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铁路客车车辆导流罩支架焊缝断裂失效分析

 GXF360 2019-11-07

1. 概述

车辆检修人员对某铁路客车进行检查时,发现导流罩三角形支架发生断裂,支架在车上的形貌如图1所示,根据技术文件提供的信息,导流罩支架材质为06Cr19Ni10,支架上的钢板与U形板之间为焊接连接,焊缝设计尺寸为Z3,焊缝质量等级为ISO 5817 D级。

赫利森说:“我很高兴看到斯普金斯的论文,因为文章显示了在另一个老鼠模型中与这些通道相关的疾病背景。与我的团队发现的不同,她的研究说明,细胞通过通道有不同的机制,但这仍然是细胞间沟通的另一个例子。”

2. 宏观检查

图1 导流罩支架在车上的形貌

断裂的导流罩支架形貌如图2所示。断裂位置位于钢板与U形板连接的焊缝处,支架无明显磕碰痕迹。

钢板与U形板之间的断口形貌如图3a所示,局部放大如图3b所示,从图中可见多条断裂棱线,根据棱线的形貌可知裂纹源于焊缝根部,同时可见部分断口已经磨损,说明此处裂纹产生比较早,断口处有断裂塑性变形的痕迹。测量此处焊缝尺寸,由于钢板厚度为4mm,图中所示位置宽度为5mm,计算可近似得出此处焊缝Z值为1mm。

图2 断裂的导流罩支架形貌

钢板与U形板的U形底部焊缝处沿钢板横向断裂的断口形貌如图4所示,可见明显的贝壳线,为典型的疲劳断口。裂纹起始位置位于焊缝的根部。

3. 材质分析

图3 钢板与U形板之间焊缝处的断口形貌

图4 沿钢板横向断裂的断口形貌

截取小块试样进行化学成分分析,其化学成分检测结果显示,导流罩支架的化学成分符合标准GB/T 3280中06Cr19Ni10的要求。支架化学成分如附表所示。

4. 金相分析

在断口区域沿焊缝横向截取金相试样,使用氯化铁盐酸水溶液进行浸蚀,母材的金相组织为奥氏体基体上分布着带状铁素体,焊缝金属为奥氏体加铁素体,如图5所示。测量此处焊脚尺寸不足1.9mm,如图6所示。

5. 结果分析与讨论

导流罩支架的化学成分符合GB/T 3280中06Cr19Ni10的要求。钢板与U形板之间的焊缝处的母材及焊缝金属均为正常的金相组织。说明材料本身没有异常。

这份国际产前诊断协会(ISPD)、母胎医学学会(SMFM)和围产期质量基金会(PQF)的联合声明基于在2017年11月编写该共识时可获得的数据和技术。作者们意识到基因组技术正在迅速发展,而可将其用于产前诊断中评估胎儿疾病和畸形的科学和临床知识仍然不完整,并在不断地变化,因此需要广泛的卫生专业教育,使有效且有益的胎儿基因测序在临床上得到适当的应用和实施。该领域需要进行临床和转化医学研究,应被优先资助。研究结果也可能会进一步完善这份声明,这就需要我们定期审查和修改,将不断发展的科学、临床、伦理和社会背景考虑进来。

宏观检查导流罩支架无明显磕碰痕迹。钢板与U形板之间的断口可见多条断裂棱线,根据棱线的形貌可知裂纹源于焊缝根部,同时断口附近有塑性变形的痕迹、部分断口已经磨损,说明此处裂纹产生比较早。钢板横向断裂的断口形貌可见明显的贝壳线,为典型的疲劳断口。裂纹起始位置位于焊缝的根部。根据以上信息可以推断:裂纹产生于钢板与U形板之间焊缝根部,并沿焊缝方向一直扩展到U形板的“U”形底部。在“U”形的底部产生新的疲劳裂纹源并沿钢板的横向扩展,最终导致钢板断裂。

宏观检查时焊缝的某一位置计算近似得出焊脚尺寸为1mm,金相分析时,截取金相试样处的焊脚尺寸不足1.9mm。按照图纸要求,设计焊脚尺寸为Z3,根据ISO 5817 D级规定的焊接缺欠限值计算得出,短缺陷(缺陷在焊缝纵向的尺寸小于焊缝长度的25%)的情况下焊脚最小尺寸为2.3mm,说明此处焊缝尺寸不足。结合焊缝处的断口形貌可知,焊缝尺寸不足,焊缝处的强度无法达到焊缝的设计强度,是引起支架开裂并最终断裂的主要原因。

支架化学成分检测结果(质量分数) (%)

成分 C Si Mn P S Ni Cr N支架 0.02 0.38 0.72 0.031 0.02 8.44 18.00 0.05 06Cr19Ni10 GB/T 3280 ≤0.08≤0.75≤2.0≤0.045≤0.030 8.00~10.50 18.00~20.00≤0.10

图5 母材及焊缝金属的金相组织(500×)

图6 测量金相试样处的焊脚尺寸

研究焊接工艺文件上的焊接参数,可知焊接4mm厚06Cr19Ni10材质的角焊缝所使用的焊接参数是正确的。之所以焊缝尺寸达不到设计要求是由于焊工实施焊接作业时没有按照焊接参数进行焊接造成的。

教师反思具有逐步发展深化的特点,即从教学技术和技巧的运用开始,进一步反思教学环境、教学管理和教学条件对教学效果的影响,最后上升到教育价值和社会伦理道德的层面,反思学校的功能、教育的意义、教师的作用和学生的全面发展,反思教育的本质和终极意义[12-13]。吴一安认为,在外语教师发展的过程中,教师由最初的关注自我,逐步转向关注教学和关注教学对学生的效果[5]。教师这种关注点的变化与教师反思逐步深入的趋势相一致;关注点的变化意味着教师反思行为不断深入,教师信念经历的不断变化与建构,推动了教师职业的发展成熟。

6. 结语

裂纹产生于钢板与U形板之间焊缝根部,并沿焊缝方向一直扩展到U形板的“U”形底部。在“U”形的底部产生新的疲劳裂纹源并沿钢板的横向扩展,最终导致钢板断裂。钢板与U型板之间的焊缝尺寸不足导致强度达不到设计要求,是引起支架开裂并最终断裂的主要原因。因此,要加强焊接作业的管理:一是要求焊工进行焊接作业时严格按照图样和工艺文件要求进行焊接;二是焊接完成后要加强对焊缝外观及尺寸的焊工自检、互检和焊接检查验收工作。

参考文献:

[1] 黄振东,等.钢铁金相图谱[M].北京:中国科技文化出版社,2005.

[2] 王大臣,逯连文,刘晓琴.铁路客车转向架构架横梁管焊缝处裂纹分析[J].工程与试验,2017,57(3):50-53.

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