焊接断裂原因分析

3 焊接结构疲劳断裂的防治方法
1.焊接结构疲劳断裂的原因和影响因素 疲劳断裂是在循环应力、拉应力和塑性 应变这三者的共同作用下发生的低应力破 坏。由于焊接结构易于存在焊接缺陷和较 严重的应力集中，所以焊接结构的疲劳往 往是从焊接接头处产生。
焊接结构疲劳断裂的原因和影响因素
1.应力的影响 ① 增加拉伸应力会降低疲劳寿命，而增加压 缩应力则可提高疲劳强度。 ② 焊接残余应力会降低焊接接头的疲劳强度， 这时构件的平均应力随之提高，应力比增大， 裂纹扩展速率会增加。 2.接头形式及应力集中的影响 3.焊接缺陷的影响 4.热影响区金属性能变化的影响
2 防止和控制焊接结构产生应力腐蚀的措施 2.1 设计方面的控制 2.2 制造工艺过程中的控制 ① 焊接材料选择 ② 焊接工艺条件的控制 ③ 控制冷作变形
焊接过程引起的两种脆化
• ① 焊接时由于加热、冷却引起接头区冶金 组织变化，冷却过程中形成的高碳马氏体 和粗大晶粒等金相组织将使焊接接头区韧 性降低，另外，微量有害元素偏聚和氢含 量增加也是导致韧性降低的原因。 • ② 焊接热循环过程中产生的塑性应变会引 起热应变脆化。
焊接结构脆性断裂的防治方法
1 降低结构局部区域的应力水平 ① 设计过程中的控制措施 ②制造工艺中的控制措施 ③消除焊接残余应力
焊接结构脆性断裂的防治方法
2 减少结构缺陷 ① 合理设计 ② 优化制造工艺
焊接结构脆性断裂的防治方法
3 改善材料的断裂韧性 ① 正确的设计选材 应采用“等韧性”或“等性能”原则，才 能保证 焊缝区不成为结构的薄弱环节， 以避免脆 性断裂。 ② 优化焊接工艺 ③ 合理制订、严格执行耐压试验规程
焊接结构断裂失效的分类及危害
疲劳断裂失效 金属材料及其结构因受交变载荷而 发生损坏或断裂的现象，称为 疲劳断裂。 疲劳断裂过程一般由三个阶段组成： ① 初始疲劳裂纹在应力集中区孕育、 萌生； ② 裂纹亚临界扩展或稳定扩展； ③ 失稳扩展，以至与断裂。
焊接结构断裂失效的分类及危害
应力腐蚀断裂失效 腐蚀是材料与周围介质作 用产生的物理化学过程。 而应力腐蚀是指敏感金 属或合金在一定的拉应 力和一定腐蚀介质环境 共同作用下所产生的腐 蚀断裂过程。
提高焊接结构疲劳强度的方法
2.1 降低应力集中 凡是降低应力集中的措施都可提高结构的疲劳强 度，有： ① 合理设计构件的结构形式，减少应力集中。 ② 尽量选择应力集中系数小的焊接接头形式，并 保证母材与焊缝之间平缓过渡。 2.2 减少、调整焊接应力 对于焊接接头，减小、消除残余拉应力或使该处 产生残余应力都可提高疲劳强度。 2.3 焊缝表面打磨、抛光，表面强化处理
2.焊接结构脆性断裂的防治
1. 焊接结构脆性断裂的原因 • ① 由大量破坏、失效事故的分析研究中发 现，焊接结构低应力脆断破坏的根本原因 在于结构中存在着各种缺陷和裂纹。 • ② 这些裂纹和缺陷的产生一部分是在结构 的加工制造过程中。另一部分是在使用过 程中如疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹。 • ③ 其中裂纹是最严重的缺陷，而焊接则是 产生裂纹的主要原因。
4.焊接结构应力腐蚀断裂的防治
1 应力腐蚀裂纹产生的机理和影响因素 1.1 定义： 应力腐蚀：指敏感金属或合金在一定拉应 力和一定腐蚀介质环境共同作用下所引起 的腐蚀断裂过程。 1.2 两种机理： 1.2.1 电化学应力腐蚀机理 1.2.2 机械破裂应力腐蚀开裂机理
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防止和控制焊接结构产生应力腐蚀 的措施
Chapter 4 焊接结构的断裂失效与防治
本章重点：1.焊接结构断裂失效的分类及危害 2.焊接脆性断裂的防治方法 3.焊接疲劳断裂的防治方法 4.焊接应力腐蚀断裂防治方法 本章难点：1.焊接结构断裂失效的分类及危害 2.焊接脆性断裂的防治方法
1.焊接结构断裂失效的分类及危害
5.1 焊接结构断裂失效的分类及危害 焊接结构断裂失效中，最为严重的是脆性断裂 失效、疲劳断裂失效和应力腐蚀断裂失效三种类 型。 1. 脆性断裂失效 脆性断裂---通常称为低应力脆断。一般都在应力 低于结构的设计应力和没有显著的塑性变形的情 况下发生的。