徐 幸, 徐 斌, 王嵩蒲, 尉成栋, 于玲君

(杭州制氧机集团股份有限公司, 杭州 310000)

黄铜由于其良好的导热性、耐腐蚀性及塑性，被大量使用在蒸发器、热交换器等传热设备中。某工厂为制造一个小型冷凝蒸发器中的黄铜罐，采购了一批退火处理的H62黄铜板，板厚为4.5 mm，将其卷制加工成罐体，然后在罐体一侧以机械方式打出一个直径约为40 mm的孔洞，并与外径为40 mm的黄铜管采用银焊工艺焊接成形(焊接后未进行去应力退火处理)。为了检验黄铜罐的承压能力，隔天对焊接后的罐体进行水压试验(试验压力为1.3 MPa，保压120 min)，试验结果合格后收入仓库。但在仓库静置一段时间后，多个黄铜罐于罐体孔洞附近出现开裂现象，为找到该黄铜罐水压试验后开裂的原因，笔者进行了一系列理化检验与分析。

1 理化检验

1.1 宏观分析

随机取一个开裂黄铜罐并对其进行观察，其宏观形貌如图1所示，可见该罐体上的裂纹长约为6.5 mm。

图1 开裂黄铜罐体孔洞附近的整体形貌Fig.1 Overall morphology of cracked brass tank near the hole

沿图1上方箭头所标识的裂纹观察方向对开裂黄铜罐的裂纹起源区进行观察，其宏观形貌如图2所示。可见裂纹起源区是罐体机械打孔后的受力变形区，也是后续焊接的热影响区。由于在整个加工成形过程中均未进行去应力退火，造成机械打孔残余的机械应力和焊接后残余的焊接热应力都集中在该区域，导致裂纹在此处萌生，延伸至罐体，随后沿垂直于残余应力的方向扩展，且裂纹附近没有塑性变形痕迹[1-2]，残余应力的方向如图1下方箭头所示。……