焊接裂纹的“大体”走向

1概述

      裂纹是“在使用中能扩展的缺陷”，也称为“扩展性缺陷”，它是断裂的根源；其它类型的缺陷，在使用中不会扩展，既使扩展，也必须先萌生裂纹，实质仍是裂纹的扩展。另外，体积型的气孔类缺陷还有“止裂作用”。所以，裂纹是NDT人员关注的重点。看了强天鹏先生写的《检验现场轶事（3）—谈谈裂纹》，感到很受启发，特别是强先生写出了我们检测人员的复杂心情。一个检测企业，如被发现漏检了较大裂纹，或刚检测完、出了“合格”报告，在检测过的部位出现了泄漏等事故，这个企业的生命，也几乎断送了。因此，我也想参加关于裂纹的讨论。我想在此文中讨论一下“裂纹的走向”问题。因为没有足够的解剖、特别是缺少关于裂纹截面的金相图片，我不敢认定下面的叙述是正确的。希望读者、特别是有解剖经验的朋友能发表些意见。

      裂纹三向尺寸如图1所示：L叫裂纹长度，是裂纹在工件表面或平行于工件表面的大尺寸；h叫裂纹深度，它是裂纹在截面内的大尺寸，通常情况下，L≥2h；W叫裂纹(缝隙)宽度。因为W<<h，所以裂纹又被称为面状缺陷，为了讨论方便，我们称它为“平面状缺陷”。所谓“裂纹的‘大体’走向”，不是指《焊接原理》上讲的“沿晶”或“穿晶”等微小方向，是指W和h构成的裂纹平面的大体方向，即它和工件表面(或工件表面法向——厚度方向)的大体夹角。

图1焊接裂纹(三向尺寸)示意

                                     (本图未画出裂纹沿L和h方向锯齿形弯折)

      焊接裂纹的大体走向主要应分以下两种：

2一般焊接裂纹的走向

      长期以来，我一直坚持这样一个观点：大多数对接焊缝构成的对接接头，除熔合线裂纹外，不论是纵向的或横向的裂纹，其裂纹平面大体走向是和工件表面垂直的，即沿法线或厚度方向的。理由是：因为裂纹平面和焊缝的收缩(拘束)应力(拉应力)相垂直。我所以坚持，除以上理论外，也有一些返修的观察、经验，还有就是认为：从日本《射线探伤B》上找到了依据，如图2(《B》书图2.17，我习惯称它为“山形图”)及日本学者的分析。

 

 

图2照射角和裂纹检出率的关系

                                                 (摘自日《射线探伤B》图2.17)

      日本学者对该图的分析认为：裂纹检出率对照射角为00的纵轴来说(此时试件平面与射束中心垂直)，左右两边是大致对称的。由此可以推断：在试验所用试件中，(9条自然)裂纹平面大致是在厚度方向的(裂纹平面大致与工件表面是垂直的)。括号中的文字为笔者所加。

      如果这一认识是对的，处于透照区中部的裂纹沿射线方向上的尺寸?T≈h，处于透照端部裂纹与侧射线的夹角θ，就真是探伤工艺部分讲的“照射角”或“检验角”了。我认为：射线照相法对处于透照区中部一般裂纹(非熔合线裂纹)的灵敏度，还是很高的。

3熔合线裂纹的走向

      熔合线(或熔合区)裂纹，系指走向沿熔合线(区)的裂纹，或平行于熔合线的裂纹(又称焊道下裂纹)。它们与表面法向(厚度方向)夹角大约为坡口半角，其检出难度超过或类同坡口未熔合。

      以上叙述对么？希望感兴趣的朋友讨论、沟通。