《焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)》課件項(xiàng)目二

1、焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)項(xiàng)目二 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形的控制項(xiàng)目二 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形的控制項(xiàng)目簡(jiǎn)介在本項(xiàng)目中我們通過完成幾個(gè)任務(wù)，主要介紹內(nèi)容有：焊接應(yīng)力與變形及其產(chǎn)生的原因；典型結(jié)構(gòu)中焊接應(yīng)力分布的一般規(guī)律；焊接過程中如何降低或消除焊接應(yīng)力；預(yù)防焊接變形的方法和焊后矯正焊接殘余變形的措施；焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂和疲勞破壞。項(xiàng)目二 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形的控制任務(wù)1典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形任務(wù)2焊接殘余應(yīng)力的控制任務(wù)3焊接殘余變形的控制任務(wù)4焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂任務(wù)5焊接結(jié)構(gòu)的疲勞破壞 任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形【任務(wù)目標(biāo)】了解焊接應(yīng)力與變形的基本概念，熟悉焊接應(yīng)力與變形的影響因素，掌握焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)

2、生的原因，為控制焊接結(jié)構(gòu)中的焊接應(yīng)力與變形提供理論依據(jù)。在焊接結(jié)構(gòu)的制造過程中，焊接結(jié)構(gòu)中不可避免地會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形，這是焊接生產(chǎn)所特有的問題。焊接應(yīng)力與變形會(huì)直接影響焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)質(zhì)量和使用性能，其中應(yīng)力的存在可能導(dǎo)致焊接裂紋、脆性斷裂和疲勞破壞，焊接變形則影響焊接結(jié)構(gòu)的加工精度。因此，我們應(yīng)該了解焊接應(yīng)力與變形的基本知識(shí)，尤其是熟悉典型焊接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力與變形，以便采取有效措施來控制這些焊接問題，從而提高焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)質(zhì)量，保證焊接結(jié)構(gòu)的使用安全性。 【任務(wù)分析】任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形（1）應(yīng)力1.應(yīng)力與變形的基本概念工作應(yīng)力物體由于受到外力的作用而在其內(nèi)部單位截面上出現(xiàn)的內(nèi)力稱

3、為工作應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力物體在沒有受到外力作用的情況下而形成的，且在物體內(nèi)自身構(gòu)成一個(gè)平衡力系的的應(yīng)力稱為內(nèi)應(yīng)力?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形（2）變形彈性變形和塑性變形 自由變形與非自由變形 當(dāng)外力或其它因素去除后變形也隨之消失，物體可恢復(fù)原狀，這樣的變形稱為彈性變形。當(dāng)外力或其它因素去除后變形仍然存在，物體不能恢復(fù)原狀的這種變形稱為塑性變形。物體的變形不受外界任何阻礙自由地進(jìn)行，這種變形稱為自由變形。如果金屬桿件在均勻加熱時(shí)變形局部受阻，則變形量不能完全表現(xiàn)出來，就是非自由變形。（1）焊接應(yīng)力任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力屬于內(nèi)應(yīng)力，它是由于焊接的不均勻加熱和冷卻而引起并存

4、在于焊件中。按作用時(shí)間分為：焊接瞬時(shí)應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力。焊接過程中，某一瞬時(shí)存在于焊件中的內(nèi)應(yīng)力稱為焊接瞬時(shí)應(yīng)力，它隨時(shí)間而變化；待焊件冷卻后，殘留于焊件中的內(nèi)應(yīng)力稱為焊接殘余應(yīng)力。2.焊接應(yīng)力與變形（2）焊接變形任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形焊接變形是由焊接而引起焊件的尺寸改變。其中焊接過程中的變形稱為焊接瞬時(shí)變形；焊后殘存于焊件中的變形稱為焊接殘余變形。任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形平截面假定：假定構(gòu)件在焊前所取的橫截面焊后仍保持為平面，即構(gòu)件變形時(shí)截面本身并不變形。金屬性能不變的假定：假定在焊接過程中材料的某些物理性能如線脹系數(shù)( )、比容（C）、熱導(dǎo)率()等均不隨溫度的變化而變化。應(yīng)力

5、應(yīng)變關(guān)系的假設(shè)：材料呈理想彈-塑性狀態(tài)，即材料屈服后不發(fā)生強(qiáng)化。金屬屈服強(qiáng)度的假定：在500以下，下屈服強(qiáng)度與常溫下相同，不隨溫度變化，500至600之間，下屈服強(qiáng)度迅速下降；600以上時(shí)呈全塑性狀態(tài) 。3.研究焊接應(yīng)力與變形的基本假定任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形4.構(gòu)件中焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因焊件的受熱不均勻焊縫金屬的收縮金屬組織的變化焊件的剛性和拘束其他影響因素 （1）平板對(duì)接直焊縫中的殘余應(yīng)力縱向應(yīng)力x 圖2-7 焊縫各截面中的x分布不同長(zhǎng)度焊縫縱截面上縱向殘余應(yīng)力x的分布5.典型焊接結(jié)構(gòu)中的殘余應(yīng)力分布任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形 垂直于焊縫的橫向應(yīng)力y的分部情況比較復(fù)

6、雜。它可分為兩個(gè)組成部分，其中一個(gè)是由于焊縫及其附近的塑性變形區(qū)的縱向收縮所引起的，用y來表示；另一個(gè)是由焊縫及其附近塑性變形區(qū)的橫向收縮的不同時(shí)性所引起的，用y來表示。任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形橫向應(yīng)力y 任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形圖a是由兩塊平板條對(duì)接而成的構(gòu)件，如果假想沿焊縫中心將構(gòu)件一分為二，即兩塊板條都相當(dāng)于板邊堆焊，它們將分別向外側(cè)彎曲，如圖b，焊縫上必然存在著兩端部分為壓應(yīng)力，中心部分為拉應(yīng)力的橫向內(nèi)應(yīng)力y,如圖c。 縱向收縮引起的y的分布任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形80mm厚板V形坡口多層焊焊縫殘余應(yīng)力的分布?xì)堄鄳?yīng)力z厚板對(duì)接焊縫中的殘余應(yīng)力 厚板接頭焊縫中除了縱向殘

7、余應(yīng)力和橫向殘余應(yīng)力外，還存在厚度方向上的殘余應(yīng)力z。 （2）焊接粱柱中的殘余應(yīng)力 任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形焊接梁柱的縱向殘余應(yīng)力分布（3）拘束條件下焊接的殘余應(yīng)力 (a)拘束狀態(tài)下焊件 (b)拘束橫向殘余應(yīng)力 (c)焊接橫向殘余應(yīng)力 (d)合成橫向殘余應(yīng)力任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形拘束狀態(tài)下對(duì)接接頭的橫向殘余應(yīng)力的分布（4）封閉焊縫中的殘余應(yīng)力 任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形圓形鍵塊封閉焊縫的殘余應(yīng)力（5）環(huán)形焊縫中的殘余應(yīng)力 圓筒環(huán)焊縫的縱向殘余應(yīng)力分布任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形6.典型結(jié)構(gòu)中的焊接殘余變形焊接殘余變形在焊接結(jié)構(gòu)中的分布是很復(fù)雜的

8、。通常，按照變形的外觀形態(tài)來分以下為五種基本變形形式：收縮變形角變形彎曲變形波浪變形扭曲變形（1）收縮變形任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形 焊后，焊件尺寸縮短的現(xiàn)象稱為收縮變形，它分為縱向收縮變形和橫向收縮變形。焊接收縮變形 （2）角變形 焊后，構(gòu)件的平面圍繞焊縫產(chǎn)生的角位移。中厚板堆焊、搭接焊、對(duì)接焊及T形接頭焊接時(shí)，都可能產(chǎn)生角變形。任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形焊接角變形示意圖（3）彎曲變形任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形焊接彎曲變形示意圖彎曲變形是由于焊縫的中心線與結(jié)構(gòu)截面的中性軸不重合或不對(duì)稱，焊縫的收縮沿構(gòu)件寬度方向分布不均勻而引起的。（4）波浪變形任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形 波浪

9、變形是一種失穩(wěn)變形，在焊接薄板結(jié)構(gòu)時(shí)，離焊縫較遠(yuǎn)的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生焊接殘余壓應(yīng)力，當(dāng)此壓應(yīng)力超過了失穩(wěn)的臨界應(yīng)力值，薄板就會(huì)出現(xiàn)波浪變形。焊接波浪變形示意圖 （5）扭曲變形任務(wù)1 典型結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形扭曲變形的原因主要是焊縫的角變形沿焊縫長(zhǎng)度方向分布不均勻。工形梁產(chǎn)生的扭曲變形主要是角變形沿焊縫長(zhǎng)度逐漸增大的結(jié)果。工形梁的扭曲變形任務(wù)2 焊接殘余應(yīng)力的控制【任務(wù)目標(biāo)】了解焊接殘余應(yīng)力對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的影響，熟悉掌握減小焊接殘余應(yīng)力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝措施，熟練掌握消除焊接殘余應(yīng)力的基本方法，以達(dá)到控制焊接殘余應(yīng)力、保證焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量的最終目的。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中，由于受焊件加熱不均勻、焊縫金屬的收縮、金

10、相組織的變化及焊件的剛性拘束等眾多因素的影響，焊接結(jié)構(gòu)不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種焊接殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力不僅會(huì)直接導(dǎo)致各種焊接殘余變形，影響到焊接結(jié)構(gòu)的形狀尺寸精度，而且還會(huì)降低焊接結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、剛度及受壓件的穩(wěn)定性等，嚴(yán)重影響焊接結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和安全使用性能。因此，為了保證焊接結(jié)構(gòu)具有良好的使用性能，必須采取措施對(duì)焊接過程中的焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行控制。有些重要的結(jié)構(gòu)，焊后還必須采取有效的措施來徹底消除焊接殘余應(yīng)力，從而不斷的提高焊接產(chǎn)品的質(zhì)量。 【任務(wù)分析】任務(wù)2 焊接殘余應(yīng)力的控制1.焊接殘余應(yīng)力對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的影響1對(duì)焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響明顯降低脆性材料結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度。2對(duì)構(gòu)件加工尺寸精度

11、的影響產(chǎn)生變形，降低加工精度。3對(duì)受壓件穩(wěn)定性的影響會(huì)導(dǎo)致梁結(jié)構(gòu)的局部或整體的失穩(wěn) 。4對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響 降低結(jié)構(gòu)的剛度?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】任務(wù)2 焊接殘余應(yīng)力的控制2.控制焊接殘余應(yīng)力的途徑和思路（1）從設(shè)計(jì)和工藝兩個(gè)方面來減小焊接殘余應(yīng)力。（2）合理選擇焊后處理工藝方法來消除焊接殘余應(yīng)力?！竟ぷ鬟^程】任務(wù)2 焊接殘余應(yīng)力的控制1.減小焊接殘余應(yīng)力的措施（2）工藝措施（1）設(shè)計(jì)措施在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮采取合適的辦法來減少焊接殘余應(yīng)力。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)格遵守限制焊接殘余應(yīng)力的設(shè)計(jì)原則，并結(jié)合構(gòu)件的使用要求從而確定合理的設(shè)計(jì)措施進(jìn)行焊接應(yīng)力控制。 合理選擇裝配順序和焊接順序，以調(diào)整殘余應(yīng)力分布； 縮小焊接

12、區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差 ； 加熱“減應(yīng)區(qū)“，減小焊接應(yīng)力 ； 降低接頭的拘束度 ；錘擊焊縫 ，釋放焊接殘余應(yīng)力 。（1）熱處理法2.消除焊接殘余應(yīng)力的方法任務(wù)2 焊接殘余應(yīng)力的控制利用材料在高溫下屈服點(diǎn)下降和蠕變現(xiàn)象來達(dá)到松弛焊接殘余應(yīng)力的目的。 整體熱處理 一般可消除6090的焊接殘余應(yīng)力，在生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛。 局部熱處理 （2）機(jī)械拉伸法任務(wù)2 焊接殘余應(yīng)力的控制采用不同方式在構(gòu)件上施加一定的拉應(yīng)力，使焊縫及其附近產(chǎn)生拉伸塑性變形，與焊接時(shí)在焊縫及其附近所產(chǎn)生的壓縮塑性變形相互抵消一部分，達(dá)到松弛焊接殘余應(yīng)力的目的。 （3）溫差拉伸法其基本原理與機(jī)械拉伸法相同，都是利用拉伸來抵消焊接時(shí)產(chǎn)

13、生的壓縮塑性變形 。 不同的是機(jī)械拉伸法利用外力來進(jìn)行拉伸，而溫差拉伸法是利用局部加熱的溫差來拉伸焊縫區(qū)。任務(wù)2 焊接殘余應(yīng)力的控制（4）錘擊焊縫任務(wù)2 焊接殘余應(yīng)力的控制焊后用錘子錘擊焊縫，可使焊縫金屬產(chǎn)生延伸變形，能抵消一部分壓縮塑性變形，起到減小焊接殘余應(yīng)力的作用。 （5）振動(dòng)法又稱振動(dòng)時(shí)效或振動(dòng)消除應(yīng)力法(VSR)。它是利用由偏心輪和變速電動(dòng)機(jī)組成的激振器，使結(jié)構(gòu)發(fā)生共振所產(chǎn)生的循環(huán)應(yīng)力來降低內(nèi)應(yīng)力 。任務(wù)3 焊接殘余變形的控制【工作過程】1.預(yù)防焊接殘余變形的措施預(yù)防焊接殘余變形可以從設(shè)計(jì)和工藝兩方面來解決。設(shè)計(jì)上如果考慮比較周到，注意減少焊接殘余變形，往往比單從工藝來解決問題方便得

14、多。相反，如果設(shè)計(jì)考慮不周，則往往給生產(chǎn)帶來許多額外的工序，大大延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品成本。因此，我們要首先考慮設(shè)計(jì)措施，然后還要采取必要工藝措施來控制焊接變形。（1）設(shè)計(jì)措施 盡量選用對(duì)稱的構(gòu)件截面和焊縫位置 ；任務(wù)3 焊接殘余變形的控制各種對(duì)稱截面和對(duì)稱焊縫位置示意圖 合理選擇焊縫長(zhǎng)度和焊縫數(shù)量； 盡量減小焊縫的截面尺寸 角接時(shí)不同的接頭形式任務(wù)3 焊接殘余變形的控制（2）工藝措施任務(wù)3 焊接殘余變形的控制留余量法合理選擇裝配焊接順序熱平衡法合理地選擇焊接方法和規(guī)范反變形法散熱法剛性固定法 留余量法 反變形法 在下料時(shí)，考慮到收縮變形而將下料零件的長(zhǎng)度或?qū)挾瘸叽绫仍O(shè)計(jì)尺寸適當(dāng)加大，以補(bǔ)償焊

15、件的收縮。 焊前預(yù)先將焊件向著與焊接變形的相反方向進(jìn)行人為的變形，焊后殘余變形抵消了預(yù)變形量。 任務(wù)3 焊接殘余變形的控制 合理選擇裝配焊接順序 任務(wù)3 焊接殘余變形的控制 散熱法 即通過不同的方式迅速帶走焊縫結(jié)構(gòu)的易變形區(qū)及其附近的熱量，減小焊縫及其附近的受熱區(qū)，達(dá)到減小焊接變形的目的。 熱平衡法 在與焊縫的位置上采用氣體火焰與焊接同步加熱，以防止變形。 熱平衡法防止箱形梁焊接變形 剛性固定法 焊接時(shí)，將焊件固定在具有足夠剛性的基體上，使焊件在焊接時(shí)不能移動(dòng) 。任務(wù)3 焊接殘余變形的控制任務(wù)3 焊接殘余變形的控制 合理地選擇焊接方法和規(guī)范如選用線能量較低的焊接方法，可以有效地防止焊接變形。

16、任務(wù)3 焊接殘余變形的控制2.矯正焊接殘余變形的方法矯正的實(shí)質(zhì)是使構(gòu)件產(chǎn)生新的變形，以抵消焊接殘余變形。但矯正過程往往會(huì)增加構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力，因此矯正變形之前，最好先消除焊接殘余應(yīng)力，以免矯正變形時(shí)內(nèi)應(yīng)力疊加增大，使構(gòu)件發(fā)生局部破裂。機(jī)械矯正法錘擊矯正法焰加熱矯正法常用的矯正方法任務(wù)3 焊接殘余變形的控制（1）機(jī)械矯正法機(jī)械矯正法是在機(jī)械力的作用下使部分金屬得到延伸，使其恢復(fù)到所要求的形狀。機(jī)械法矯正焊接變形應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 對(duì)冷裂傾向較大的高強(qiáng)度鋼采用此法應(yīng)慎重，因?yàn)闄C(jī)械法矯正易產(chǎn)生冷作硬化。 對(duì)重要焊件和合金鋼焊件，矯正后應(yīng)仔細(xì)檢查矯正處有無裂紋。 矯正波浪變形時(shí)，可沿焊縫進(jìn)行鍛打或用碾壓設(shè)備

17、碾壓焊縫。任務(wù)3 焊接殘余變形的控制（2）錘擊矯正法 該法用錘擊來延展焊縫及其周圍壓縮塑性變形區(qū)域的金屬，達(dá)到消除焊接變形的目的。這種方法比較簡(jiǎn)單，經(jīng)常用來矯正不太厚的板結(jié)構(gòu)。但它的缺點(diǎn)就是勞動(dòng)強(qiáng)度大，表面質(zhì)量不好。（3）火焰加熱矯正法利用火焰局部加熱，在高溫處，產(chǎn)生局部壓縮塑性變形，冷卻后收縮，抵消了焊后在該部位的伸長(zhǎng)變形，達(dá)到矯正變形之目的?；鹧婕訜峥墒褂闷胀ǖ臍夂负妇妫恍枰獙Ｓ玫脑O(shè)備，操作方便，工藝靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，可以在壓力容器、船舶、工字梁、箱形梁等焊接結(jié)構(gòu)上進(jìn)行各類變形矯正，因此在生產(chǎn)上應(yīng)用比較廣泛。 工字梁彎曲變形的三角形和帶狀加熱矯任務(wù)3 焊接殘余變形的控制任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆

18、性斷裂1.金屬材料斷裂的基本概念（1）斷裂概念斷裂是指金屬材料受力后局部變形量超過一定限度時(shí)，原子間的結(jié)合力受到破壞，從而萌生微裂紋，繼而發(fā)生擴(kuò)展使金屬斷開的破壞形式。斷裂可分為脆性斷裂和韌性斷裂。任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂解理斷裂機(jī)制是指晶體金屬材料沿某些特定結(jié)晶學(xué)截面發(fā)生的斷裂。解理斷裂是一種拉應(yīng)力引起的脆性穿晶斷裂，通常是嚴(yán)格地沿著一定晶面分離，這個(gè)晶面叫做解理斷裂面。但有時(shí)斷裂也可沿著晶體的滑移面或?qū)\晶面分離開裂。（2）斷裂機(jī)制剪切斷裂機(jī)制這種斷裂機(jī)制是在切應(yīng)力的作用下，沿滑移面滑移分離而形成的斷裂現(xiàn)象，它主要包括兩種類型： 一是純剪切或滑斷；二是微孔洞聚集斷

19、裂。 （3）影響金屬斷裂的因素 任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂金屬斷裂的影響因素主要有：溫度、應(yīng)力狀態(tài)和加載速度。在一定溫度、應(yīng)力狀態(tài)和加載速度下金屬材料呈韌性斷裂破壞，而在另外一些條件下，金屬材料又呈脆性斷裂破壞。 溫度的影響任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂材料的脆性斷裂在很大程度上決定于溫度。通常金屬在高溫時(shí)，具有良好的變形能力，但當(dāng)溫度降低時(shí)，其變形能力就減小，金屬的這種低溫脆化的現(xiàn)象稱為“低溫脆性”。對(duì)具體的金屬材料結(jié)構(gòu)而言，工作溫度越低，則發(fā)生脆性斷裂的傾向性就越大?？估瓘?qiáng)度和屈服強(qiáng)度與溫度關(guān)系示意圖溫度和斷裂性質(zhì)的關(guān)系示意圖 加載速度的影響任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂提高加載速度（即增大應(yīng)變速

20、率）能促進(jìn)材料脆性斷裂破壞，其作用相當(dāng)于降低材料的工作溫度，或提高了韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。 應(yīng)力狀態(tài)的影響任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂物體受外載時(shí)，在不同截面上產(chǎn)生不同的正應(yīng)力和切應(yīng)力。一般，在裂紋尖端或結(jié)構(gòu)上其他應(yīng)力集中缺陷處，容易出現(xiàn)三向拉應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致斷裂 。除了上述三大因素之外，還有金屬材料的晶粒度、顯微組織及化學(xué)成分等對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的斷裂破壞也有較大影響。 （1）焊接結(jié)構(gòu)脆斷的特征任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂2.焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂 在沒有顯著塑性變形的情況下發(fā)生的，具有突然破壞的性質(zhì)。 一旦發(fā)生脆斷破壞，瞬時(shí)擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)的整體，事故難以預(yù)防。 結(jié)構(gòu)斷裂的名義應(yīng)力較低，是一種低應(yīng)力下的破壞。又稱為

21、低應(yīng)力脆性破壞。 斷口是脆性的平斷口，宏觀外貌呈人字紋和晶粒狀，微觀上多為晶界斷裂和解理斷裂。 多數(shù)脆斷是在環(huán)境溫度較低時(shí)發(fā)生，故稱為低溫脆斷。 破壞總從焊接缺陷處或幾何形狀突變、應(yīng)力和應(yīng)變集中處開始的。（2）影響焊接結(jié)構(gòu)脆性斷裂的因素任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂 材料狀態(tài)的影響主要是母材和焊縫金屬晶粒度，母材和焊縫金屬化學(xué)成分等對(duì)材料韌性的影響。 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響焊接結(jié)構(gòu)剛度大，整體性強(qiáng)，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性高，不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等產(chǎn)生不利的應(yīng)力狀態(tài)。 焊接制造工藝的影響冷熱加工后，其材質(zhì)可能發(fā)生變化，焊接可能產(chǎn)生缺陷，焊后產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形等，都對(duì)結(jié)構(gòu)脆斷有影響?！竟ぷ鬟^程】任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的

22、脆性斷裂脆性斷裂是由裂紋的萌生和擴(kuò)展兩個(gè)階段組成的。因此為了防止焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性斷裂，相應(yīng)地提出了兩個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：一是防止裂紋產(chǎn)生的準(zhǔn)則（即“開裂控制”）；二是止裂性能準(zhǔn)則（即“止裂控制”）。前者是要求焊接結(jié)構(gòu)的最薄弱的部位，即焊接接頭處具有抵抗脆性裂紋產(chǎn)生的能力，即抗裂能力；后者要求如果這些部位產(chǎn)生了脆性小裂紋，其周圍材料應(yīng)具有將其迅速止住的能力。顯然，后者比前者要求更苛刻。1.防止焊接結(jié)構(gòu)脆性斷裂的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂2.防止焊接結(jié)構(gòu)脆性斷裂的措施造成焊接結(jié)構(gòu)脆性斷裂的基本因素是：材料在工作條件下韌性不足，結(jié)構(gòu)上存在嚴(yán)重應(yīng)力集中（包括設(shè)計(jì)上和工藝上）和過大的拉應(yīng)力（包括工作應(yīng)力

23、、殘余應(yīng)力和溫度應(yīng)力）。若能有效地解決其中一方面因素所存在的問題，則發(fā)生脆斷的可能性將顯著減小。通常是從選材、設(shè)計(jì)和制造三方面采取措施來防止結(jié)構(gòu)的脆性破壞。任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂與其他結(jié)構(gòu)選擇相同，焊接結(jié)構(gòu)選擇材料的基本原則也是既要保證結(jié)構(gòu)的使用安全性，又要考慮制造的經(jīng)濟(jì)性。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)原則： 減少結(jié)構(gòu)或焊接接頭部位的應(yīng)力集中； 減小焊接結(jié)構(gòu)的截面厚度 ； 減小結(jié)構(gòu)的剛度 ； 重視附件或不受力焊縫 ；（2）合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）正確、合理地選用材料 （3）合理安排焊接結(jié)構(gòu)的制造工藝任務(wù)4 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂 合理的制造工藝是決定結(jié)構(gòu)抗裂能力的最后保障。 充分考慮應(yīng)變時(shí)效引起局部脆性； 合理選擇焊接材料、焊接方法和工藝參數(shù)； 必要時(shí)采用熱處理工藝； 文明生產(chǎn)、嚴(yán)格管理，妥善運(yùn)輸和保管。 任務(wù)5