各种螺纹结构的钎杆在不同的工作条件和受力状态下，经过一段时间使用最终都会导致钎杆的失效。钎杆的失效一般分为正常失效和非正常失效。正常失效又分 为疲劳断裂失效和磨损失效。非正常失效是指早期脆断或非疲劳脆断。在凿岩过程中因卡钎拔不出或卡钎后放炮炸弯或操作不当而断裂等都属于不正常报废，不属于 本文讨论范围。
　　螺纹钎杆的失效部位一般在螺纹部位、杆体和螺纹与杆体的过渡区(俗称过程槽)。归纳起来，失效形式有：螺纹部位的内疲劳、外疲劳和外表面磨损等三种失效形式；过渡槽的外疲劳、内疲劳两种失效形式；杆体的外疲劳、内疲劳和外表面磨损等三种失效形式。
　　早期脆断或非疲劳脆断的非正常失效在杆体、过渡槽和螺纹部位都有可能产生。
　　1　螺纹钎杆的正常失效分析和机理
　　如前所述，螺纹钎杆主要受高频拉压循环应力作用，所以，螺纹钎杆的正常失效应该主要是疲劳断裂失效。
　　1。1　螺纹部位的外疲劳断裂失效和机理
　　钎杆的螺纹与联接套螺纹联接，两者再分别联接钎尾螺纹和钎头螺纹，构成了钎具组合。当螺纹上紧后，螺纹之间仍存在间隙。在高频冲击作用下，内外螺纹之 间也产生高频撞击，在其接触点(线或面)上产生相互滑动摩擦，因而产生高热。在散热不良使产生高热的速度大于散热速度时，接触部位会软化或降低硬度，加快 了接触点的磨损，形成磨损坑。在高频冲击应力的持续作用下，造成了应力集中，在最大应力集中的磨损坑中形成了疲劳源，随后是疲劳源的扩展，形成疲劳裂纹， 最终造成了钎杆的失效。
　　另外，在钎杆螺纹与联接套接触处还会由于高热而出现冷焊点烧损即烧蚀坑，个别甚至达到金属熔化程度而形成熔蚀坑，这些烧蚀坑或熔蚀坑更容易形成疲劳源而导致钎杆失效。
　　1。2　螺纹钎杆螺纹部位的微动磨损、冲击磨损和磨损失效
　　当散热条件较好(如湿式凿岩)或内外螺纹之间间隙小，不易产生高热时，在高频冲击应力作用下，螺纹之间会呈现往复滑动状态，从而产生微动磨损，即两个表面之间发生小振幅振动所引起的磨损现象。
　　当钎杆硬度不高而具有足够韧性时，微动磨损速度将加快，有时甚至超过疲劳的萌生速度。也就是说，一方面螺纹部位硬度低，微动磨损的速度很快；另一方 面，材料有足够的韧性和塑性，可以降低缺口应力集中的应力场能量，延缓缺口应力集中向疲劳源的转变，同时也可以降低疲劳源或疲劳裂纹尖端的应力场能量，降 低疲劳源的形成速率和疲劳裂纹扩展速率，减慢了疲劳断裂的过程。所以会出现微动磨损导致螺纹不起联接作用(脱扣)而失效的现象。
　　另外，随着磨损量的加大，阴阳螺纹之间的间隙也在增大，使凿岩机的旋转力在凿岩过程中无法拧紧螺纹，出现联接套的明显串动，并发生联接套与钎杆之间的 撞击。这种碰撞对螺纹表面造成的冲击磨损要比单纯的往复小振幅滑动(即微动磨损)严重得多，有时甚至要高出近百倍。这也是造成钎杆螺纹磨损失效的另一机 理。
　　1。3　螺纹钎杆过渡槽的外疲劳断裂
　　过渡槽的外疲劳断裂比率比内疲劳断裂的比率高。因为，过渡槽的直径最小，小于杆体直径和螺纹直径。在凿岩过程中，过渡槽又处于悬臂梁的位置，所以所受的弯曲应力最大，尤其是水平作业靠近凿岩机的一端。过渡槽的外疲劳断裂往往就出现在这个部位。
　　过渡槽外疲劳断裂的机理是：在凿岩过程中，过渡槽受仅次于螺纹部位的高频拉压应力，另外还受钎杆自重和凿岩时各种情况造成的最大弯曲应力，在过渡槽外 表面的微观缺陷处(如粗的车刀纹和其它表面损伤)造成应力集中，使微观缺陷逐渐形成疲劳源，并发展为疲劳裂纹。疲劳裂纹在高频拉压应力和弯曲应力的共同作 用下扩展更快，最终导致过渡槽剩余断面无法承受外应力的作用而断裂。由于钎杆在凿岩过程中是旋转的，所以，经常发现过渡槽断口的疲劳源或疲劳裂纹是多条 的。
　　1。4　螺纹钎杆的内疲劳断裂失效和机理
　　螺纹钎杆的内疲劳断裂失效包括螺纹、过渡槽和杆体三个部位的内疲劳断裂失效，其失效机理同属于应力腐蚀疲劳断裂(湿式凿岩)机理或缺口应力集中疲劳断裂机理(干式凿岩)。
　　湿式凿岩的应力腐蚀疲劳断裂机理是：钻车钎杆或地下作业的接杆钎杆和部分露天的接杆钎杆广泛采用湿式凿岩，所用矿水无论是中性、酸性或碱性，都对钎杆 产生腐蚀作用，尤其在高频应力作用下，螺纹部位内孔处所受应力提高，过渡槽处内孔次之，而杆体内孔的应力相对最低。所以，在内孔高应力处将首先产生应力腐 蚀作用。应力愈大，应力腐蚀的速度愈高，逐渐在高应力处形成腐蚀坑。腐蚀坑的出现又会造成应力集中，加速了腐蚀坑的发展并形成疲劳裂纹。腐蚀与应力集中相 互促进，加快了疲劳裂纹的扩展，最终导致应力腐蚀疲劳断裂，缩短了螺纹钎杆的寿命。
　　干式凿岩的缺口应力集中的疲劳断裂机理：露天的接杆凿岩作业不少采用孔口捕尘的干式凿岩。钎杆在高频冲击应力作用下，在钎杆内孔高应力区的微观缺陷或 非高应力区的明显冶金缺陷处将产生应力集中现象。应力集中将随工作时间的推移而加剧，上述微观缺陷或冶金缺陷将孕育而成疲劳源，在应力集中的持续作用下， 疲劳源扩展为疲劳裂纹，最终导致疲劳断裂。
　　由于钢的腐蚀疲劳强度低于干疲劳强度，所以，湿式凿岩的钎杆寿命要低于干式凿岩的钎杆寿命。
　　1。5　螺纹钎杆杆体的失效和机理
　　螺纹钎杆的杆体，其直径最大，相对于螺纹部位和过渡槽其所受应力最小，按理不容易发生失效。但杆体一般不经过机加工，仍保留中空钢原有的缺陷，而且， 钎杆的局部锻造加热或局部热处理，常常给杆体带来加热缺陷和在加热过渡区造成“冶金缺口”。这些缺陷增加了杆体的薄弱环节，有可能更早地在缺陷处形成疲劳 源和疲劳裂纹扩展，导致钎杆的提前断裂。这是杆体失效的主要原因。
　　杆体在凿岩过程中也受岩壁和岩屑的磨损，经常使杆体直径明显减小或六角形杆体被磨成圆形，但这种磨损因同时磨掉了疲劳源微裂纹，减少了疲劳裂纹的形成和发展，所以，不影响钎杆的继续使用，一般不造成钎杆的失效。
　　2　螺纹钎杆的早期失效
　　螺纹钎杆的早期失效在实际凿岩中经常出现，其主要表现形式是非疲劳脆断和寿命短。当材质塑性差，制钎工艺(包括锻造、热处理、机加工等)不当，钎杆结 构不合理，凿岩操作不当等都有可能造成早期失效。失效的部位经常出现在受力最大的螺纹部位或过渡槽。当杆体有严重缺陷时，也会在杆体产生脆断，随机性很 大。脆断的最明显特征是观察不到疲劳裂纹，断口有整齐的瓷状断口，也有不规则的暗灰色粗糙状断口。前者是硬度太高造成的，后者是锻造加热时过热或过烧的脆 性断口。有时也发现有塑性变形痕迹的不平齐的断口，这往往是结构不合理(如有尖角、内孔太大或过渡槽直径太小)、过载或明显的加工缺陷等造成的。所以，钎 杆早期失效的比例大小直接反映了产材厂、制钎厂甚至使用部门的综合水平的高低。
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