第四节 焊接接头的脆性断裂与疲劳破坏

焊接接头的脆性断裂与疲劳破坏主讲教师：冯菁菁所属专业：焊接技术应用焊接结构生产1.焊接结构脆断的特点一般在环境温度或介质温度降低时发生的。1脆断时的应力较低，往往低于屈服强度。23破坏总是从焊接缺陷或几何形状突变处开始的。4破坏时没有或极少有宏观塑性变形发生。断裂时，裂纹传播速度极高，为声速1/3左右。56断口附近韧性差，远处仍符合要求。一、焊接结构的脆断断裂2.焊接结构脆断的原因材料在工作温度下塑性和韧性不足焊缝的粗大组织及热影响区的脆化材料中存在裂纹等缺陷达到足够的应力水平一、焊接结构的脆断断裂3.影响金属脆断的主要因素影响焊接结构脆断的主要因素：温度的影响加载速度的影响应力状态的影响材料状态的影响影响结构脆断的设计因素影响结构脆断的工艺因素一、焊接结构的脆断断裂影响焊接结构脆断的主要因素——材料状态的影响厚度的影响：厚度增大，发生脆断的可能性增大。晶粒度的影响：晶粒度越细，越不易发生脆断。化学成分的影响：碳素结构钢，随着含碳量的增大，脆断倾向增大。影响焊接结构脆断的主要因素——温度的影响图1钢的温度与拉伸性能关系温度影响：随着温度降低，材料发生脆断的倾向增加。图2温度对三类不同材料冲击吸收能量的影响影响焊接结构脆断的主要因素——加载速度的影响图3加载速度对ReL的影响加载速度影响：加载速度提高促进材料脆断。影响焊接结构脆断的主要因素——应力状态的影响塑性变形是由于金属内有切应力存在，若最大的切应力先达到材料的切断抗力则发生延性断裂，当最大的正应力先达到材料的正抗断力，则发生脆性断裂。因此，发生断裂的性质还与材料的正断抗力和切断抗力有关。4.预防焊接结构脆断的措施

钢材应具有一定的止裂性能，同时钢材的强度和韧性要兼顾，不能片面强调强度指标。正确的选用材料合理的结构设计正确的制造过程一、焊接结构的脆断断裂防止焊接结构脆断的措施——合理的结构设计对附件或不受力焊缝给予足够重视。尽量减小结构的刚度减少结构或接头部位的应力集中不采用过厚的截面合理结构设计防止焊接结构脆断的措施——正确的制造过程01020305关键点在结构上，重视每一条焊缝。保证焊透前提下，选用小的热输入。充分考虑应变时效引起局部脆性的不利影响。。严格管理，加强工艺纪律。04减小或消除焊接残余内应力。疲劳的概念

金属材料、零件和构件在循环应力或循环应变作用下经过较长时间而发生断裂的现象称为疲劳。二、疲劳破坏二、疲劳破坏1）疲劳断裂都经历裂纹萌生、稳定扩展和失稳扩展三个阶段；2）疲劳裂纹宏观断口呈脆性，无明显塑性变形。1.疲劳的基本特征及危害3）疲劳破坏具有突发性和灾难性。二、疲劳破坏2.疲劳断裂的原因

疲劳断裂一般从应力集中处开始，而焊接结构的疲劳又往往是从焊接接头处开始，产生疲劳裂纹所需的循环次数也远比其他连接形式少，这是因为焊接接头中容易产生未焊透、夹渣、咬边、裂纹等焊接缺陷，它们往往就是疲劳裂纹源，可直接越过疲劳裂纹的孕育期，加速断裂的过程。二、疲劳破坏3.影响疲劳强度的因素主要因素1应力集中和表面状态的影响。2焊接残余应力的影响。3焊接缺陷的影响。二、疲劳破坏4.提高疲劳强度的措施特殊保护措施05OPTION具体措施01OPTIO