焊接缺欠对焊缝疲劳强度的影响
焊接缺陷对铝合金焊接接头疲劳性能影响
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焊接缺陷对铝合金焊接接头疲劳性能影响
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摘
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焊接缺陷对铝合金焊接接头疲劳性能的影响
在单脉冲和双脉冲方法下的熔合区、热影响区组织相差不大，焊缝组织差别主要是体现在晶粒尺寸上，双脉冲焊焊缝晶粒相对细小，焊缝晶粒得到细化，这有助于改善焊接接头的力学性能，同时还能降低裂纹敏感性。
分别采用单脉冲的铝合金焊接工艺和双脉冲的铝合金焊接工艺，制备了A5083P—O铝合金焊接接头。采用疲劳S一Ⅳ曲线的方式研究不同焊接工艺对疲劳性能的影响。(1)采用双脉冲焊接工艺制备的A5083P—O铝合金焊接接头，其疲劳性能及疲劳极限在同等条件下均高于采用单脉冲焊接工艺制备的焊接接头。(2)采用双脉冲的微观组织晶粒粒较单脉冲的明显，晶粒也更为细小，且分布均匀，而单脉冲分布比较杂乱。这有助于改善焊接接头的力学性能，同时还能降低裂纹敏感性。(3)从对接接头的单脉冲焊接工艺制造的焊接接头断口形貌以及双脉冲焊接工艺制造的焊接接头断口形貌来看，断口形貌上没有较大的差别，证明双脉冲焊接工艺并没有改变接头的断裂机理。
表1打磨工艺参数
3试验结果与讨论
3.1打磨粒度对铝合金焊接接头拉伸性能的影响。从图1可看出，80目打磨片条件下的焊接接头拥有最大的抗拉强度，为292 MPa，而40目打磨片与120目打磨片条件下的焊接接头抗拉强度相差不大，分别为278 MPa与275 MPa，三种粒度打磨片打磨后获得的接头其屈服强度相差不大，可忽略不计。80目打磨片条件下的焊接接头有着最高的延伸率，为19.87%。
a5083p0铝合金焊接接头光学显微组织在单脉冲和双脉冲方法下的熔合区热影响区组织相差不大焊缝组织差别主要是体现在晶粒尺寸上双脉冲焊焊缝晶粒相对细小焊缝晶粒得到细化这有助于改善焊接接头的力学性能同时还能降低裂纹敏感性
焊接缺陷对铝合金焊接接头疲劳性能的影响
摘要：铝合金由于密度小、无磁性、热导率和强度高，以及良好的成型性、低温性能、耐腐蚀性能等被广泛应用于各种焊接结构中。铝合金焊接结构在重复外力作用下，往往发生疲劳断裂。疲劳破坏过程一般很难觉察到，因此疲劳断裂具有很大的危险性。
金属熔化焊焊缝缺陷
焊接缺欠按照GB6417—86《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》规定，焊缝缺欠分为六大类：裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷、其它缺陷。
焊接缺欠按其在焊接接头的部位，可分为外观缺欠和内部缺欠。
一、外观缺欠1、咬边因焊接造成沿焊趾（或焊根）处出现的低于母材表面的凹陷或沟槽称为咬边。
它是由于焊接过程中，焊件边缘的母材金属被熔化后，未及时得到熔化金属的填充所致。
咬边可出现于焊缝一侧或两侧，可以是连续的或间断的。
（1）危害：咬边将削弱焊接接头的强度，产生应力集中。
在疲劳载荷作用下，使焊接接头的承载能力大大下降。
它往往还是引起裂纹的发源地和断裂失效的原因。
焊接技术条件中一般规定了咬边的容限尺寸。
（2）形成原因：焊接工艺参数不当，操作技术不正确造成。
如焊接电流大，电弧电压高（电弧过长），焊接速度太快。
（3）防止措施：选择适当的焊接电流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正确的运条手法和焊条角度，坡口焊缝焊接时，保持合适的焊条离侧壁距离。
2、焊瘤焊接过程中，在焊缝根部背面或焊缝表面，出现熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤称为焊瘤。
焊瘤一般是单个的，有时也能形成长条状，在立焊、横焊、仰焊时多出现。
（1）危害：影响焊缝外观，使焊缝几何尺寸不连续，形成应力集中的缺口。
管道内部的焊瘤将影响管内介质的有效流通。
（2）形成原因：操作不当或焊接规范选择不当。
如焊接电流过小，而立焊、横焊、仰焊时电流过大，焊接速度太慢，电弧过长，运条摆动不正确。
（3）防止措施：调整合适的焊接电流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正确的运条手法。
3、凹坑焊后在焊缝表面或背面形成低于母材表面的局部低洼缺陷。
未焊满由于填充金属不足，在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽。
（1）危害：将会减小焊缝的有效工作截面，降低焊缝的承载能力。
（2）形成原因：焊接电流过大，焊缝间隙太大，填充金属量不足。
（3）防止措施：正确选择焊接电流和焊接速度，控制焊缝装配间隙均匀，适当加快填充金属的添加量。
焊接中常见的缺陷
常见的焊接缺陷焊接接头的不完整性称为焊接缺欠，主要有焊接裂纹、孔穴，固体加杂，未熔合，未焊透、形状缺陷等。
这些缺欠减少焊缝截面积，降低承载能力，产生应力集中，引起裂纹；降低疲劳强度，易引起焊件破裂导致脆断。
其中危害最大的是焊接裂纹和未熔合。
中文名焊接缺陷外文名WELDING DEFECT 解释焊接接头的不完整分类焊接裂纹、未焊透危害焊接裂纹和未熔合目录1 焊前准备2 低温焊接3 缺陷分类4 缺陷预防▪形状缺欠▪尺寸缺欠▪咬边▪弧坑▪烧穿▪焊瘤▪气孔▪夹渣▪未焊透▪未熔合▪焊接裂纹5 焊缝等级焊前准备编辑构件边缘必须按规定进行准备，干净，无毛刺，无气割熔渣，无油脂或油漆，除了车间保护底漆。
接头必须干燥。
几种常见焊接缺憾点焊不应该太深，点焊位置应使其在施焊时能够重新溶合。
焊前，检验员必须确保所有焊点处于良好状态，焊前必须清除坏点焊和炸裂的点焊。
低温焊接编辑无论使用哪种焊接方式，在低温气候下焊接（低于+5℃），必须采取如下的防护措施，以避免低温焊接接头造成的不良效果（易脆、变硬而易裂，容易在焊接接头上产生诸如由于快速冷却和焊缝凝固造成的小眼和熔渣等缺欠）：a) 在不受坏天气（如风、潮湿和气流等）干扰的区域施焊;b) 干燥焊接接头以避免潮湿引起材料收缩；c) 焊接接头预热，以减缓焊后焊缝的冷却速度；d) 焊后对焊缝加盖防止焊缝的骤冷。
e) 焊接的最低温度为-10℃，采取所指的防护措施。
f) 需要时预热温度至少为50℃火焰进行缓慢、均匀的预热。
缺陷分类编辑1、外观缺陷：外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。
常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。
单面焊的根部未焊透等。
A、咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽, 它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。
产生咬边的主要原因是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。
焊接缺陷对强度影响
焊接缺陷对结构强度的影响周志良摘要：焊接缺陷的产生过程是十分复杂的，既有冶金的原因，也受到应力和变形的作用，缺陷对焊接结构承载能力有非常显著的影响，更为重要的是应力和变形与缺陷同时存在。
焊接缺陷容易出现在焊缝及其附近地区，而那些地区正是结构中拉伸残余应力最大的地方。
焊接缺陷之所以会降低焊接结构的强度，其主要原因是缺陷减小了结构承载横截面的有效面积，并且在缺陷周围产生了应力集中。
在一般焊接结构中，由于设计或施工不当也会出现应力集中和承载截面的变化。
焊接缺陷一般包括有未焊透、未熔合、裂纹、夹渣、气孔、咬边、焊穿和焊缝成型不良等。
焊接缺陷是平面的或立体的，平面类型的缺陷比立体类型的缺陷对应力增加的影响要大得多，因而也危险得多。
属于前者的有裂纹、未焊透、未熔合等；属于后者的有气孔、夹渣等。
关键词：焊接缺陷应力集中裂纹脆性1.焊接缺陷产生应力集中的机理材料由于传递负载截面的突然变化而出现局部应力增大，这种现象叫作应力集中，缺陷的形状不同，引起截面变化的程度不同，对负载方向所成的角度不同，都会使缺陷周围的应力集中程度大不一样。
以一个椭球状的空洞缺陷为例，空洞为各向同性的无限大弹性体所包围，并作用有应力，当椭球空洞逐渐变为片状裂纹，其结果是应力集中变得十分严重。
除了空洞类型的气孔、裂纹和未焊透之外，还有夹渣也是常见的焊接缺陷，当多个缺陷间的距离较小时（如密集的气孔和夹渣等），在缺陷区域内将会产生很高的应力集中，使这些地方出现缺陷间裂纹将孔间连通。
在此情况下，最大的应力集中出现在两外孔的边缘处。
在焊接接头中，焊缝增高量、错边和角变形等几何不连续，有些虽然为现行规范所允许，但都会产生应力集中。
此外，由于接头形式的差别也会出现不同的应力集中，在焊接结构常用的接头形式中，对接接头的应力集中程度最小，角接头、T形接头和正面搭接接头的应力集中程度相差不多。
重要结构中的T形接头，如动载下工作的H形板梁，可以采用板边开坡口的方法使接头中应力集中程度大量降低，但对于搭接接头就不可能做到这一点，侧面搭接焊缝中沿整个焊缝长度上的应力分布很不均匀，而且焊缝越长，不均匀度就越严重，故一般钢结构设计规范都规定侧面搭接焊缝的计算长度不得大于60倍焊脚尺寸。
焊接培训资料--焊接缺陷
焊接培训资料--焊接缺陷焊接是一种常见的连接金属材料的方法，应用广泛，但在焊接过程中可能会出现一些焊接缺陷。
本文将主要讨论焊接缺陷的分类、原因以及如何避免和修复这些缺陷。
第一篇：一、焊接缺陷的分类焊接缺陷可以分为表面缺陷和内部缺陷两大类。
表面缺陷主要包括焊缝不充分、气孔、裂纹、夹渣等。
内部缺陷则包括焊缝夹杂物、未熔合、未熔透等。
1. 焊缝不充分：焊缝不充分是指焊接时金属材料没有完全融合，导致焊缝的强度降低。
主要原因是焊接接头准备不充分、焊接电流过小或焊接速度过快等。
2. 气孔：气孔是焊接过程中产生的气体聚集在焊缝中形成的孔洞。
气孔的出现主要是由于焊接材料表面涂有油脂、水分等杂质、焊接电流过大或焊接区域未完全覆盖保护气体等原因造成的。
二、焊接缺陷的原因1. 材料本身质量差：焊接缺陷的一个重要原因是焊接材料本身的质量差。
如果材料含有太多的夹杂物、杂质或其他有害成分，焊接过程中就容易产生缺陷。
2. 焊接参数不合理：焊接参数不合理也是焊接缺陷的一个重要原因。
焊接电流、电压、焊接速度、保护气体流量等参数的选择与设置非常关键，如果这些参数选择不当，就容易导致焊接缺陷的产生。
第二篇：三、如何避免焊接缺陷1. 牢记焊接原理：焊接操作人员应该熟记焊接原理，了解焊接过程中各种参数的作用和要求，确保操作正确。
2. 保证焊接材料质量：选择优质的焊接材料，避免使用含有太多夹杂物、杂质的材料，同时要保证焊接材料的储存条件良好。
3. 合理设置焊接参数：根据焊接材料和焊接要求，合理设置焊接电流、电压、焊接速度等参数。
通过实验和经验总结，找到最佳的焊接参数组合。
4. 做好前期准备工作：焊接前应将焊接接头进行清洁处理，确保表面没有油脂、水分等杂质。
同时，还应对焊接机器进行检查和维护，确保其正常运行。
四、焊接缺陷的修复方法1. 对于焊缝不充分的缺陷，可以采取焊后补焊或采用其他焊接方法进行修复。
2. 对于气孔缺陷，可以采用填焊、补焊等方法进行修复。
焊接结构疲劳强度
焊接结构疲劳强度焊接是一种常见的金属连接方法，但焊接接头在使用过程中容易受到疲劳破坏。
焊接结构的疲劳强度是指焊接接头在受到交变载荷作用下能够承受的最大循环载荷次数。
疲劳强度的评估对于焊接结构的设计和使用至关重要。
本文将介绍焊接结构的疲劳破坏机制、影响疲劳强度的因素以及提高焊接接头疲劳强度的方法。
焊接结构的疲劳破坏机制主要包括以下几种：1.脆性断裂：焊接接头容易出现脆性断裂，主要是由于焊接过程中，焊缝和周边热影响区的组织发生变化，使其变得脆性，降低了焊接接头的疲劳强度。
2.裂纹扩展：焊接接头中存在的焊接缺陷（如气孔、夹杂等）是裂纹扩展的起始点。
在交替加载下，焊接接头中的裂纹会逐渐扩展，最终导致疲劳破坏。
影响焊接结构疲劳强度的因素主要包括以下几个方面：1.焊接材料选择：焊接材料的强度和塑性对焊接接头的疲劳强度有着重要影响。
通常情况下，焊接接头的强度应大于被焊接材料的强度，以保证焊接接头的疲劳寿命。
2.焊接工艺参数：焊接过程中的工艺参数（如焊接电流、焊接速度等）会对焊接接头的组织结构和性能产生影响，进而影响焊接接头的疲劳强度。
3.焊接接头形状和几何尺寸：焊接接头的形状和几何尺寸也会影响其疲劳强度。
一般来说，焊接接头的强度随着接头厚度的增加而增加，但是当厚度过大时，会导致应力集中，从而降低疲劳强度。
提高焊接接头疲劳强度的方法主要包括以下几个方面：1.选择合适的焊接方法：不同的焊接方法对焊接接头的疲劳强度有着重要影响。
例如，自动化焊接方法相对于手工焊接方法具有更高的焊接质量和疲劳强度。
2.进行焊接前的准备工作：在焊接前，需要对焊接接头进行彻底的清洁和表面处理，以减少焊接缺陷的产生。
3.优化焊接工艺参数：通过调整焊接的工艺参数，可以改善焊接接头的疲劳强度。
例如，适当增大焊接电流和焊接速度，可以减少焊缝内的局部熔化区，从而提高焊接接头的强度。
4.对焊接接头进行后处理：通过对焊接接头进行热处理或应力释放，可以改善焊接接头的组织结构和性能，提高其疲劳强度。
金属熔化焊接头缺欠分类
金属熔化焊接头缺欠分类引言金属熔化焊接是一种常见的金属连接方法，通过加热金属至熔点并施加压力，使金属之间形成牢固的连接。
然而，在实际应用中，焊接头往往存在各种缺欠，这会对焊接接头的性能和质量产生不良影响。
本文将对金属熔化焊接头的缺欠进行分类，并详细探讨每种缺欠的特点和影响。
一、焊接头缺欠分类1. 表面缺陷表面缺陷是指焊接头表面出现的各种不平整、凹凸、裂纹等缺陷。
常见的表面缺陷包括气孔、夹渣、裂纹等。
1.1 气孔气孔是指焊接头内部或表面出现的气体团聚形成的孔洞。
气孔的形状和大小各异，严重的气孔会降低焊接接头的强度和密封性。
1.2 夹渣夹渣是指焊接过程中未能将杂质和氧化物排除，导致焊接头中夹杂有渣滓。
夹渣会影响焊接接头的力学性能和耐腐蚀性。
1.3 裂纹裂纹是焊接头表面或内部出现的裂缝，常见的裂纹有热裂纹、冷裂纹等。
裂纹会导致焊接接头的强度降低，甚至引发断裂。
2. 金属结构缺陷金属结构缺陷是指焊接头中金属晶粒结构不均匀或存在组织缺陷。
常见的金属结构缺陷包括晶粒粗化、晶界偏析、析出物等。
2.1 晶粒粗化晶粒粗化是指焊接头中晶粒尺寸增大，晶界面积减少的现象。
晶粒粗化会使焊接接头的塑性降低，易于产生脆性断裂。
2.2 晶界偏析晶界偏析是指焊接头中晶界处元素偏离理想组成的现象。
晶界偏析会导致焊接接头的力学性能和耐腐蚀性下降。
2.3 析出物析出物是指焊接头中析出的固溶体、金属化合物等。
析出物的形成会导致焊接接头的组织不均匀，从而降低接头的性能。
3. 尺寸缺陷尺寸缺陷是指焊接头的尺寸与设计要求不符，包括焊缝宽度不足、高度不均匀等。
3.1 焊缝宽度不足焊缝宽度不足是指焊接头中焊缝的宽度小于设计要求。
焊缝宽度不足会降低焊接接头的承载能力。
3.2 焊缝高度不均匀焊缝高度不均匀是指焊接头中焊缝的高度不一致。
焊缝高度不均匀会导致焊接接头的应力分布不均，从而影响其强度。
二、焊接头缺欠的影响焊接头缺欠会对焊接接头的性能和质量产生不良影响。
影响焊接结构疲劳强的工艺因素
影响焊接结构疲劳强的工艺因素焊接结构的疲劳强度是指在循环载荷作用下，焊接结构具有一定的耐久能力。
焊接结构的疲劳强度受到许多工艺因素的影响，下面将详细介绍其中几个重要的工艺因素。
1.焊接材料的选择：材料的疲劳强度是影响焊接结构疲劳强度的决定性因素之一、焊接填充材料和母材的选择应考虑到其抗拉强度、塑性韧性、抗疲劳裂纹扩展性能等指标。
通常情况下，焊接结构中的焊缝区域的疲劳强度较低，因为焊缝区域由于焊接过程中的热变形和固化过程，使得焊接材料的微观组织发生不均匀变化，形成了处于一个相对较弱区域。
2.焊接工艺参数：焊接工艺参数的选择对焊接结构疲劳强度也有很大影响。
焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接温度等工艺参数的调整，可以调节焊接热量的输入和分布，从而改变焊接结构的组织和性能，进而影响焊接结构的疲劳强度。
通常来说，采用较小的焊接电流、较高的焊接电压、适当的焊接速度和温度等参数，可以有效减少焊接结构中的焊缝和热影响区域的疲劳强度。
3.焊接缺陷的控制：焊接过程中的缺陷对焊接结构的疲劳强度产生很大的影响。
焊接缺陷包括气孔、夹杂、未熔合、未焊透、裂纹等。
这些缺陷会导致焊接接头的局部应力集中，在循环载荷作用下，易于发生疲劳裂纹的产生和扩展。
因此，在焊接结构中应通过控制焊接工艺、严格执行操作规范等方法，尽可能减少焊接缺陷的产生，以提高焊接结构的疲劳强度。
4.焊接残余应力的影响：焊接过程中会产生很高的温度梯度和应力梯度，导致焊接结构中产生残余应力。
这些残余应力会影响焊接结构的疲劳强度。
残余应力会使焊接接头内部应力场变得复杂，并进一步影响应力集中的位置和大小。
残余应力一方面会加剧焊接接头的局部应力集中，使其更易于发生疲劳裂纹的产生和扩展；另一方面，残余应力会改变焊接结构的形状和尺寸，从而改变焊接结构的应力分布，进一步影响焊接结构的疲劳强度。
综上所述，焊接结构的疲劳强度受到材料选择、焊接工艺参数、焊接缺陷的控制和残余应力的影响。
关于焊接结构疲劳强度,你知道多少？
一、焊接结构疲劳失效的原因1、焊接结构疲劳失效的原因主要有以下几个方面：（1）客观上讲，焊接接头的静载承受能力一般并不低于母材；而承受交变动载荷时，其承受能力却远低于母材，而且与焊接接头类型和焊接结构形式有密切的关系。
这是引起一些结构因焊接接头的疲劳而过早失效的一个主要的因素；（2）早期的焊接结构设计以静载强度设计为主，没有考虑抗疲劳设计，或者是焊接结构疲劳设计规范并不完善，以至于出现了许多现在看来设计不合理的焊接接头；（3）工程设计技术人员对焊接结构抗疲劳性能的特点了解不够，所设计的焊接结构往往照搬其它金属结构的疲劳设计准则与结构形式；（4）焊接结构日益广泛，而在设计和制造过程中人为盲目追求结构的低成本、轻量化，导致焊接结构的设计载荷越来越大；（5）焊接结构有往高速重载方向发展的趋势，对焊接结构承受动载能力的要求越来越高，而对焊接结构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。
二、影响焊接结构疲劳强度的因素1、静载强度对焊接结构疲劳强度的影响在钢铁材料的研究中，人们总是希望材料具有较高的比强度，即以较轻的自身重量去承担较大的负载重量，因为相同重量的结构可以具有极大的承载能力；或是同样的承载能力可以减轻自身的重量。
所以高强钢应运而生，也具有较高的疲劳强度，基本金属的疲劳强度总是随着静载强度的增加而提高。
但是对于焊接结构来说，情况就不一样了，因为焊接接头的疲劳强度与母材静强度、焊缝金属静强度、热影响区的组织性能以及焊缝金属强度匹配没有多大的关系，也就是说只要焊接接头的细节一样，高强钢和低碳钢的疲劳强度是一样的，具有同样的S-N曲线，这个规律适合对接接头、角接接头和焊接梁等各种接头型式。
Maddox研究了屈服点在386~636MPa的碳锰钢和用6种焊条施焊的焊缝金属和热影响区的疲劳裂纹扩展情况，结果表明：材料的力学性能对裂纹扩展速率有一定影响，但影响并不大。
在设计承受交变载荷的焊接结构时，试图通过选用较高强度的钢种来满足工程需要是没有意义的。
影响焊接结构疲劳强度的因素清单
影响焊接结构疲劳强度的因素清单目录1.焊接结构的疲劳断裂: (1)2.焊接缺陷引起的应力集中： (2)3.按疲劳破坏的原因分为： (2)3.1.疲劳破坏的原因划分 (2)3.2.材料强度对接头疲劳强度的影响： (2)3.3.焊接缺陷其它因素对接头疲劳强度的影响： (3)3.4.疲劳破坏及影响因素（疲劳裂纹形成过程）： (3)3.5.疲劳断口可分成三个区域： (3)3.6.焊接接头疲劳强度计算（疲劳设计方法分类）： (3)3.7.静载强度对焊接结构疲劳强度的影响 (3)4.应力集中对疲劳强度的影响 (4)4.1.接头类型的影响 (4)4.2.焊缝形状的影响 (5)4.3.焊接缺陷的影响 (6)5.焊接残余应力对疲劳强度的影响 (7)1.焊接结构的疲劳断裂：•疲劳断裂是指机件在变动载荷下经过较长时间运行发生的失效现象•疲劳断裂呈低应力脆性断裂性质①断裂发生在较低的应力下，其最大循环应力低于抗拉强度，甚至低于屈服强度；②断裂部位无宏观塑性变形；③断裂呈突发性，没有预先征兆；④疲劳断裂在交变应力作用下经过数百次，甚至几百万次循环才发生。
•疲劳断裂呈损伤积累过程①金属材料内部组织首先在局部区域发生变化并受到损伤；②损伤逐渐积累，并到一定程度后发生疲劳断裂；③疲劳断裂三个阶段：疲劳裂纹的形成、扩展、断裂。
•疲劳断裂是焊接钢结构失效的一种主要形式，在焊接结构断裂事故中，疲劳失效约占90%。
如：船舶及海洋工程结构、铁路及公路钢桥以及高速客车转向架等。
2.焊接缺陷引起的应力集中：・焊接缺陷一一应力集中源，对接头疲劳强度的影响程度取决于缺陷的种类、方向和位置。
•缺陷种类：平面状缺陷（如裂纹、未熔合等）体积型缺陷（如气孔、夹渣等）⑴裂纹：如热裂纹、冷裂纹，是严重的应力集中源，大幅度降低结构及接头的疲劳强度。
如裂纹面积约为试件横截面积的10%时，在交变载荷作用下，接头2X106循环寿命的疲劳强度下降了55%~65%.⑵未焊透：◎未焊透并非都是缺陷，有些结构要求接头局部焊透；◎未焊透缺陷：①表面缺陷（单面焊缝）；②内部缺陷（双面焊缝）；◎未焊透缺陷对疲劳强度的影响不如裂纹严重。
焊接接头中缺陷对铝合金焊接接头疲劳状况的影响
应用技术与设计2018年第19期951 焊接技术与疲劳1.1 焊接技术焊接属于一种金属连接方法，被广泛应用于工业各生产领域。
关于焊接技术，严格意义上来讲，即通过高温或者高压条件的作用，作业人员使用焊接材料将2块或者2块以上的工件连成一体。
这里所提到的工件就是待焊接的工件，即母材，使用的焊接材料，常见的就是焊条和焊丝。
1.2 焊接接头疲劳焊接接头构件断裂及其引发事故也比较常见。
通过各类试验分析基本可得知，现实中大约80%-90% 的焊接构件断裂基本都是由焊接接头疲劳所致，即疲劳失效状态下导致断裂事故。
正因如此，国内外专家学者在研究中，基于应力与疲劳寿命建立了关系曲线，即S-N 曲线。
不过，其并不能完全引入到现实生产实际中来，因为很多金属材料在超长寿命区间内的疲劳寿命与应力关系并没有定论。
总体来看，焊接接头疲劳是受到外加应力的影响，其应变的波动变化和环境影响差异也比较大，所以疲劳状态下产生的破坏程度也不同。
2 高速列车车身与铝合金就目前来看，随着科学技术、信息技术的迅猛发展，越来越多改变和服务着社会、民众体验。
比如在交通出行方面，无论是远途铁路还是城际地铁，本着快捷、安全、经济、品质等发展方向，越来越多朝着轻量、高速方向演变。
通俗点来理解，就是运用高新技术等手段，尽量减少车体质量。
如上，铝合金材料作为现阶段高速列车轻量化新材料之一，其与高分子材料、复合材料并称之为三大轻量化材料。
相对而言，铝合金技术也属于目前高速列车发展的关键技术。
具体来看，轻量化并非简单要求车体材料的轻质化，同时也必须要求满足不同车体部位的强度、韧性、耐疲劳性。
既往的现实及其实验操作早已证明，铝合金焊接接头疲劳状态的出现比较常见，并且超过8成的断裂事故均是因焊接接头疲劳。
所以，铝合金除了具备超强的车辆强度、耐腐蚀性之外，耐疲劳性能的研发以及焊接接头疲劳状态下的不利影响，成为了一项新研究课题。
各类研究均相继证明，问题主要处在焊接接头存留的缺陷。
焊接缺欠
焊接缺欠焊接的目的是通过执行严格的检查和贯彻焊接质量标准，保证焊接接头能正常工作所必需的焊接质量。
在实际施工中，由于各种因素不可避免地会出现这样或那样的质量问题，即焊接缺欠。
因此，焊接施工的目的只能是尽可能将焊接缺欠控制在容许的范围内。
超过容许范围的焊接缺欠，将直接影响产品质量和安全可靠性，造成焊接结构的失效，以至发生破坏事故。
一般地说，根据焊接缺欠的性质，可分为形状尺寸缺陷、结构缺陷、性能缺陷三类。
l、形状尺寸缺陷有焊接变形，尺寸偏差（包括错边、角度偏筹、焊缝尺寸过大或过小等），外形不良（包括焊缝高低不平、波纹粗劣、宽窄不齐等），飞溅和电弧擦伤。
1、结构缺陷有焊缝表面气孔和内部气孔、夹渣、未熔合、未焊透、焊瘤、凹坑、咬边和焊接裂纹。
2、性能缺陷焊接接头力学性能（抗拉强度、屈服点、冲击韧性及冷弯角度）、化学成分等性能不符合技术要求。
第一节焊接缺欠按照GB6417—86《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》规定，焊缝缺欠分为六大类：裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷、其它缺陷。
焊接缺欠按其在焊接接头的部位，可分为外观缺欠和内部缺欠。
一、外观缺欠1、咬边因焊接造成沿焊趾（或焊根）处出现的低于母材表面的凹陷或沟槽称为咬边。
它是由于焊接过程中，焊件边缘的母材金属被熔化后，未及时得到熔化金属的填充所致。
咬边可出现于焊缝一侧或两侧，可以是连续的或间断的。
（1）危害：咬边将削弱焊接接头的强度，产生应力集中。
在疲劳载荷作用下，使焊接接头的承载能力大大下降。
它往往还是引起裂纹的发源地和断裂失效的原因。
焊接技术条件中一般规定了咬边的容限尺寸。
（2）形成原因：焊接工艺参数不当，操作技术不正确造成。
如焊接电流大，电弧电压高（电弧过长），焊接速度太快。
（3）防止措施：选择适当的焊接电流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正确的运条手法和焊条角度，坡口焊缝焊接时，保持合适的焊条离侧壁距离。
2、焊瘤焊接过程中，在焊缝根部背面或焊缝表面，出现熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤称为焊瘤。
焊接对钢结构疲劳的影响及预防措施
焊接对钢结构疲劳的影响及预防措施焊接对钢结构疲劳的影响及预防措施自从20世纪初涂药焊条发明至今100年来，焊接已经成为应用最广泛的工艺方法，很难找出另一种发展如此之快，并在应用规模和多样化方面能与焊接相比的工艺，以至于当代许多最重要的技术问题必须采用焊接才能解决，例如造船、铁路、汽车、航空、航天、桥梁、锅炉、大型厂房和高层建筑等都离不开焊接技术的支持。
目前在工程生产上，焊接是最主要的连接方法，焊接结构的重量已占钢铁总产量的50%以上，工业发达国家的这一比例已经接近70%。
然而焊接结构经常发生断裂事故，其中80%为疲劳失效。
在我国，焊接结构因疲劳问题而失效的工程事例也不断出现。
例如，90年代末，高速客车转向架中焊接接头的疲劳断裂，以及水轮机叶片根部的疲劳断裂等，都给国家和企业造成了巨大的经济损失。
所谓疲劳是指在循环应力和应变作用下，在一处和几处产生局部永久性积累损伤，经一定的循环次数后产生的裂纹或突然发生断裂的过程。
疲劳断裂是金属结构断裂的主要形式之一。
大量的统计资料表明，工程结构失效约80%以上是由疲劳引起的。
钢结构的疲劳破损是裂纹在重复或交变荷载作用下的不断开展以及最后达到临界尺寸而出现的断裂。
疲劳破坏的主要影响因素是应力幅、循环次数和应力集中。
一般地说，疲劳破坏经历三个阶段：裂纹的形成，裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂。
对于钢结构.实际上只有后两个阶段，因为结构总会有内在的微小缺陷，这些缺陷本身就起着裂纹的作用疲劳破坏的起始点多数在构件的表面。
对非焊接构件，表面上的刻痕、轧钢皮的凹凸、轧钢缺陷和分层以及焰割边不平整，冲孔壁上的裂纹，都是裂源可能出现的地方。
对焊接构件，最经常的裂源出现在焊缝趾处，那里常有焊渣侵入。
有些焊接构件疲劳破坏起源于焊缝内部缺陷，如气孔、欠焊、夹渣等。
一、影响焊接疲劳强度的主要因素1．应力集中对疲劳强度的影响影响焊接结构几何不连续性的因素，都将影响应力集中和疲劳强度。
(1)焊接结构的几何形状结构上几何不连续的部位都会产生不同程度的应力集中。
常见焊接缺陷分析介绍
烧穿
焊穿是指焊接过程熔敷金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。
•产生原因主要有： •1.焊接电流过大 •2.焊接速度太慢 •3.装配间隙太大 •防止措施主要有： •1.选择合适的焊接电流和焊接速度。 •2.严格控制装配间隙 装配间隙允许值 角接：h≤0.5mm+0.1a(max 2mm) （注：h为装配间隙 a为焊喉） 对接：根据钝边大小决定。
咬边
咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽, 它是由于电弧将焊缝 边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。 •产生原因一般有： •1.电流太大 •2.弧长太长 •3.焊接速度过快 •4.焊枪位置不当 •防止措施主要有： •1.根据焊接工艺选择正确的焊接电流。 •2.控制焊丝伸出长度不超过20mm。 •3.角接焊时，焊枪和两工件的夹角为45º （当两工件不等厚时，焊丝对准的位置应 偏向厚板，夹角为55º~80º）；沿焊接方 向，焊枪与垂直方向保持在10º~25º（前 倾或后倾），焊丝对着两工件的夹角处或 离夹角处1~2mm，匀速施焊。
未熔合
未熔合指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起形 成的缺陷。它可以分为侧壁未熔合、层间未熔合和焊缝根部未熔合。焊 缝表面未熔合的另外一种形式就是焊瘤。
危害：未熔合是一种面积缺陷，坡口未熔合和根部未熔合对承载截面 积的减小都非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。
•产生原因主要有： •1.焊接线能量太低； •2.电弧指向偏斜（摆弧不恰当）； •3.坡口侧壁有锈垢及污物； •4.层间清渣不彻底等。 •防止措施主要有： •1.正确选用线能量（按焊接工艺规范要求选择)； •2.调整焊枪角度：一般焊枪与角接的两工件成45º，当两工件不等厚时， 焊丝指向稍微偏向板厚的一边。对接打底时，焊丝需对准焊缝根部。 •3.认真操作，加强坡口两侧和层间清理等。
4、焊接缺陷对强度的影响
1.静强度（对焊接部缓慢施加载荷时所承载的最大载荷单位面积的强度） 通常使用适合于母材的焊丝进行焊接的话，焊接部的强度就会超过母材的强度。
因此，只要没有裂纹、咬边、气孔等减少断面面积（承受载荷的面积）的缺陷即可。
即使有咬边只要不是尖锐的断面就基本没有影响，另外气孔只要不是密集性的也没有影响。
2.疲劳强度（金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力。
） 尖锐的切口、急剧的形状变化会成为应力集中的部位，降低强度。
因此由于翻边、咬边、熔深不足、夹渣、 内部气孔、表面气孔等缺陷会降低余高的强度。
3.冲击强度（＝脆性强度）特别在低温的情况下，母材及焊接部较脆，强度、焊接部的脆化对破坏有较大影响。
焊接缺陷对强度的影响焊缝的强度在焊接部有一定程度的余高、咬边、翻边、熔身不足是不可避免的，因此为了防止焊接接头的强度降低、需尽量避免焊成应力集中的形状。
1.焊缝形状的影响 将拉伸强度为42.3㎏/㎜2的钢板Ｖ形对接焊后进行拉伸压缩疲劳试验的结果 如表1所示。
焊接部表面处理平滑，无缺陷存在的部位显示的是最高值，接近母材的疲劳强度，与此相反只是焊接完不处理的单侧焊接材料的疲劳强度非常低。
表 1*打磨作业（焊缝处理）1.为了修整焊缝形状进行的焊缝研磨作业。
2.以处理外观为目的的结构件的研磨作业。
焊缝表面纹路粗糙凹凸较大时，焊缝接头凸起或有咬边、翻边时，不仅会降低产品外观品质，这些表面缺陷形成缺口，也会使疲劳强度及冲击强度下降，因此需要通过打磨去除这些表面缺陷。
进行焊缝处理是为了避免由切口效应引起的应力集中，去除与载荷成垂直方向的缺陷。
特别是反复承受载荷的重要结构件及旋转轴的焊接部位，有咬边、翻边必定会降低疲劳强度。
*焊缝接头与收弧处理在焊接时除了必要的情况下尽量避免断弧，因为在断弧后形成的接头部位容易产生缺陷，外观差，并且在焊缝收弧部产生的弧坑不仅会使焊缝的外观变差，也会造成应力集中，在此部位容易发生开裂，所以要对弧坑进行处理。
几种常见焊接缺陷
焊接缺陷中文名称：焊接缺陷英文名称：welding defect；weld defects定义1：焊接过程中在焊接接头中产生的未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边、焊瘤、烧穿、偏析、未填满、焊接裂纹等金属不连续、不致密或连接不良的现象。
定义2：由焊接引起的在焊接接头中的金属不连续、不致密或连接不良的现象。
焊接接头的不完整性称为焊接缺欠，主要有焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺欠等。
这些缺欠减少焊缝截面积，降低承载能力，产生应力集中，引起裂纹；降低疲劳强度，易引起焊件破裂导致脆断。
其中危害最大的是焊接裂纹和气孔。
焊前所必须的准备构件边缘必须按规定进行准备，干净，无毛刺，无气割熔渣，无油脂或油漆，除了车间保护底漆。
接头必须干燥。
点焊不应该太深，点焊位置应使其在施焊时能够重新溶合。
焊前，检验员必须确保所有焊点处于良好状态，焊前必须清除坏点焊和炸裂的点焊。
低温气候下的焊接无论使用哪种焊接方式，在低温气候下焊接（低于+5℃），必须采取如下的防护措施，以避免低温焊接接头造成的不良效果（易脆、变硬而易裂，容易在焊接接头上产生诸如由于快速冷却和焊缝凝固造成的小眼和熔渣等缺欠）：a) 在不受坏天气（如风、潮湿和气流等）干扰的区域施焊;b) 干燥焊接接头以避免潮湿引起材料收缩；c) 焊接接头预热，以减缓焊后焊缝的冷却速度；d) 焊后对焊缝加盖防止焊缝的骤冷。
e) 焊接的最低温度为-10℃，采取所指的防护措施。
f) 需要时预热温度至少为50℃火焰进行缓慢、均匀的预热。
缺欠形式及其预防①形状缺欠外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变；焊缝与母材非圆滑过渡。
主要原因：操作不当，返修造成。
危害：应力集中，削弱承载能力。
②焊缝尺寸缺欠尺寸不符合施工图样或技术要求。
主要原因：施工者操作不当危害：尺寸小了，承载截面小；尺寸大了，削弱了某些承受动载荷结构的疲劳强度。
③咬边原因：⒈焊接参数选择不对，U、I太大，焊速太慢。
⒉电弧拉得太长。
焊接缺陷对疲劳极限的影响
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焊接缺欠对焊缝疲劳强度的影响
焊接缺欠对焊缝疲劳强度的影响摘要介绍了不同焊接缺欠对焊缝疲劳强度的不同影响,以提高检验对缺欠的认识程度。
1 前言焊接质量对于电站锅炉的安全经济运行起着重要的作用,焊接结构有其固有的优越性,但也出现过不少结构破坏事故,说明在焊接结构设计、施工及选材方面还存在某些缺欠,因而导致结构的失效事故。
据统计,在焊接事故当中,疲劳破坏占61%,脆性断裂占15%,焊接裂纹引起的事故占13%,腐蚀及磨损占3%,其中脆性断裂性质严重,有时是灾难性的。
在对焊缝的检测中,无损检测主要是对缺欠进行宏观测定,但是对导致焊缝疲劳强度迅速降低的缺欠以及不同缺欠对焊缝影响程度的不同,还未引起足够的重视。
笔者试从应力集中对疲劳程度的影响探讨缺欠对焊缝的影响,以引起检验对相关缺欠的重视。
2应力集中问题焊接接头显著特点之一是可能产生不同程度的不连续性,因而出现不同程度的应力集中,焊接缺欠不同,“缺口效应”的程度也相应不同。
此外材料的不同对缺口的敏感程度也不同。
例如强度高的st52(相当于16M n)及强度低st37(相当于Q235)相比较,在无缺口时st52确实有高的疲劳强度,但在缺口效应严重时,st52和st37几乎具有同一疲劳强度水平。
说明强度高的钢对缺口极为敏感,因而疲劳强度下降明显。
因此对于高强度钢,除了加强设计之外,也应加强焊缝的宏观检验及无损检测工作,适当提高检测灵敏度,避免由于缺欠的存在,而导致疲劳程度的迅速降低。
3焊接缺欠的影响(1)焊接缺陷的影响主要应归结为应力集中,以平面缺欠的影响最为严重(平面缺欠包括裂纹、未熔合及线状夹渣),其中裂纹最有可能引起脆断,就位置而言,表面裂纹是最有害的。
缺欠对疲劳裂纹的扩展速率,除了材料的强韧性以外,主要受缺欠尺寸形状及活载频率的影响。
从图1可见,表面缺欠尺寸(以高度计)仅为中心埋藏缺欠尺寸的1 3,即可具有中心埋藏缺欠的同一影响效果。
若表面缺欠位于焊趾部位,则其临界尺寸还可减少。
石横电厂3号炉3号除氧器在大修检验中发现筒体环焊缝及两侧母材大面积裂纹,其中有一处已经泄露,其发展速度相当快。
焊接未焊透和未熔合的危害及防止
焊接未焊透和未熔合的危害及防止2011-08-22 17:38 来源：钢联资讯作者：紫焰试用手机平台对于焊接来说，为焊透和未熔合较为常见的缺陷，两者的危害、产生原因及防止措施为：1、未焊透未焊透的危害：减少了焊缝的有效截面积，使焊接接头的强度下降；因未焊透引起的应力集中严重降低焊缝的疲劳强度；未焊透可能成为裂纹源，从而造成堆焊缝的破坏。
未焊透的产生原因：焊接的参数选择不当，如焊接电流太小、运行速度太快、焊条角度不当、电弧发生偏吹、对接间隙太小以及坡口角度不当等，未焊透与焊接冶金因素关系不大；操作失误，如在不开坡口的双面埋弧自动焊中，双面焊时中心对偏等；坡口加工不良，如钝边太厚或一侧厚、一侧薄，加上焊接电流太小等。
未焊透防止措施：使用较大电流焊接是防止未焊透缺陷的基本方法。
角焊缝时，用交流代替直流可防止磁偏吹。
另外，合理设计坡口并保持坡口清洁、用短弧焊等措施可以有效防止未焊透的产生。
2、未熔合未熔合是一种面积型缺陷，坡口侧未熔合和根部未熔合明显减少了承载截面积，应力集中比较严重，其危害型仅次于裂纹。
未熔合的产生原因：焊接面未清理干净，有油污或铁锈；坡口形状不合理，有死角；焊接电流太小；焊枪没有充分摆动；焊工擅自提高电流以加快焊接速度等。
未熔合防止措施：采用较大焊接电流，正确进行施焊操作并保持坡口的清洁，是防止未熔合产生的主要手段。
(紫焰)焊接过程中的其它工艺因素，如坡口尺寸，间隙大小，电极倾角，工件的斜度，接头的空间位置等对焊缝成形有影响。
1，坡口和间隙坡口或间隙的尺寸增大，则焊缝熔深略有增加，而余高和熔合比显著减小，因此通常用开坡口的方法控制焊缝的余高和调整熔合比。
2，电极（焊丝）倾角焊丝倾角的方法和大小不同，电弧对熔池的力和热的作用就不同，从而对焊缝成形的影响各异。
前倾焊时，电弧力后排熔池金属的作用减弱，熔池底部液体金属增厚，熔深减小，而电弧对熔池前方的母材的预热作用加强，故熔宽增大。
焊丝倾角a越大，这一作用越明显。
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焊接缺欠对焊缝疲劳强度的影响
摘要介绍了不同焊接缺欠对焊缝疲劳强度的不同影响,以提高检验对缺欠的认识程度。
1 前言
焊接质量对于电站锅炉的安全经济运行起着重要的作用,焊接结构有其固有的优越性,但也出现过不少结构破坏事故,说明在焊接结构设计、施工及选材方面还存在某些缺欠,因而导致结构的失效事故。
据统计,在焊接事故当中,疲劳破坏占61%,脆性断裂占15%,焊接裂纹引起的事故占13%,腐蚀及磨损占3%,其中脆性断裂性质严重,有时是灾难性的。
在对焊缝的检测中,无损检测主要是对缺欠进行宏观测定,但是对导致焊缝疲劳强度迅速降低的缺欠以及不同缺欠对焊缝影响程度的不同,还未引起足够的重视。
笔者试从应力集中对疲劳程度的影响探讨缺欠对焊缝的影响,以引起检验对相关缺欠的重视。
2应力集中问题
焊接接头显著特点之一是可能产生不同程度的不连续性,因而出现不同程度的应力集中,焊接缺欠不同,“缺口效应”的程度也相应不同。
此外材料的不同对缺口的敏感程度也不同。
例如强度高的st52(相当于16M n)及强度低st37(相当于Q235)相比较,在无缺口时st52确实有高的疲劳强度,但在缺口效应严重时,st52和st37几乎具有同一疲劳强度水平。
说明强度高的钢对缺口极为敏感,因而疲劳强度下降明显。
因此对于高强度钢,除了加强设计之外,也应加强焊缝的宏观检验及无损检测工作,适当提高检测灵敏度,避免由于缺欠的存在,而导致疲劳程度的迅速降低。
3焊接缺欠的影响
(1)焊接缺陷的影响主要应归结为应力集中,以平面缺欠的影响最为严重(平面缺欠包括裂纹、未熔合及线状夹渣),其中裂纹最有可能引起脆断,就位置而言,表面裂纹是最有害的。
缺欠对疲劳裂纹的扩展速率,除了材料的强韧性以外,主要受缺欠尺寸形状及活载频率的影响。
从图1可见,表面缺欠尺寸(以高度计)仅为中心埋藏缺欠尺寸的1 3,即可具有中心埋藏缺欠的同一影响效果。
若表面缺欠位于焊趾部位,则其临界尺寸还可减少。
石横电厂3号炉3号除氧器在大修检验中发现筒体环焊缝及两侧母材大面积裂纹,其中有一处已经泄露,其发展速度相当快。
究其原因一是点焊三角支撑不合理结构,造成点焊处应力集中开裂;其二是材料为16Mn,缺口敏感性相当高。
(2)未熔合和未焊透有时被视为裂纹类缺陷,但它的影响和材料的韧—脆转变温度有联系,当材料处于韧—脆转变温度以下时,未熔合和未焊透通常会发生脆性断裂。
若钢材处于韧—脆转变温度以上,这类缺欠的影响不比气孔更有害,有时可会稍加有害一些。
对于未
焊透对焊缝的影响,也曾做过疲劳试验,不同间隙不同未焊透深度的试板,在脉动疲劳承载的最大应力为材料屈服强度的2/3的载荷下进行的试验表明,未焊透根部几何形状复杂,其对寿命的影响也不同,相同未焊透深度试板的疲劳强度寿命相差可达100倍。
但总的来讲,有未焊透焊缝的疲劳强度仍相当高。
因此,对于不同条件(包括外部和内部)下的未焊透应区别对待,不能一概而论。
无损检测标准JB4730-94当中把未焊透未熔合作为一、二类焊缝中不允许存在的缺欠,但是很多事例表明,未焊透对焊缝的影响并不显著。
在近几年退役机组的检验中我们发现,很多压力容器(包括除氧器、高低加等)焊缝中存在近乎整圈未焊透缺欠,但都未曾发生过事故。
因此应适当放宽对未焊透限制的要求,未焊透对焊缝的影响还有待于作进一步的研究。
(未熔合对疲劳强度的影响见图2),R f表示带缺欠的疲劳强度与光滑试件疲劳强度之比的百分数)条状线状夹渣的影响程度类似于未熔合、未焊透。
(3)咬边是另一种不希望有的缺陷,此类缺欠也没有引起检验的足够重视。
咬边位于焊趾部位,属表面缺欠,特别是低合金高强度钢的焊接,咬边的边缘组织被淬硬,易引起裂纹。
咬边的危害程度较为严重,可能比未熔合未焊透更为严重一些。
(见图3)图1裂纹对疲劳强度的影响
(4)焊缝余高对疲劳强度也有一定影响,在一定范围内,余高高度越大,应力集中系数越大(见图4),缺口效应越大,疲劳强度降低,从上述示图中可以看出,余高的保留与否对带缺欠焊缝的疲劳强度的影响非常明显,焊缝余高不利于动载承载能力。
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4结论
焊缝缺欠对疲劳强度的影响非常显著。
(一)表面裂纹对焊缝的影响最为严重(二)对于未焊透未熔合缺欠,按合乎使用原则,可考虑适当防宽限制的要求;(三)对咬边的危害程度应提高认识;(四)焊缝余高应尽量避免。