格按照工艺要求进行操作，一次合格率达到100%。由此可以看出同是一项工作，焊接技术管理工作加强了，在同等无损检测的条件下，焊接质量有天地之别。诸如此类的问题在同一个工程中也体现得很明显。如某个部件焊接过程中管理到位，一次合格率随之提高，反之一塌糊涂。因此加强焊接技术管理工作，对焊接质量的提高有着重要的意义。

六、从焊接人员来分析：改制的波动和人事体制及待遇问题造成了我公司人才的流失与不足。前几年低谷期人才的流失以及后备力量补充不足致使在近期工程安装和检修工作进行时，焊接技术人员和焊接特殊金属焊工的短缺。，说起来有60~70名焊工，其中有气焊三分之一，合同工三分之一，和不在岗位上的工作的焊工和学徒，但真正能够独当一面的只有上十个。由于人手的不够，加上工程繁忙，焊前培训很难做到，往往以干代训或外聘焊工。加上焊工的待遇一直没有体现特殊工种价值，对于工作都有一种消极的态度，有事就做，不积极认真对待工作中出现的问题。

七、针对这些实际工作当中存在的问题，我认为焊接工作应从如下几方面入手：

1、焊工的培训：

1）

意识方面：加强焊接人员的技术培训同时，也要增强其责任心，提高其自身素质，把所加工产品质量与个人的荣誉结合起来。焊接人员还应多参加焊接分析会，查找焊接缺陷的产生原因，改进焊接工作，促进焊接的技术革新和技术攻关。还有关键的是提高焊接人员的待遇。

2）

操作方面：要使每个焊接人员认真学习焊接操作技能，并要在以后任何环境要对自己所掌握的操作方法并按焊接工艺要求严格进行。

焊接人员并不是焊完了事，必须对自己每道焊缝认真对待，焊前对焊缝的组对间隙要求要严格，影响焊缝质量的组对，焊工要及时提出返工，直到可保证质量要求为止、焊道焊前必须严格清理除锈除污、焊条的严格选用型号和控制干燥度；焊接过程中严格使用焊接参数，严格操作方法，焊渣的清理，如有缺陷马上处理；焊后对焊缝外观进行自检，并进行表面清理。

3）

近期特别要针对耐热钢的焊接培训中，既要培训提高焊工的操作工艺，又要给焊工灌输并理解执行焊接工艺的必要性和重要性。查找焊接过程中存在的缺陷，改进焊接工艺，使受训焊工在焊接理论、焊接技术上有一大的飞跃。

2、焊接技术人员：发挥其的作用，在过程管理中发挥更大的指导和监督作用，不断加强焊接工艺和焊接过程的工作。

3、焊接过程管理：

从过去“焊后”的无损检验唯一标准，转变为“前、中、后”，也就是说： “焊前”准备工作的监督如：焊接材料的选用和控制，焊接环境的控制，焊件的组对控制，焊接前工艺的宣传等； “焊中”过程如：执行焊接工艺的过程是否执行或脱节，是否严格按照焊接操作方法，无达到施焊要求就施焊等；“焊后”对外观的检验，无损检验等

4、各级领导应高度重视焊接的工作的重要性，为我们工作的开展创造便利的条件。是保证焊接质量的关键。

第五篇：ABAQUS中的断裂力学及裂纹分析总结

ABAQUS中的断裂力学及裂纹分析总结（转自simwe）

（1）

做裂纹ABAQUS有几种常见方法。最简单的是用debond命令, 定义 *FRACTURE CRITERION, TYPE=XXX, 参数。。** *DEBOND, SLAVE=XXX, MASTER=XXX, time increment=XX 0,1, ……......time,0

要想看到开裂特别注意需要在指定的开裂路径上定义一个*Nset，然后在 *INITIAL CONDITIONS, TYPE=CONTACT中定义 master, slave, 及指定的Nset 这种方法用途其实较为有限。（2）

另一种方法，在interaction模块，special, 定义crack seam, 网格最好细化，用collapse element模拟singularity.这种方法可以计算J积分，应力强度因子等常用的断裂力学参数.裂尖及奇异性定义: 在interaction-special,先定义crack, 定义好裂尖及方向, 然后在singularity选择： midside node parameter: 输入0.25, 然后选Collapsed element side, duplicate nodes，8节点单元对应(1/r)+(1/r^1/2)奇异性。

这里midside node parameter选0.25对应裂尖collapse成1/4节点单元。如果midside nodes不移动到1/4处, 则对应(1/r)奇异性, 适合perfect plasticity的情况.网格划分: 裂尖网格划分有一些技巧需要注意，partition后先处理最外面的正方形，先在对角线和边上 布点，记住要点constraint, 然后选第三个选项do not allow the number of elements to change不准seed变化，密度可以自己调整.最里面靠近圆的正方形可以只在对角线上布点.也可以进一步分割内圆及在圆周上布点.里面裂尖周围的内圆选free mesh, element type选cps6或者cpe6，外面四边形选sweep mesh, element type选cps8或者cpe8, 记住把quad下那个缩减积分的勾去掉。

这种方法的几个值得注意的问题，见不少朋友问过。主要是对断裂力学的理解问题。

1．为什么设置理想弹塑性(epp)分析的时候得到的xx,yy方向或者最大应力值Sxx, Syy会超过材料的屈服强度Sy呢, 这分析结果可能吗？

这是因为在ABAQUS中对应等于材料的屈服强度的是von Mises等效应力Se=Sy，因此在平面应变的条件下，xx方向的应力Sxx=Sy*pi/SRQT(3)>Sy, 而Syy=Sy*(2+pi)/SRQT(3), 大概是3倍的屈服应力。所以得到大于材料的屈服强度的xx及yy方向应力是正常的。

2．为什么设置collapse element的时候对弹性分析在中间就一个点而要把单元边上的中点移到1/4处，但弹塑性分析却要在中间设置一圈点并且保持单元边上的中点位置不变呢？ 这个其实不是随便定的，在有限元中分析裂纹时，对弹性分析需要模拟裂尖1/SQRT(r)的奇异性，这样在把单元边上的中点移到1/4处后计算出来的等参单元拉格郎日型函数对应的u field正好包含1/ SQRT(r)项，事实上这一方法在断裂力学的数值模拟发展史上是很巧妙的一个发现，至今仍然被广泛采用。至于理想弹塑性分析需要模拟裂尖1/r的奇异性, 这样大家都知道在把单元边上的点放在到1/2处后计算出来的正常的等参单元拉格郎日型函数对应的u field包含1/ r项, 可以模拟弹塑性分析需要的裂尖1/r的奇异性。所以在看似动手点几下就能实现的分析模式后面有很清楚漂亮的理论作支持。

还有就是比较新的cohesive element单元。我仔细读了ABAQUS cohesive element的理论帮助，个人意见ABAQUS的cohesive element采用的是广泛应用于混凝土的类似fictitious crack的方法。只考虑了Dugdale-Barenblatt energy mechanism。这其中softening law 的影响是非常重要的。但ABAUQS似乎只提供了linear 或者exponential 的softening law，复杂的本构关系还需要另想办法。至於基于Griffith-Irwin energy dissipation mechanism的J-integral值可以在LEFM分析中单独算。(ABAQUS用的是Suo Zhigang 和Hutchinson在1990一篇论文中提出的方法)目前cohesive fracture mechnics已经被应用于各种材料。不过在使用到纳米或者更小数量级的研究中碰到了不少问题，可能需要结合位错和分子动力学 的一些理论。现有的cohesive element单元需要定义damage initiation和evolution的准则，softening准则目前好像只有linear和exponential，但对一般材料也够用了。然后通过设置后处理display group可以看到裂纹扩展情况。裂纹扩展不是ABAQUS的强项，目前比较方便的只能用cohesive element，我做过几个模型效果还可以，但对应的参数需要一定的实验数据支持，否则做出来了也不知道对不对。要注意geometric thickness和constitutive thickness； material stiffness和interfacial stiffness的区别 以及厚度与精度的影响。Cohesive element的核心主要是TS-Law，无论里面的数据如何选取，厚度如何变化，cohesive element的表现取决于TS-Law的定义。具体dava的popo10已经给过详细的解释的讨论，可以搜索他们的帖子。如图是我做的3d cohesive element interfacial crack 的例子。