综述焊接接头断裂形式及断口特征
第四章焊接结构的脆性断裂
于压力窗口的大型化、厚截面或超厚截面压力窗口增多以及化
工、石油工业中低温压力容器的使用，使脆断事故迭有发生。
这些事故引起世界各国的关注，推动了对脆性断裂问题的研究，
英、日本等国家成立专门机构对脆断事故进行分析和研究，并
提出了工程结构脆断防止措施。
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（一）
压力容器脆性断裂
•
压力容器断裂可能有塑性断裂、低应力脆性断裂和疲劳损坏等几种形式，特别是脆性断裂更引人注意。
很多． • (3)焊接结构刚性大，破坏一旦发生，瞬时就能扩展到结构整
体，所以脆断事故难以事先发现且往往造成较严重的后果。
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脆性断裂的影响因素
• 综合研究分析认为，一般脆断事故原因与以下几方面因素有关。 • (1）结构在低温下工作，低温使材料的性质变脆。 • (2)结构中存有一些焊后漏检缺陷，或在使用中发生延迟裂纹。 • (3)在许多情况下，焊接残余应力起到不良的作用，焊接过程引起的热应变脆化，使材质韧性下降。
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应力腐蚀裂纹
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4.2 焊接结构脆断事故分析
•
•
焊接结构广泛应用以来，曾发生过一些脆性断裂（简称脆断）事故。这些事故
无征兆，是突然发生的，一般都有灾难性后果，必须高度重视。引起焊接结构脆断的
原因是多方面的，它涉及材料选用、构造设计、制造质量和运行条件等。防止焊接结
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脆性断裂的宏观断口
• 从下图可看出，脆性断裂的宏观断口分为三个区：纤维区、放射区、剪切唇。
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宏观：根据人字纹路的走向和放射棱线汇聚方向确
焊接结构的疲劳断裂
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本章内容：1.焊接结构疲劳失效的分类及危害 2.焊接疲劳断裂的特征 3.焊接结构疲劳的原因及影响因素 4.焊接结构疲劳的防治措施
疲劳断裂是金属结构失效的一种主要形式。 大量统计资料表明，由于疲劳而失效的金属结构， 约占失效结构的90%。
劳极限”，
钢材的疲劳强度与抗拉强度之间的关系: σ-1 = (0.45～0.55)σb 条件疲劳极限：
钢材的循环次数一般取 N = 107 有色金属的循环次数一般取 N = 108
陶瓷、高分子材料－疲劳抗力很低； 金属材料－疲劳强度较高； 纤维增强复合材料－较好的抗疲劳性能。
四、疲劳断裂的类型
2、晶界处开裂 晶界就是面缺陷； 位错运动易发生塞积，出现应力集中，晶界
开裂。
3、相界面开裂 两相（包括第二相、夹杂）间的结合力差，
各相的形变速率不同，易在相结合处或弱相内出 现开裂。 只有首先达到临界尺寸的裂纹核，才能继续
长大。
二、疲劳裂纹扩展过程及机理
1、裂纹扩展的两个阶段 第一阶段 沿主滑移系，以纯剪切方式向内扩展；扩展速
例如，某电厂水冷壁下的集箱（15钢）在 长期运行中受热不均匀经受较大的交变热 应力，致使集箱产生热疲劳破坏。
1、基本概念 在循环热应力和热应变作用下，产生的
疲劳称为热疲劳。
热疲劳属低周疲劳（周期短；明显塑性 变形）。
由温度和机械应力叠加引起的疲劳，称 为热机械疲劳。
2、热应力的产生 外部约束 不让材料自由膨胀； 内部约束 温度梯度，相互约束，产生热应力。 热应变 导致裂纹的萌生，扩展。
这种应力称为交变应力。
二、平均应力：
三、应力幅：
焊接接头的断裂机理分析与评估
焊接接头的断裂机理分析与评估引言：焊接是一种常见的金属连接方式，广泛应用于各个行业。
然而，焊接接头的断裂问题时有发生，给工程结构的安全性和可靠性带来了挑战。
本文将对焊接接头的断裂机理进行分析与评估，以期提供一定的参考和指导。
一、焊接接头断裂的原因1.1 材料选择不当焊接接头的材料选择是影响其断裂机理的重要因素。
如果选择的材料强度不足或者存在缺陷，就容易导致焊接接头的断裂。
因此，在设计和制造焊接接头时，应根据实际工况选择合适的材料。
1.2 焊接过程中的缺陷焊接过程中的缺陷也是导致焊接接头断裂的常见原因之一。
例如，焊接过程中产生的气孔、夹渣等缺陷会削弱焊接接头的强度，从而增加其断裂的风险。
因此，在焊接过程中应严格控制焊接参数，确保焊接质量。
1.3 焊接接头的应力集中焊接接头由于焊接时的热应力和冷却过程中的收缩应力，容易产生应力集中现象。
当外部载荷作用于焊接接头时，应力集中会导致焊接接头的破坏。
因此，在设计焊接接头时应考虑减小应力集中的方法，如采用适当的几何形状和缓和过渡。
二、焊接接头断裂的评估方法2.1 静态力学性能评估静态力学性能评估是评估焊接接头断裂机理的重要手段之一。
通过对焊接接头的拉伸、弯曲、扭转等试验，可以获得其强度、刚度等力学性能参数，从而评估其断裂风险。
2.2 金相显微分析金相显微分析是评估焊接接头断裂机理的重要方法之一。
通过对焊接接头的金相组织进行观察和分析，可以了解焊接接头的晶粒结构、相变情况、缺陷分布等信息，从而评估其断裂机理。
2.3 数值模拟分析数值模拟分析是评估焊接接头断裂机理的一种有效方法。
通过建立焊接接头的有限元模型，可以模拟焊接接头在外部载荷作用下的应力分布和变形情况，从而评估其断裂风险。
三、焊接接头断裂机理的改进措施3.1 材料优化通过选择合适的焊接材料，可以提高焊接接头的强度和韧性，降低其断裂风险。
例如，选择高强度、低合金度的材料，可以提高焊接接头的抗拉强度和韧性。
焊接结构的脆性断裂分析
焊接结构的脆性断裂分析目录摘要一、焊接结构的失效二、脆性断裂的特征三、金属材料脆性断裂的能量理论四、材料断裂的评定方法五、焊接结构脆性断裂事故六、脆性断裂产生的原因和影响因素七、防止焊接结构脆性断裂的工程技术措施八、结论摘要：脆性断裂是焊接结构的一种最为严重的断裂失效，通常脆性断裂失效都在实际应力低于结构设计应力下发生，断裂时无显著的塑性变形，具有突发破坏的性质，往往造成重大损失，因此分析焊接结构脆性断裂的主要因素并从防脆断设计、制造质量的全面控制、设备使用管理等方面提出防止焊接结构发生脆断的工程技术措施显得尤为重要。
一、焊接结构的失效通常意义上讲，焊接失效就是焊接接头由于各种因素在一定条件下断裂，接头一旦失效，就会使相互紧密联系成一体的构件局部分离、撕裂并扩展造成焊接结构损坏，致使设备停机影响正常生产，焊接结构的失效不仅将停止生产，还往往造成许多严重的灾难性事故。
工程中焊接结构有三种断裂形式，脆性断裂（又叫低应力断裂）、疲劳断裂和应力腐蚀断裂，其中，脆性断裂一般都在应力不高于结构的设计应力和没有明显的塑性变形的情况下发生，并瞬时扩展到结构整体，具有突然破坏的性质，不易事先发现和预防，破坏性非常严重。
二、脆性断裂的特征脆性断裂在工程结构上是一种非常危险的破坏,其特点是裂纹扩展迅速,能量的消耗远小于韧性断裂,以低应力破坏为重要特征，它是靠结构内部蓄积的弹性能量的释放而自动传播导致破坏的,因而很少发现可见的塑性变形,断裂之前没有明显的预兆,而是突然发生的,所以说这种断裂往往带来巨大的损失，一般来说,金属脆性断裂时,无论是具有解理形断口,还是皇光泽的结晶状外观断口,都与板面大体垂直,而且板厚方向上的变形很小,在表壁呈无光泽灰色纤维状的剪断形,材料越脆断裂的剪切壁越薄,断口上花样的尖端是指向启裂点的方向,形成山形花样,追综这个花样可以找到启裂点。
三、金属材料脆性断裂的能量理论1920年Griffith 取一块厚度为1单位的“无限”大平板为研究模型，先使平板受到单向均匀拉伸应力σ（图1），然后将其两端固定，以杜绝外部能源，垂直于拉应力的方向开长度为a 2的穿透裂纹，平板中的弹性应变能将有一部分释放，其释放量为U ，新表面吸收的能量为W ，系统总能量变化为E ，则W U E +-=裂纹释放的弹性应变能U 为E a U 22σπ=设裂纹的单位表面吸收的表面能为γ，则形成裂纹所需要的总表面能W 为a W γ4=因此，裂纹体的能量改变总量E 为a E a E γσπ422+-=能量E 随裂纹长度a 的变化如图2γσπγσπ424222+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-∂∂=∂∂E a a E a a a E 裂纹扩展的临界条件0=∂∂aE ，即 0422=+-γσπE a 因此a E c πγσ2=，c σ－对应于裂纹半长为a 时导致断裂的应力，22πσγE a =－在应力σ作用下，如果裂纹半长c a a <时，裂纹不扩展，结构可以安全工作。
常见焊接裂纹的解析
常见焊接裂纹的解析焊接裂纹，焊接件中最常见的一种严重缺陷。
在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界而所产生的缝隙。
它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征，按照形成的条件可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四帧一、冷裂纹冷裂纹是在焊接过程中或焊后，在较低的温度下，大约在钢的马氏体转变温度（即Ms 点）附近，或300〜200C以下（或TV0.5Tm, Tm为以绝对温度表示的熔点温度）的温度区间产生的，故称冷裂纹。
冷裂又可分为延迟裂纹、淬火裂纹和低塑性脆化裂纹。
（一）产生条件1.焊接接头形成淬硬组织。
由于钢的淬硬倾向较大，冷却过程中产生大量的脆、硬，而且体积很大的马氏体，形成很大的内应力。
接头的硬化倾向：碳的影响是关键，含碳和貉虽:越多、板越厚、截积越大、热输入量越小，硬化越严重。
2.钢材及焊缝中含扩散氢较多，氢原子在缺陷处（空穴、错位）聚积（浓集）形成氢分子，氢分子体积较氢原子大，不能继续扩散，不断聚积，产生巨大的氢分子压力，甚至会达到几万个大气压，使焊接接头开裂。
许多情况下，氢是诱发冷裂最活跃的因素。
3.焊接拉应力及拘朿应力较大（或应力集中）超过接头的强度极限时产生开裂。
（二）产生原因：可分为选材和焊接工艺两个方面。
1.选材方而（1）母材与焊材选择匹配不当，造成悬殊的强度差异；（2）材料中含碳、、铝、锐、硼等元素过髙，钢的淬硬敏感性增加。
2.焊接工艺方面（1）焊条没有充分烘干，药皮中存在着水分（游离水和结晶水）：焊材及母材坡口上有油、锈、水、漆等：环境湿度过大（＞90%）；有雨、雪污染坡口。
以上的水分及有机物，在焊接电弧的作用下分解产生H,使焊缝中溶入过饱和的氢。
（2）环境温度太低：焊接速度太快；焊接线能量太少。
会使接头区域冷却过快，造成很大的内应力。
（3）焊接结构不当，产生很大的拘束应力。
（4）点焊处已产生裂纹，焊接时没有铲除掉；咬边等应力集中处引起焊趾裂纹：未焊透等应力集中处引起焊根裂纹；夹渣等应力集中处引起焊缝中裂纹。
焊接结构的脆性断裂及预防措施
焊接结构的脆性断裂及预防措施一、脆性断裂的原因焊接结构之所以发生脆性断裂，是因为焊缝接头处几何的不连续性形成或多或少的焊接缺陷，从而引起应力集中，形成断裂源。
另外，还由于焊接接头处的力学性质的不均匀，使附近热影响区材料性质变脆，以及焊缝接头处总是不可避免地要产生焊接变形及焊接残余应力。
所有这些都可能成为焊接结构破坏的直接原因或间接原因。
特别是一些直接承受动载荷的焊接结构，或是处于低温工作环境时，焊接结构更易发生脆性断裂。
二、脆性断裂的特征脆性断裂在工程结构上是一种非常危险的破坏。
其特点是裂纹扩展迅速，能量的消耗远小于韧性断裂，以低应力破坏为重要特征。
它是靠结构内部蓄积的弹性能的释放而自动传播导致破坏的，因而很少发现可见的塑性变形，断裂之前没有明显的预兆，而是突然发生的，所以说这种断裂往往会造成巨大的损失。
一般来说，金属脆性断裂时，无论是具有解理形断口，还是呈光泽的结晶状外观断口，都与板面大体垂直，而且板厚方向上的变形很小，在表面上附有一层剪切壁，呈无光泽灰色纤维状的剪断形，材料越脆，断裂的剪切壁越薄，断口上花样的尖端总是指向启裂点的方向，形成山形花样，追踪这个花样可以找到启裂点。
三、焊接结构防止脆性断裂的设计原则脆性断裂往往是瞬间完成的，其原因是构件中存在着焊接或冶金缺陷。
首先产生一小的裂纹，而后该裂纹以极快的速度扩展，部分或全部贯穿于结构中，造成脆性失效。
因此．防止焊接结构脆性破坏事故有效的设计方法是要使焊接结构最薄弱的部位具有抵抗脆性裂纹产生的能力。
同时，如果这些部位产生了脆性小裂纹时，其周围母材有将其迅速止住的能力。
在上述设计方法中，一般主要着眼点放在焊缝接头的抗脆性裂纹产生的能力上，以此作为设计的依据。
对于中低强度钢来说，由于残余应力的作用，焊缝接头处一旦产生脆性裂纹，通常向母材方向扩展，因此需要母材有一定的止裂性能。
这时，对于防止结构的脆性断裂是有意义的。
而对于高强度钢来说，裂纹的产生和扩展主要发生在焊缝中，这是因为由于母材强度的提高，接头中更易出现焊接缺陷，产生裂纹。
高温真空钎焊炉中焊接接头的断裂行为与失效分析
高温真空钎焊炉中焊接接头的断裂行为与失效分析摘要：高温真空钎焊炉是一种常用于金属材料焊接的设备，它能够在高温下进行焊接、钎焊等工艺，但在使用过程中，焊接接头的断裂问题仍然存在。
本文通过对高温真空钎焊炉中焊接接头的断裂行为与失效进行分析，以指导工程师提高焊接接头的质量和可靠性。
1. 引言高温真空钎焊炉是一种在高温低压环境中进行金属材料焊接的设备。
它通常由加热室、真空系统、控制系统等组成。
在高温真空环境下，金属材料容易受到腐蚀和热疲劳的影响，进而导致焊接接头的断裂。
2. 断裂行为分析焊接接头的断裂行为主要体现在以下几个方面：2.1 破裂模式焊接接头的断裂模式通常可以分为拉伸断裂、剪切断裂和疲劳断裂等。
在高温真空环境下，热膨胀和热应力会加剧焊接接头的拉伸和剪切力，导致断裂更容易发生。
2.2 断裂面形貌断裂面形貌是研究焊接接头断裂原因的重要依据。
在高温真空环境下，断裂面通常呈现出颗粒状、晶粒状或韧突状等形貌。
2.3 断口特征焊接接头的断口特征是指断裂过程中在断裂面上形成的各种痕迹，如沟槽、凹陷、裂纹等。
通过分析断口特征，可以了解到断裂的起因和过程。
3. 失效分析针对焊接接头的断裂问题，可以从材料选择、工艺参数和环境因素等多个方面进行失效分析。
3.1 材料选择在高温真空环境中，焊接接头往往面临高温腐蚀和热疲劳的挑战。
因此，选择耐高温腐蚀和热疲劳性能好的材料是关键。
常见的材料包括钢、镍合金等。
3.2 工艺参数工艺参数对于焊接接头的质量和可靠性起着重要作用。
例如，在焊接接头的设计过程中，应合理选择焊接焊缝的形状和大小，确保焊接缺陷和应力集中的发生概率最小。
3.3 环境因素高温真空环境中的温度、气压等因素会对焊接接头产生影响。
温度的升高会导致焊接接头的热膨胀，从而引起应力集中和断裂的发生。
因此，合理控制环境因素对于提高焊接接头的可靠性至关重要。
4. 解决方案为了解决高温真空钎焊炉中焊接接头的断裂问题，可以采取以下几个方面的措施：4.1 加强材料选择选择耐高温腐蚀和热疲劳性能好的材料，以提高焊接接头的抗断裂能力。
焊接裂纹的种类及特征
焊接裂纹的种类及特征焊接裂纹是指在焊接过程中产生的裂纹，会对焊接接头的强度和密封性能产生严重影响。
根据裂纹的形态和特征，可以将焊接裂纹分为多种类型。
本文将介绍常见的焊接裂纹种类及其特征。
1. 纵向裂纹：纵向裂纹是指与焊缝平行的裂纹，常见于焊接接头的中心位置。
其特征是裂纹呈直线状，与焊缝平行，并且延伸到母材中。
纵向裂纹的产生原因主要是焊接过程中焊接应力和热应力的作用，导致母材塑性降低，从而产生裂纹。
2. 横向裂纹：横向裂纹是指与焊缝垂直的裂纹，常见于焊接接头的边缘位置。
其特征是裂纹呈横向走向，并且延伸到母材中。
横向裂纹的产生原因主要是焊接过程中的残余应力和热应力，以及焊接区域的变形不均匀，从而导致母材的塑性变形和裂纹的产生。
3. 热裂纹：热裂纹是指由于焊接过程中的热应力引起的裂纹。
其特征是裂纹呈细长的线状，常发生在高温区域。
热裂纹的产生原因主要是焊接过程中的温度梯度和残余应力的作用，导致焊接区域的塑性降低，从而产生裂纹。
4. 冷裂纹：冷裂纹是指焊接接头在冷却过程中由于残余应力引起的裂纹。
其特征是裂纹呈细小的细沟状，常发生在焊接接头的边缘位置。
冷裂纹的产生原因主要是焊接过程中的冷却速度不均匀，导致焊接区域的应力集中，从而产生裂纹。
5. 疲劳裂纹：疲劳裂纹是指焊接接头在长期受到循环荷载作用下逐渐扩展形成的裂纹。
其特征是裂纹呈细小的细沟状，常发生在焊接接头的高应力区域。
疲劳裂纹的产生原因主要是焊接接头的设计不合理，焊接质量差，以及循环荷载的作用，导致焊接区域的应力集中和疲劳破坏。
6. 熔合裂纹：熔合裂纹是指焊接接头在焊接过程中由于熔合不完全或熔融金属的不均匀冷却而引起的裂纹。
其特征是裂纹呈细小的细沟状，常发生在焊缝内部。
熔合裂纹的产生原因主要是焊接过程中的焊接参数不合理，焊接材料质量差，以及焊接区域的变形不均匀，导致焊接区域的应力集中和熔合不完全。
焊接裂纹的种类及其特征各不相同。
了解不同类型的焊接裂纹及其产生原因，有助于我们在焊接过程中采取相应的措施，预防和修复焊接裂纹，提高焊接接头的质量和可靠性。
综述焊接接头断裂形式及断口特征
综述焊接接头断裂形式及断口特征姓名： XXXXXXXXX学号： 03080222系别：数控与材料工程系专业：焊接技术及自动化学制：三年制指导教师： XXXXXXXXXXXX综述焊接接头断裂形式及断口特征摘要焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成。
熔池金属在经历一系列化学冶金反应后，随着热源远离温度迅速下降，凝固后成为牢固的焊缝，并在继续冷却中发生固态相变熔合区和热影响区在焊接热源的作用下，也将发生不同的组织变化。
很多焊接缺陷如气孔、夹杂裂纹等都是在上述过程中产生，因此了解接头组织与性能变化的规律，对于控制焊接质量、防止焊接缺陷有重要的意义。
焊接结构在较低的温度下工作可能导致焊接结构的低温脆断。
焊接接头中又不可避免的存在应力集中和残余应力，在反复的交变应力作用下会发生疲劳断裂。
本文通过对焊接接头的分析分别从宏观和微观的角度阐述了焊接接头的断裂形式和断口特征。
关键词残余应力、应力集中、断口特征、疲劳断裂、脆性断裂目录引言 (4)第一章焊接接头的基本理论 (5)第一节焊接接头的基础知识 (5)1.1焊接接头的组成 (5)1.2焊接接头的基本形式 (5)第二节电弧焊接头的工作应力 (6)2.1应力集中的概念 (6)2.2产生应力集中的原因 (6)第二章焊接结构的断裂控制与失效分析 (7)第一节焊接接头的断裂形式 (7)1.1断裂形式的分类 (7)1.2焊接接头的疲劳断裂 (7)1.3焊接接头的脆性断裂 (7)第二节焊接结构断裂控制与失效分析 (8)2.1焊接结构的完整性与不完整性 (8)2.2焊接结构断裂的控制 (8)2.3焊接结构断裂控制设计 (9)2.4焊接结构断裂失效分析 (9)第三章焊接接头的组织与性能 (14)第一节焊接熔合区的特征 (14)1.1熔合区形成的原因 (14)第二节焊接热影响区 (14)2.1焊接热影响区热循环的特点 (14)2.2焊接热影响区的组织分布特征及性能 (15)第四章焊接接头断口特征 (16)第一节焊接接头疲劳断裂的断口分析 (16)1.1疲劳断口的宏现形状特征 (16)1.2疲劳断口的微观形状特征 (17)第二节焊接接头脆性断裂的断口分析 (19)2.1沿晶脆性断裂 (19)2.2解理断裂 (19)2.3准解理断裂 (20)参考文献 (21)引言焊接技术是一门重要的金属加工技术，尽管焊接技术发展很快，自动化程度也越来越高，但在焊接结构中任然存在着一些缺陷，这些缺陷将导致焊接结构的断裂，影响焊接结构的使用，降低了焊接结构的安全性，通过焊接接头断口特征的分析可以判断出断裂的过程和原因，从而找出解决方法，提高焊接结构的安全性。
金属钎焊接接头断裂机理分析
金属钎焊接接头断裂机理分析金属钎焊接接头是一种常见的金属焊接方法，其在实际工程中应用广泛，具有连接结构简单、加工方便、成本低等优点。
然而，在使用过程中，有时会出现钎焊接头断裂的情况，给产品寿命和性能带来不利影响，因此需要进行断裂机理的分析和解决方案的研究。
钎焊接头断裂机理主要有以下几种：1. 拉伸断裂拉伸断裂是最常见的金属钎焊接接头的断裂形式，这是由于钎焊接头处于受拉应力状态下，在外力超过钎焊接头承受极限时，钎焊接头出现断裂。
这种断裂形式主要与焊接质量和材料的性能有关。
合适的钎焊接头截面设计、选用合适的钎芯材料，并采用适当的焊接工艺，可以提高钎焊接头的承载能力，从而避免拉伸断裂的发生。
2. 剪切断裂剪切断裂是由于剪切应力作用于钎焊接头上，导致其出现剪切裂纹，最终发生断裂。
这种断裂一般出现在搅拌摩擦焊接接头上。
摩擦摩擦搅拌焊接接头的成功率和质量，取决于其工艺参数，包括旋转速度、下压力、搅拌头形状、冷却方式等。
3. 疲劳断裂钎焊接头在长期使用过程中，由于受到交替或重复的载荷作用，会出现疲劳断裂，这是一种由于应力集中、弯曲或变形引起的疲劳裂纹。
疲劳断裂对材料的强度和寿命造成负面影响，因此需要对焊接接头的工作循环进行分析，根据不同需要确定适当的预应力或防止变形措施等。
4. 脆性断裂钎焊接头处在低温及高应力状态下，容易出现脆性断裂现象，这种断裂形式一般发生在高强度玻璃钢、合金钢等材料的焊接中，通常是由于焊接结构的变形或者温度分布不均导致的。
避免脆性断裂的方法之一是在焊接前检验焊接材料的性能，以保证焊接接头的可靠性。
总的来说，钎焊接头的断裂机理是多方面的，包括焊接结构设计、材料的选择、焊接工艺和工作环境等多个方面，只有综合考虑这些因素，才能提高钎焊接头的承载能力和使用寿命，从而实现钎焊接头在实际工程中的有效应用。
焊接工程中的断裂分析方法教程
焊接工程中的断裂分析方法教程焊接是制造和建筑行业中常用的连接方法，但在实际应用中，焊接接头的断裂问题时有发生。
为了解决这些问题，我们需要进行断裂分析，以确定断裂的原因和采取相应的措施。
本文将介绍焊接工程中常用的断裂分析方法，以帮助读者在实践中更好地解决断裂问题。
1. 磨片法磨片法是一种常用的断裂分析方法，它适用于对焊接接头进行显微镜观察。
首先，将焊接接头切割成薄片，然后进行研磨和腐蚀处理，使其显微结构清晰可见。
通过观察磨片下的组织结构，我们可以确定断裂的类型，例如金属间断裂、晶粒断裂或沿晶断裂。
此外，还可以通过特定的染色方法来鉴别不同的金相组织，以进一步了解断裂的原因。
2. 断口形貌观察法断口形貌观察法是通过观察焊接接头的断口形貌来判断断裂的原因。
根据断口的外观特征，可以判断断裂是由拉伸、剪切、腐蚀或疲劳引起的。
例如，拉伸断口通常呈现出拉伸韧裂的锥状外观，而剪切断口则呈现出平滑的剪切面。
在观察断裂时，我们要注意形貌特征的变化，并结合材料性能和使用条件来分析问题的根源。
3. 化学成分分析法化学成分分析法可以帮助我们了解焊接材料本身的质量和组成。
通过对焊接接头的化学成分进行分析，我们可以确定焊缝中是否存在组织非均匀或杂质过多的问题。
该方法通常使用光学光谱分析仪或电子探针进行，可以得出详细的元素含量和分布情况。
通过对比焊接材料的化学成分和标准要求，我们可以判断焊接质量是否合格，并确定问题的根源。
4. 数字图像处理法数字图像处理法是近年来发展起来的一种断裂分析方法。
它利用计算机技术对焊接接头的显微图像进行处理和分析，从而提取出有用的信息。
例如，可以通过图像处理技术测量焊缝的尺寸、形状和缺陷分布情况。
此外，还可以利用图像比对技术来检测焊接接头的变形和裂纹，以及确定焊接质量是否合格。
数字图像处理法具有高效、准确和自动化的特点，广泛应用于断裂分析领域。
5. 应力分析方法应力分析方法是一种通过测量和计算焊接接头的应力分布情况来判断断裂原因的方法。
焊接接头的断裂行为与破坏机制分析
焊接接头的断裂行为与破坏机制分析焊接是一种常见的连接工艺，广泛应用于各个行业。
然而，焊接接头的断裂问题一直是工程中的一个重要挑战。
本文将分析焊接接头的断裂行为与破坏机制，以帮助读者更好地理解焊接接头的性能和应用。
1. 断裂行为的分类焊接接头的断裂行为可以分为两类：韧性断裂和脆性断裂。
韧性断裂是指接头在受到外力作用下逐渐发展为裂纹，并最终发生断裂的过程。
这种断裂行为通常发生在高强度材料上，如钢和铝合金。
脆性断裂则是指接头在受到外力作用下迅速发生断裂，裂纹的扩展速度非常快。
这种断裂行为通常发生在低温下或者在高应力集中区域。
2. 断裂机制的分析2.1 韧性断裂机制韧性断裂的机制主要涉及裂纹的形成、扩展和最终断裂。
在焊接过程中，由于热应力和冷却速率的影响，焊接接头中会产生各种缺陷，如气孔、夹渣和未熔合等。
这些缺陷会成为裂纹的起始点，并在外力作用下逐渐扩展。
同时，焊接接头中的晶界也会对裂纹的扩展起到重要作用。
晶界的强度通常比晶内强度低，因此裂纹在晶界处容易扩展。
最终，当裂纹扩展到一定程度时，接头会发生断裂。
2.2 脆性断裂机制脆性断裂的机制与韧性断裂有所不同。
在焊接接头中，当材料受到高应力集中或者低温环境的影响时，会发生脆性断裂。
这是因为高应力或低温会导致材料的韧性降低，使得裂纹的扩展速度加快。
此外，在焊接接头中存在的缺陷也会加速脆性断裂的发生。
脆性断裂通常发生在高强度材料上，如高碳钢和铸铁。
3. 预防断裂的方法为了预防焊接接头的断裂，可以采取以下几种方法：3.1 优化焊接工艺通过优化焊接工艺参数，如焊接电流、焊接速度和焊接角度等，可以减少焊接接头中的缺陷。
同时，适当的预热和后热处理也可以提高接头的韧性，减少断裂的风险。
3.2 使用合适的焊接材料选择合适的焊接材料对于预防断裂非常重要。
材料的强度、韧性和耐腐蚀性等性能都会影响接头的性能。
因此，在选择焊接材料时，需要考虑接头所需的力学性能和环境要求。
3.3 检测和修复缺陷在焊接接头制造过程中，及时检测和修复缺陷是预防断裂的关键。
焊接裂纹
IIW Authorized Training Body
B,控制成形系数,成形系数ψ 为 焊缝宽度与焊缝 实际厚度的比，即ψ =B/H, ψ 值越大，热烈倾向越小，焊接速度对熔池 形态影响如下图，
冷裂纹
IIW Authorized Training Body
一、焊接冷裂纹的特征 焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说，在Ms 温度一下）产生的焊接裂纹统称为冷裂纹。焊接冷裂纹 包括延迟裂纹（氢致裂纹）和淬硬裂纹。 1、分布形态，冷裂纹多发生在具有缺口效应的焊 接热影响区或物理化学不均匀的氢聚集地带。大体有四 种形式，如下图所示
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2、冷裂时期 延迟裂纹生成温度约在100℃至-100℃之间，有潜伏 期（孕育期），几小时，几天或者更长，存在潜伏期、 缓慢扩展期和突然断裂期三个接续的开裂过程；淬硬倾 向大的钢种或铸铁焊接时冷却到MS点一下产生的淬硬裂 纹没有潜伏期。 3、断口特征 宏观：断口具有发亮的金属光泽的脆性断裂，未分 叉呈人字形态发展； 微观：沿晶与穿晶断裂；
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根据焊接裂纹产生机理分类
应 力 腐 蚀 裂 纹
液 化 裂 纹
多 边 化 裂 纹
再 热 裂 纹
淬 硬 脆 化 裂 纹
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三、再热裂纹
一、再热裂纹及其特征 焊接再热裂纹是指焊后焊接接头在一定的温度范围再次加 热而产生的裂纹。一些耐热钢和合金的焊接接头在高温服役见到的 开裂现象，也可以称为再热裂纹。 特征：均发生于焊接热影响区的粗晶区，大体沿熔合线发展， 裂纹不一定连续，到细晶区便可停止扩展，沿晶开裂。 二、再热裂纹形成机理 有些含有沉淀强化元素的低合金高强钢和高温合金，在焊 后热处理时，因为杂质（S、P、Sb、Sn）在晶界析集而造成脆化， 晶内析出强化元素（Cr、Mo、V、Ti、Nb）的碳氮化物而使晶内强化， 应力松弛过程中，变形产生在粗晶区应力集中部位的晶界，当塑形 不足时产生裂纹。
焊接裂纹种类分类及其特点概述
焊接裂纹种类分类及其特点概述一、危害性焊接结构产生裂纹轻者需要返修，浪费人力、物力、时间，重者造成焊接结构抱废，无法修补。
更严重者造成事故、人身伤亡。
如1969年有一艘5万吨的矿石运输船在太平洋上航行时，断裂成两段而沉没，在压力容器破坏事故中，有很多都是由于焊接裂纹造成。
因此，解决研究焊接裂纹已成为当前主要课题。
二、种类各种不同类型的裂纹①焊缝中纵向裂纹②焊缝上横向裂纹③热影响区纵向裂纹④热影响区横向裂纹⑤火口（弧坑）裂纹⑥焊道下裂纹⑦焊缝内部晶间裂纹⑧热影响区焊缝贯穿裂纹⑨焊趾裂纹⑩焊缝根部裂纹分类：1、按裂纹分布的走向分1)、横向裂纹2）、纵向裂纹3）、星形（弧形裂纹）2、按裂纹发生部位分①焊缝金属中裂纹②热影响区中裂纹③焊缝热影响区贯穿裂纹3、按产生本质分类1）、热裂纹（高温裂纹）产生：焊接接头的冷却过程中，且温度处在固相线附近的高温阶段。
—热裂纹—高温裂纹高温下产生，在结晶温度附近存在部位：焊缝为主，热影响区特征：宏观看，焊缝热裂纹沿焊缝的轴向成纵向分布（连续或继续）也可看到缝横向裂纹，裂口均有较明显的氧化色彩，表面无光泽，微观看，沿晶粒边界（包括亚晶界）分布，属于沿晶断裂性质。
存在宏观裂纹，必有微观裂纹存在微观裂纹，外表不一定显现宏观裂纹近缝区的裂纹往往是微观裂纹，不一定发展成宏观裂纹1)、热裂纹1）、结晶裂纹：在凝固的过程—结晶过程中产生2）、高温液化裂纹：在高温下产生，钢材或多层焊的层间金属含有低熔点化合物（S、P、Si)经重新溶化，在收缩应力作用下，沿奥氏体晶间发生开裂。
3）、多边化裂纹：产生温度低于固相线温度，存在晶格缺陷（位错和空位），物理化学的不均匀性，在应力作用下，缺陷聚集形成多边化边界，使强度塑性下降，沿多边化边界开裂，多发生纯金属或单相奥氏体合金焊缝。
2）、再热裂纹（消除应力处理裂纹）原件结构焊后消除应力热处理中，在热影响区的粗晶部位产生裂纹，材质低合金高强钢，珠光体耐热钢、奥氏体、不锈钢、Ni基合金。
焊接接头的脆性断裂
11
1．温度的影响
温度对拉伸性能的影响
12
温度对冲击韧性的影响
温度对Ni-Cr-Mo-V钢断裂韧性的影响
温度降低断裂韧性、冲击韧性都降低，抗冲击能力、抗裂纹扩张能力降低
13
冲击值降低至正常冲击值的 50～60% 断口中结晶状断面占面积50% 时的温度
37
材料：LD7铝合金 工艺情况：工作温度为 50~270℃（进口低，出口高） 组织说明：疲劳条带形貌，条 带间距细密，应为高周疲劳断 裂特征
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2．疲劳断裂的类型
（1）高周疲劳：105以上 （2）低周疲劳104～105以下 （3）热疲劳 （4）腐蚀疲劳 （5）接触疲劳
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3．疲劳强度：经无数次（107）循环不破坏的应力
50
高匹配焊接接头不均匀体低周疲劳损伤研究，机械强度，2002 ,24 (4) :556～557
三、提高焊接结构疲劳强度的措施
激光冲击处理对焊接接头力学性能的影响,焊接学报，2001
49
3．接头匹配的影响
高匹配的焊接接头,在低周疲劳的载荷条件下,随着中间高强度的焊缝宽度的 增加,焊接接头在断裂时的循环次数将下降,而接头中损伤的发展则在加快。 硬区是45 钢,屈服强度415MPa ;两侧软 区是16Mn 钢,屈服强度是365 MPa 。试 样的热处理状态是850 ℃正火态。
α < 0.5
α =0
很难变形，发生断裂必然为脆断 引起三轴拉伸的原因：三向载荷 几何不连续性：缺口、裂纹 厚板易出现三向应力状态
16
4．材料状态的影响
（1）厚度的影响：厚板易形成三向拉应力状态，同时厚板轧制质量比薄板差 （2）晶粒度的影响 ：晶粒越细，韧脆转变温度越低，越不容易发生脆断 （3）化学成分的影响： 间隙原子C、N、O，及杂质S、P使韧性降低，脆性增加 合金元素Ni、V有助于减小钢的脆性。 （4）组织状态的影响 A、F、P、BL、M 脆性
焊接结构的失效形式
焊接结构的失效形式焊接结构的失效形式有：脆性失效、塑性失效、疲劳失效、应力腐蚀失效等。
下面就常见的几种失效的特征及断口特点作具体分析。
一脆性失效：1 脆性失效的特征：脆性断裂是焊接结构的一种最为严重的断裂失效。
通过脆性断裂失效都在实际应力低于结构设计应力下发生，断裂时无显著的塑性变形，具有突发破坏的性质，往往造成重大损失。
脆性断裂在工程结构中是一种非常危险的破坏形式。
其特点是裂纹扩展迅速，能量消耗远小于韧性断裂，而且很少发现可见的塑性变形，断裂之前没有明显的征兆，而是突然发生。
脆性断裂断口表面发亮，呈颗粒状，属于平直类型，是在平面应变状态下发生的。
同时，脆性断裂是在低应力条件下发生的，因而这种断裂往往带来恶性事故和巨大损失。
2 脆性断裂断口的宏观分析：脆性断裂断口在宏观上有小刻面和放射状或人字花样两种形式。
脆性断口穿晶结晶面为解理面，在宏观上呈无规则取向。
将脆性断口在强光下转动时，可见到闪闪发光的特征。
一般称这些表面发亮呈颗粒状的小平面为“小刻面”．即解理断口是由许多“小刻面”组成的。
因此，根据这个宏观形貌很容易判别解理断口；放射状或人字花样是脆性断口的另一个宏观形貌特征。
人字花样指向裂纹源，其反向即倒人字为裂纹扩展方向。
因此，可以根据人字花样的取向，很容易地判断裂纹扩展方向及裂纹源的位置。
另外，放射状花样的收敛处为裂纹源，其放射方向均为裂纹的扩展方向。
二塑性失效：1 塑性失效的特征：塑性断裂的特点是金属断裂时伴随有明显的塑性变形并消耗大量能量。
由于塑性断裂是在大量塑性变形后发生的，结构断裂后在受力方向上会留下较大的残余变形，在断口附近有肉眼可见的挠曲、变粗、缩颈等。
塑性变形常使容器直径增加和壁厚减薄。
在大多数材料中，拉伸塑性断口呈灰色纤维状，宏观上分为平直面和剪切面。
2垫性断裂断口的宏观分析：由于显微空洞的形成、长大和聚集，最后形成锯齿形纤维状断口。
这种断裂形式多属穿晶断裂，因此断口没有闪烁的金属光泽而是呈暗灰色。
接头断裂分析报告
接头断裂分析报告1. 引言本报告对接头断裂进行了详细的分析和研究。
接头是连接两个物体或部件的组件，常用于不同种类的机械设备和工程结构中。
接头的断裂可能会导致设备失效和安全隐患。
通过对接头断裂的分析可以帮助我们了解断裂原因，并采取相应的措施来预防类似的事故再次发生。
2. 断裂形态观察接头的断裂形态观察是分析断裂的第一步。
通过对断裂面的观察，可以了解断裂发生的位置、形态和特征。
常见的断裂形态有以下几类：2.1 疲劳断裂疲劳断裂是由于接头在连续加载下发生的疲劳破坏引起的。
断裂面呈光滑或略带粗糙的特征，通常会出现疲劳裂纹。
2.2 过载断裂过载断裂是由于接头承受的负荷超过了其承载能力而发生的断裂。
断裂面通常呈现出瞬时断裂，断裂面平滑。
2.3 腐蚀断裂腐蚀断裂是由于接头长期暴露在腐蚀介质中而导致的断裂。
断裂面常常呈现出腐蚀的痕迹和变形。
3. 断裂原因分析接头的断裂原因有多种可能性，以下是几种常见的原因：3.1 材料问题接头制造材料的质量可能存在问题，如含有夹杂物、缺陷等。
材料质量的问题可能导致接头在使用过程中断裂。
3.2 加工问题接头的加工质量不合格可能会导致接头的力学性能下降，进而引发断裂。
加工问题主要包括加工误差、表面质量问题等。
3.3 使用环境问题接头在特殊的使用环境下，如高温、潮湿、腐蚀等条件下可能会发生断裂。
使用环境问题可能导致接头材料腐蚀、变形等问题。
4. 预防措施针对接头断裂的原因，我们可以采取以下预防措施来降低接头断裂的风险：4.1 严格材料采购和审查对于接头材料的采购和审查过程要进行严格控制，确保材料的质量符合标准要求。
4.2 加工质量控制对于接头的加工过程进行严格监控和质量控制，确保接头的加工质量和精度符合设计要求。
4.3 定期检查和维护对于接头所处的使用环境进行定期检查和维护，预防环境问题对接头的损害。
4.4 加强人员培训和意识加强相关人员的培训，提高他们对接头断裂的意识和预防能力。
5. 结论接头断裂是一种常见的故障形态，可能会给设备的安全和可靠性带来威胁。
焊接裂纹的断裂形式及断口形态
裂纹的断裂形式 开裂途径 断口形态
一、断裂形式
• • • • • 形核-扩展-终断： 张开型、滑开型、撕开性 说明弹塑性条件下开裂问题的两个途径： K1 COD
二、焊接裂纹的开裂途径
• • • • • 穿晶 沿晶 混合：穿晶+沿晶 穿晶断裂多为塑性断裂（延性断裂） 沿晶断裂多为脆性断裂
• 根据受力条件和断裂形式： • 穿晶断裂分为：解理断裂、剪切断裂
三、焊接裂纹的断口形态
• • • • • 断口形态→裂纹性质 1、宏观断口的三个特征区： 启裂区-放射区-剪切区 拉伸、冲击试样三区俱全 但工程上，裂纹很少贯穿：无剪切唇
Байду номын сангаас 2、断口微观形貌
• • • • 1）延性断口（韧窝断裂） 2）解理断裂（解理断口） 3）准解理断裂（准解理断口） 4）沿晶断裂（沿晶断口）
毕业论文-综述焊接断裂形式及断口特征
毕业论文-综述焊接断裂形式及断口特征综述焊接断裂形式及断口特征目录摘要------------------------------------3 一．前沿--------------------------------3 二．题目：综述焊接断裂形式及断口特征。
1.焊接接头的基本知识-------------------32.焊接的断裂形式-----------------------43.焊接结构的疲劳断裂-------------------4 （1）.疲劳断裂的特征-------------------4 （2）.疲劳断口的宏观和微观形貌特征---- 6 （3）.影响焊接结构疲劳强度的因素-------9 （4）.预防疲劳断裂的措施---------------124.焊接结构的脆性断裂-------------------14（1）.脆性断裂的特征------------------14 （2）.脆性断口的宏观和微观形貌特征----14 （3）.影响焊接结构脆性断裂的因素------19 （4）.预防脆性断裂的措施--------------21 三．致谢 ------------------------------24 附录-----------------------------------26 摘要焊接是钢结构的主要形式，焊接接头与其他方法相比具有承载荷均匀，但是操作不当和不良工艺的影响，往往使接头处产生断裂，所以我们要充分的认识的焊接的断裂形式及断口特征，并提出在焊接过程中的影响因素及预防措施。
关键词:焊接接头断裂形式断口特征影响因素预防措施一、前言：在我国焊接的断裂是相当普遍的，在能源交通等部门都很严重，而且随着新材料、新工艺的不断出现，将会提出许多焊接断裂的新问题需要研究解读。
因此了解掌握焊接的基本规律及设计方法，对于减少和防止焊接断裂的发生具有实际意义。
二、题目：综述焊接的断裂形式及断口特征1.焊接接头的基本知识现代焊接技术发展迅速。
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综述焊接接头断裂形式及断口特征姓名： XXXXXXXXX学号： 03080222系别：数控与材料工程系专业：焊接技术及自动化学制：三年制指导教师： XXXXXXXXXXXX综述焊接接头断裂形式及断口特征摘要焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成。
熔池金属在经历一系列化学冶金反应后，随着热源远离温度迅速下降，凝固后成为牢固的焊缝，并在继续冷却中发生固态相变熔合区和热影响区在焊接热源的作用下，也将发生不同的组织变化。
很多焊接缺陷如气孔、夹杂裂纹等都是在上述过程中产生，因此了解接头组织与性能变化的规律，对于控制焊接质量、防止焊接缺陷有重要的意义。
焊接结构在较低的温度下工作可能导致焊接结构的低温脆断。
焊接接头中又不可避免的存在应力集中和残余应力，在反复的交变应力作用下会发生疲劳断裂。
本文通过对焊接接头的分析分别从宏观和微观的角度阐述了焊接接头的断裂形式和断口特征。
关键词残余应力、应力集中、断口特征、疲劳断裂、脆性断裂目录引言 (4)第一章焊接接头的基本理论 (5)第一节焊接接头的基础知识 (5)1.1焊接接头的组成 (5)1.2焊接接头的基本形式 (5)第二节电弧焊接头的工作应力 (6)2.1应力集中的概念 (6)2.2产生应力集中的原因 (6)第二章焊接结构的断裂控制与失效分析 (7)第一节焊接接头的断裂形式 (7)1.1断裂形式的分类 (7)1.2焊接接头的疲劳断裂 (7)1.3焊接接头的脆性断裂 (7)第二节焊接结构断裂控制与失效分析 (8)2.1焊接结构的完整性与不完整性 (8)2.2焊接结构断裂的控制 (8)2.3焊接结构断裂控制设计 (9)2.4焊接结构断裂失效分析 (9)第三章焊接接头的组织与性能 (14)第一节焊接熔合区的特征 (14)1.1熔合区形成的原因 (14)第二节焊接热影响区 (14)2.1焊接热影响区热循环的特点 (14)2.2焊接热影响区的组织分布特征及性能 (15)第四章焊接接头断口特征 (16)第一节焊接接头疲劳断裂的断口分析 (16)1.1疲劳断口的宏现形状特征 (16)1.2疲劳断口的微观形状特征 (17)第二节焊接接头脆性断裂的断口分析 (19)2.1沿晶脆性断裂 (19)2.2解理断裂 (19)2.3准解理断裂 (20)参考文献 (21)引言焊接技术是一门重要的金属加工技术，尽管焊接技术发展很快，自动化程度也越来越高，但在焊接结构中任然存在着一些缺陷，这些缺陷将导致焊接结构的断裂，影响焊接结构的使用，降低了焊接结构的安全性，通过焊接接头断口特征的分析可以判断出断裂的过程和原因，从而找出解决方法，提高焊接结构的安全性。
第一章焊接接头的基本理论第一节焊接接头基本知识1.1焊接接头的组成现代焊接技术发展迅速，新的焊接方法不断出现，接头类型更是繁多，但应用最广泛的焊接方法是熔焊。
本文将以熔焊接头为重点进行分析。
焊接接头是由焊缝金属、熔合区、热影响区组成，如图1.1.1所示图1.1.1.焊缝金属是由焊接填充金属及部分母材金属熔化结晶后形成的，其组织和化学成分不同于母材金属。
热影响区受焊接热循环的影响，组织和性能都发生变化，特别是熔合区的组织和性能变化更为明显。
因此，焊接接头是一个成分、组织和性能都不均匀的连接体。
此外，焊接接头因焊缝的形状和布置的不同，将会产生不同程度的应力集中。
所以不均匀性和应力集中是焊接接头的两个基本属性。
1.2焊接接头的基本形式焊接接头的基本形式有四种;对接接头、搭接接头、T形接头和角接接头（如图1.2.1所示）。
选用接头形式时应该熟悉各种接头的优缺点。
图1.2.1 焊接接头的基本形式a)对接接头b)搭接接头c)T形接头d)角接接头5 2011/3/16第二节电弧焊接头的工作应力2.1应力集中的概念为了表示焊接接头工作应力分布的不均匀程度，这里引入应力集中的概念。
所谓应力集中，是接头局部区域的最大应力值较平均应力值高的现象。
而应力集中的大小常以应力集中系数K表示。
T2.2产生应力集中的原因在焊接接头中产生应力集中的原因是：1）焊缝中有工艺缺陷。
焊缝中经常产生的缺陷有气孔、夹杂、裂纹和未焊透等，都会在其周围产生应力集中，其中尤以裂纹和未焊透引起的应力集中最严重。
2)焊缝外形不合理。
如对接接头的余高过大，角焊缝为凸出形等，在焊趾处都会形成较大的应力集中。
3)焊缝接头设计部不合理。
如接头截面的突变、加盖板的对接接头等，均会造成严重的应力集中。
焊缝布置不合理，如只有单侧焊缝的T形及接头，也会引起应力集中。
第二章焊接结构的断裂控制与失效分析第一节焊接接头的断裂形式1.1断裂形式的分类1.疲劳断裂是高能量吸收的断裂过程，特征是材料在断裂前发牛大量的。
明显的宏观塑性变形。
韧性材料在室温下受载，一般是先产生弹性变形。
随载荷加大到屈服点后开始滑移，产生大量塑性变形。
在塑性变形达到一定程度后，在某些部位发生位错的塞积，导致微裂纹形核。
继续增加载荷时，微裂纹扩展并相互连接，直到最终断裂。
疲劳断裂是应力水平高于整体屈服应力下的由塑性变形控制的断裂过程。
裂纹扩展呈较缓慢的稳定扩展特征；减少载荷或卸载，则会随时止裂。
延性断裂过程由于伴随大量的塑性变形及能量吸收，工件的外形呈现明显的缩颈、弯曲及断面收缩等宏观整体变形，其宏观断口形貌呈凹凸不平的暗灰色纤维状。
2.脆性断裂属低能量吸收的断裂过程，特点是断裂前无显著的变形。
脆性断裂过程巾裂纹扩展速度很快，断裂往往是突然爆发，事先无征兆，因而是一种危险的断裂形式，往往会造成严重事故。
典型的脆断事故如美同俄亥俄州的“银桥”在冬季突然断为两截的事故，1949～1953年期间在美国海军中服役的一批“自由轮”脆断沉没事故等。
速此脆性断裂事故往往发生在低应力下。
当内部存在裂纹源，外部环境又恶劣(如低温下)时易发生。
脆性断裂的断口往往垂直于正应力方向，较平坦整齐，断口有金属光泽，强光下可看到断日中颗粒状的小面闪闪反光。
用肉眼可看到断口中往往有放射条纹或人字纹。
工程上规定光滑拉伸试样的断面收缩率小于5％的材料称为脆性材料。
1.2焊接接头的疲劳断裂1.疲劳的概念疲劳是材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突变发生完全断裂的过程。
疲劳极限是在指定循环基数下的中值疲劳强度循环基数一般取107更高一些。
在承受重复载荷结构的应力集中部位，当部件所受的公称应力低于弹性极限时，就可能产生疲劳裂纹，由于疲劳裂纹发展的最后阶段——失稳扩展（断裂）是突然发生的，没有预兆，没有明显的塑性变形，难以采取预防措施，所以疲劳裂纹对结构的安全性有很大威胁。
焊接结构在交应变应力或应变作用下，也会由于裂纹引发疲劳破坏。
疲劳破坏一般从应力集中处开始，而焊接结构的疲劳破坏又往往从接头处产生。
1.3焊接接头的脆性断裂1.焊接结构脆断的基本现象和特点1）多数脆断是在环境温度或介质温度降低时发生，故称为低温脆断2）脆断的名义应力较低，通常低于材料的屈服点，往往还低于设计应力。
故又称为低应力脆性破坏。
3）破坏总是从焊接缺陷处或几何形状突变、应力或应力集中处开始。
4）破坏时没有或极少有宏观塑性变形产生。
5）脆断时，裂纹传播速度极高，一般是声速的1/3左右，在钢中可达1200～1800m/s。
当裂纹扩展进入更低的应力区或材料的高韧性区时，裂纹就停止扩展。
2.焊接结构脆断的原因对各种焊接结构脆断事故进行分析和研究，发现焊接结构发生脆断是材料（包括母材和焊材）、结构设计和制造工艺三方面因素综合作用的结果。
就材料而言，主要是在工作温度下韧性不足，就结构设计而言，主要是造成极为不利的应力状态，限制了材料塑性的发挥；就制造工艺而言，除了因焊接工艺缺陷造成严重应力集中外，还因为焊接热循环的作用改变了材质（如产生热影响区的脆化）和产生焊接残余应力与变形等。
第二节焊接结构断裂控制与失效分析1.1焊接结构的完整性与不完整性同其它连接结构如铆接结构相比，焊接结构的整体性强，刚性大。
焊接结构是由不可拆卸的焊接接头连接而成的整体，连接件之间很难产生相对位移，因此容易引起较大的附加应力，使得结构的抗断裂能力降低。
焊接结构的刚性大使其对应力集中非常敏感，特别是当工作温度降低时，应力集中会增大结构发生脆断的危险性焊接结构的整体性为设计制造合理的结构提供了可能。
但是如果焊接结构发生开裂，裂纹很容易由一个构件扩展到另一构件，继而扩展到结构的整体，造成结构整体破坏。
然而铆接结构却不易发生整体破坏，因为铆接接头具有阻止裂纹跨越构件扩展的特点，即扩展中的裂纹可能会终止，从而就有可能避免灾难性的脆性破坏。
因此，在许多大型焊接结构中，有时仍保留着少量的铆接接头，其道理就在于此应用焊接技术制造整体结构的同时也会产生局部不完整性。
焊接结构的不完整性主要有材料的不连续性或焊接缺陷。
焊接缺陷对结构断裂的影响与缺陷造成的应力集中程度和缺陷附近的材料性能有关。
根据缺陷对结构断裂的影响程度，可将焊接缺陷分为平面缺陷、体积缺陷和成型不良三种类型：平面缺陷，如裂纹、未熔合和未焊透等。
这类缺陷对断裂的影响取决于缺陷的大小、取向、位置和缺陷前沿的尖锐程度。
缺陷面垂直于应力方向的缺陷、表面及近表面缺陷和前沿尖锐的裂纹，对断裂的影响最大。
体积缺陷，如气孔、夹渣等，它们对断裂的影响程度一般低于平面缺陷。
成型不良，如焊道的余高过大或不足、角变形、或焊缝处的错边等，它们会给结构带来应力集中或附加应力，对焊接结构的断裂强度产生不利影响焊接结构中的缺陷是否允许存在，目前有两大类评定标准，其一是以控制质量为基础的标准；其目前，焊接技术在飞机、发动机结构的制造中得到广泛的应用。
先进的焊接制造技术既可以获得优质的焊缝和高的尺寸精度，也满足了飞机结构整体性和轻量化的要求，但在结构完整性方面也提出了新的问题。
焊接结构在制造及运行过程中不可避免地存在或出现各种各样的缺陷、材料组织性能劣化、以及外力损伤等对结构使用性能构成影响的因素。
特别是随着结构服役时间的增加，各种损伤因素的累积导致破坏概率上升。
断裂控制是焊接结构完整性的关键，是焊接结构合于使用的基础2.2 焊接结构断裂的控制通过研究各种因素对焊接结构强度、耐久性和损伤容限等性能的影响，从而对影响焊接结构完整性的各种因素进行综合识别，科学评价焊接结构潜在失效的可能性，实现对焊接结构的完整性管理，以保证焊接结构的合于使用。
焊接结构合于使用评定技术近年来得到了较大的发展，在保证焊接结构安全方面发挥了重要作用，产生了显著的经济和社会效益。
根据我国航空焊接结构发展的需要，开展焊接结构断裂控制与完整性研究与应用，对于保证航空焊接结构的安全性与经济性具有重要意义质量控制标准与合于使用原则可以并用，在结构制造过程中，若符合质量控制标准要求，对于脆断危险性不高的结构则不必按合于使用原则进行评定；而对于具有高可靠性要求的结构，则应该对结构的缺陷容限及剩余寿命依据合于使用原则进行评定。