焊接结构的疲劳ppt课件

1、 焊焊 接接 结结 构构焊接构造脆性断裂焊接构造脆性断裂Brittle Fracture资料成型及控制工程2021.9 焊接结构焊接结构焊接构造脆性断裂、疲劳断裂事故时有发生，典型案例：焊接构造脆性断裂、疲劳断裂事故时有发生，典型案例：实例之一：二战期间，美国实例之一：二战期间，美国250艘全焊接战时规范船的断裂艘全焊接战时规范船的断裂事故，其中事故，其中10艘在安静港湾忽然一断为二。艘在安静港湾忽然一断为二。实例之二一：泰坦尼克号的失事是低温引起资料焊接处脆断实例之二一：泰坦尼克号的失事是低温引起资料焊接处脆断实例之三：实例之三：2001年年11月月7日，四川省宜宾市南门中承拱桥因日，四川省

2、宜宾市南门中承拱桥因吊杆脆断呵斥大桥桥面坍塌吊杆脆断呵斥大桥桥面坍塌实例之四：实例之四：1998年年3月月5日，西安液化石油气站日，西安液化石油气站2个个400 m3球球罐发生特大爆炸事故。一只紧固螺栓的疲劳断裂罐发生特大爆炸事故。一只紧固螺栓的疲劳断裂 焊接结构焊接结构 四川天然气管道曾经发生多起硫化物应力腐蚀引起的爆裂四川天然气管道曾经发生多起硫化物应力腐蚀引起的爆裂事故，其中一同发生在事故，其中一同发生在1995年底，走漏的天然气引起了年底，走漏的天然气引起了火灾。管道为火灾。管道为7208.16 mm 螺旋焊管，工厂压力螺旋焊管，工厂压力1.92.5MPa。事故管段曾经运转。事故管段曾

3、经运转16年。爆口长度年。爆口长度1440mm，沿焊缝扩展。管道内壁腐蚀细微，断口无明显减薄景象。沿焊缝扩展。管道内壁腐蚀细微，断口无明显减薄景象。经过实验分析，结论为硫化物应力腐蚀引起，与天然气中经过实验分析，结论为硫化物应力腐蚀引起，与天然气中含有含有H2S及补焊工艺不合理及补焊工艺不合理 使焊缝产生了马氏体组织和使焊缝产生了马氏体组织和高的剩余应力有关。高的剩余应力有关。 塔吊：地角螺栓塔吊：地角螺栓45钢、钢、40Cr，焊接部位易脆断，焊接部位易脆断 焊接结构焊接结构 本章提要：本章提要： 1脆性断裂的危害及其根本特征；脆性断裂的危害及其根本特征； 2呵斥焊接构造脆断的主要缘由；呵斥焊

4、接构造脆断的主要缘由； 3焊接构造脆断的主要影响要素；焊接构造脆断的主要影响要素； 4焊接构造脆断的主要防止措施。焊接构造脆断的主要防止措施。 以上内容作为本章的要点。以上内容作为本章的要点。 焊接结构焊接结构5.1 焊接构造脆断的根本缘由与脆断的根本焊接构造脆断的根本缘由与脆断的根本特征特征 5.1.1 金属的脆性断裂金属的脆性断裂 通常指沿一定结晶面劈裂的解理断裂或晶界断裂。通常指沿一定结晶面劈裂的解理断裂或晶界断裂。 5.1.2 脆断的根本特征脆断的根本特征 1脆断由正应力引起，几乎没有塑性变形；脆断由正应力引起，几乎没有塑性变形； 2脆断时所需能量小，属于低应力破坏；脆断时所需能量小，

5、属于低应力破坏； 3裂纹扩展速度快可达裂纹扩展速度快可达1800km/s，具有突发性，具有突发性， 措不及防；措不及防； 4脆断对温度条件敏感，即所谓的金属冷脆景象；脆断对温度条件敏感，即所谓的金属冷脆景象； 焊接结构焊接结构 5.1.3 金属脆断的断口特征：金属脆断的断口特征： 1断面颜色：断面颜色： 解理断裂：晶状断口，闪闪发光；解理断裂：晶状断口，闪闪发光； 晶界断裂：较灰暗；晶界断裂：较灰暗； 2宏观断口外形：宏观断口外形： 解理断裂：断口平齐，有放射状撕裂棱形，即解理断裂：断口平齐，有放射状撕裂棱形，即 人字纹，其尖锋指向裂纹源；人字纹，其尖锋指向裂纹源； 晶界断裂：外表平齐，呈颗粒

6、或粗瓷状，边缘晶界断裂：外表平齐，呈颗粒或粗瓷状，边缘 有剪切唇；有剪切唇； 焊接结构焊接结构脆断的断口特征3微观断口形貌：微观断口形貌： 解理断裂：河流花样，舌状花样，解理断裂：河流花样，舌状花样， 扇形花样；扇形花样； 晶界断裂：冰糖状花样，晶界断裂：冰糖状花样， 岩石状花样，岩石状花样， 不同程度的晶粒多面体。不同程度的晶粒多面体。 焊接结构焊接结构35CrMo 870正火正火 等轴韧窝等轴韧窝 铸铁铸铁 氢脆氢脆 沿晶冰糖状沿晶冰糖状 焊接结构焊接结构 焊接结构焊接结构 焊接结构焊接结构5.1.4 焊接构造脆断的产生缘由 金属脆断实际阐明，金属发生脆断的影响要素金属脆断实际阐明，金属发

7、生脆断的影响要素很多。情况较为复杂；很多。情况较为复杂； 焊接构造发生脆断的缘由更加复杂。专业人员尤其焊接构造发生脆断的缘由更加复杂。专业人员尤其需求深化研讨。需求深化研讨。 从宏观上可定性地概括为以下几点：从宏观上可定性地概括为以下几点： 1) 1) 构造在运用工况下的韧性缺乏；构造在运用工况下的韧性缺乏； 尤其是缺口韧性缺乏；尤其是缺口韧性缺乏； 这与资料本身的性能、构件的加工质量、载荷作用这与资料本身的性能、构件的加工质量、载荷作用方式、环境与介质条件等均有一定关系。方式、环境与介质条件等均有一定关系。 焊接结构焊接结构5.1.4 焊接构造脆断的产生缘由 2构造在设计、制造环节上存在工艺

8、缺陷；构造在设计、制造环节上存在工艺缺陷； 这些未能得以及时消除的工艺缺陷，进一步呵斥了构这些未能得以及时消除的工艺缺陷，进一步呵斥了构件承载才干件承载才干尤指抗开裂才干的恶化。尤指抗开裂才干的恶化。 如：焊接剩余应力、附加剩余变形、热应变时效以及如：焊接剩余应力、附加剩余变形、热应变时效以及各种焊接缺陷等引起的应力集中和脆化景象。各种焊接缺陷等引起的应力集中和脆化景象。 3产品检验技术不够完善，并未对重要构造采取有效的产品检验技术不够完善，并未对重要构造采取有效的质量跟踪措施和及时准确的无损评价。质量跟踪措施和及时准确的无损评价。 涉及：产品检验技术规范、手段等。涉及：产品检验技术规范、手段

9、等。 焊接结构焊接结构5.1.5 焊接构造发生脆断的危害性焊接构造发生脆断的危害性 1) 金属构造发生脆断的几率金属构造发生脆断的几率 从总体上并不大，低于从总体上并不大，低于0.4 ； 2脆断的突发性脆断的突发性 ！ 虽然脆断发生的几率并不大，但由于脆断发生具有突虽然脆断发生的几率并不大，但由于脆断发生具有突发性，往往难以防备，因此，呵斥的损失往往是难以想象发性，往往难以防备，因此，呵斥的损失往往是难以想象的，有时甚至是灾难性的！这已被历史所见证。的，有时甚至是灾难性的！这已被历史所见证。 可见，焊接构造的平安性依然是每个焊接任务者必需可见，焊接构造的平安性依然是每个焊接任务者必需关注的问题

10、。关注的问题。 焊接结构焊接结构5.2 影响金属脆性断裂的要素影响金属脆性断裂的要素 详细分析金属脆断的影响要素时，又可从详细分析金属脆断的影响要素时，又可从总体上将它们分为内因和外因。总体上将它们分为内因和外因。 义务：义务： 1) 1)经过对脆断影响要素的深化分析，全面认识经过对脆断影响要素的深化分析，全面认识 脆断的本质与产活力理；脆断的本质与产活力理； 2)2)深化了解结合强度实际深化了解结合强度实际, , 学会运用力学形状图学会运用力学形状图 综合断定金属的断裂性质及相关问题。综合断定金属的断裂性质及相关问题。 焊接结构焊接结构5.2.1 5.2.1 影响金属脆断的外部要素影响金属脆

11、断的外部要素 1)引起脆断的外部三要素：引起脆断的外部三要素： 应力形状、温度条件、加载速度。应力形状、温度条件、加载速度。 深化了解：深化了解： 温度条件是引发金属脆断的前提温度条件是引发金属脆断的前提 促成脆性转变！促成脆性转变！ 应力形状是决议断裂性质的天平应力形状是决议断裂性质的天平 基于载荷方式！基于载荷方式！ 加载速度那么是促成脆断的导火索加载速度那么是促成脆断的导火索 胜似雪上加霜！胜似雪上加霜！ 焊接结构焊接结构详细分析外部三要素温度的影响温度的影响 温度条件影响断裂性质的根本缘由是：温度条件影响断裂性质的根本缘由是： 资料能否有冷脆景象资料能否有冷脆景象 ！ 实验证明：有些金

12、属的冲击韧性目的实验证明：有些金属的冲击韧性目的 对温度具有敏感性。对温度具有敏感性。 即当温度由高到低变化到某一临界范围时，其冲击即当温度由高到低变化到某一临界范围时，其冲击韧性会发生骤然下降，资料学称之为冷脆景象，而导致金韧性会发生骤然下降，资料学称之为冷脆景象，而导致金属发生冷脆景象的临界温度称为该金属的延属发生冷脆景象的临界温度称为该金属的延脆性转变温脆性转变温度。度。 显然，资料的延显然，资料的延脆性转变温度越低，在一定温度脆性转变温度越低，在一定温度下发生冷脆的倾向越小！下发生冷脆的倾向越小！ 焊接结构焊接结构具有冷脆景象金属的晶格特征具有冷脆景象金属的晶格特征 研讨阐明：具有冷脆

13、景象的金属多为：研讨阐明：具有冷脆景象的金属多为： 体心立方晶格或密排六方晶格构造。体心立方晶格或密排六方晶格构造。 大多面心立方晶格的金属，如：大多面心立方晶格的金属，如： 铝、铜等金属那么没有冷脆景象。铝、铜等金属那么没有冷脆景象。 所以，低温环境的压力容器往往选择所以，低温环境的压力容器往往选择 含镍量较高的面心立方晶格的金属。含镍量较高的面心立方晶格的金属。 这类金属资料具有较高的低温韧性！这类金属资料具有较高的低温韧性！ 焊接结构焊接结构不同资料冲击韧性与温度关系曲线不同资料冲击韧性与温度关系曲线 焊接结构焊接结构应力形状的影响应力形状的影响 1结合强度实际结合强度实际 根本概念：根

14、本概念： 资料某一单元体受力形状能够是多种多资料某一单元体受力形状能够是多种多样，但是，资料内部产生的最大正应力和最大样，但是，资料内部产生的最大正应力和最大切应力是有极限的。切应力是有极限的。 当最大切应力未到达极限值时，最大正当最大切应力未到达极限值时，最大正应力首先到达极限值那么发生脆性断裂；应力首先到达极限值那么发生脆性断裂； 当最大正应力未到达极限值时，最大切当最大正应力未到达极限值时，最大切应力首先到达极限值那么发生延性断裂。应力首先到达极限值那么发生延性断裂。 焊接结构焊接结构2 2力学形状图：力学形状图： 力学形状图力学形状图结合强度实际的转化方式！结合强度实际的转化方式！ma

15、max12tktTSOT 力学形状图力学形状图SoT 正断抗力；tT 剪切屈服极限；tK 剪断抗力。 焊接结构焊接结构3 3应力形状目的应力形状目的: : 力学形状图中，过坐标原点的直线与横坐标轴的夹角的正力学形状图中，过坐标原点的直线与横坐标轴的夹角的正切值，即定义为应力形状目的。切值，即定义为应力形状目的。 显然，显然， max /max max /max 其数值对应于一定的应力形状是不变的。其数值对应于一定的应力形状是不变的。 在力学形状图中，在力学形状图中， SoT SoT 正断抗力；正断抗力； tT tT 剪切屈服极限；剪切屈服极限； tK tK 剪断抗力。剪断抗力。 焊接结构焊接结

16、构应力形状举例应力形状举例4常见加载方式对应的应力形状常见加载方式对应的应力形状单轴拉伸单轴拉伸 tg=1/2圆棒改动圆棒改动 tg=1双向拉伸双向拉伸 tg=1/2单向紧缩单向紧缩 tg=1/2，为泊松比，为泊松比， 如对于钢如对于钢=0.3，tg=1.66三向拉伸三向拉伸 tg=1-3/1/2三相等轴拉伸应力形状，因三相等轴拉伸应力形状，因1=2=3， 那么那么tg= 0 焊接结构焊接结构5断裂性质的断定：力学形状图的运用断裂性质的断定：力学形状图的运用 在力学形状图中，应力形状可用斜率为在力学形状图中，应力形状可用斜率为tg的直线表示，的直线表示，该斜率即为应力形状目的。随着加载过程的进

17、展，虽然该斜率即为应力形状目的。随着加载过程的进展，虽然应力形状目的坚持不变，但实践载荷不断提高。应力形状目的坚持不变，但实践载荷不断提高。 脆断条件脆断条件:max SoT ，maxtT ； 屈服条件屈服条件:maxSoT，maxtT ； 延性破坏条件延性破坏条件:max SoT，maxtK。 结论结论: 应力形状目的应力形状目的tg的值越低，的值越低， 发生脆断能够性越大发生脆断能够性越大! 焊接结构焊接结构6缺口效应对应力形状目的的影响具有锋利缺口的厚板构造，缺口即使在单向应力作用下，具有锋利缺口的厚板构造，缺口即使在单向应力作用下，缺口尖端也会出现三向拉应力形状，使应力形状目的缺口尖端

18、也会出现三向拉应力形状，使应力形状目的tgtg严重降低，增大了脆断的能够性！严重降低，增大了脆断的能够性！三相等轴拉伸应力形状，其应力形状目的三相等轴拉伸应力形状，其应力形状目的tg=0tg=0，故其，故其破坏方式一定是脆性断裂！破坏方式一定是脆性断裂！经过上述分析，不难了解经过上述分析，不难了解塑性好的资料也会发生低塑性好的资料也会发生低应力破坏的道理！应力破坏的道理！ 焊接结构焊接结构7 7用力学形状图解释温度降低对脆断的影响用力学形状图解释温度降低对脆断的影响 原理：随着温度的降低，原理：随着温度的降低， 剪切屈服极限剪切屈服极限tTtT升高，升高， 而正断抗力而正断抗力SOTSOT不变

19、，不变， 故脆断危险性添加！故脆断危险性添加！ 联想：资料的屈服极限联想：资料的屈服极限s s 随温度的提高而降低！反过来，随温度的提高而降低！反过来，必然提高！必然提高！ 焊接结构焊接结构1温度的影响 温度对拉伸性能的影响温度对拉伸性能的影响 焊接结构焊接结构温度对冲击韧性的影响温度对冲击韧性的影响 温度对温度对Ni-Cr-Mo-V钢断裂韧性的影响钢断裂韧性的影响 温度降低断裂韧性、冲击韧性都降低，抗冲击才干、抗裂纹扩张才干降低温度降低断裂韧性、冲击韧性都降低，抗冲击才干、抗裂纹扩张才干降低 焊接结构焊接结构加载速度的影响加载速度的影响 研讨阐明：研讨阐明： 加载速度加载速度d/dt提高，其

20、作用相当于温度降低，提高，其作用相当于温度降低， 同样会使剪切屈服极限同样会使剪切屈服极限tT升高，而正断抗力升高，而正断抗力SOT 不变，那么脆断危险性添加！不变，那么脆断危险性添加！ tT， SOT tT d/dt加载速度对脆断的影响规律 焊接结构焊接结构应力集中对应力集中对d/dt的影响的影响 应该指出，在构造缺口处由于应力集中作用，使加载应该指出，在构造缺口处由于应力集中作用，使加载速度速度d/dt明显提高，故脆断危险性增大。明显提高，故脆断危险性增大。载荷的冲击性越大，即加载速度载荷的冲击性越大，即加载速度d/dt越大，对工件的越大，对工件的危害也就越大！危害也就越大！ 这使我们不难

21、了解这使我们不难了解为什麽采用落锤实验研讨资料为什麽采用落锤实验研讨资料的抗脆断的性能！的抗脆断的性能！ 焊接结构焊接结构5.2.2 资料形状内部要素的影响资料形状内部要素的影响 1)板厚的影响板厚的影响 应力形状方面：应力形状方面： 厚板构造在受力时沿厚度方向的变形遭到很大限制，构厚板构造在受力时沿厚度方向的变形遭到很大限制，构成平面应变形状，在缺口处易出现三向拉应力，使脆断成平面应变形状，在缺口处易出现三向拉应力，使脆断倾向增大。倾向增大。 冶金方面：冶金方面： 厚板轧制量小，终轧温度高，组织疏松，不均匀，韧性厚板轧制量小，终轧温度高，组织疏松，不均匀，韧性相对较差。相对较差。 焊接结构焊

22、接结构 2)晶粒度的影响晶粒度的影响 对软钢而言，晶粒愈细对软钢而言，晶粒愈细,韧性愈高韧性愈高, 延延脆性转变温度愈低。脆性转变温度愈低。 3)化学成分的影响化学成分的影响 有害元素有害元素 C、N、O、H、S、P等合金元素使等合金元素使资料脆性添加；资料脆性添加； 有益元素有益元素 Mn、Ni、Cr、V等合金元素使资料等合金元素使资料脆性降低！脆性降低！ 焊接结构焊接结构5.3 影响焊接构造脆断的主要要素影响焊接构造脆断的主要要素 偏重焊接工艺引起的新矛盾、新问题。偏重焊接工艺引起的新矛盾、新问题。 5.3.1 5.3.1 应变时效引起的部分脆性应变时效引起的部分脆性 1) 1) 时效的概

23、念时效的概念在一定温度下，资料性能随时间发生在一定温度下，资料性能随时间发生变化的景象称为时效。变化的景象称为时效。 其英文为其英文为agingaging，即，即ageage的如今分词。的如今分词。 2) 2) 应变时效的分类应变时效的分类 静应变时效也称冷变形时效；静应变时效也称冷变形时效； 动应变时效也称为热应变脆化。动应变时效也称为热应变脆化。 焊接结构焊接结构应变时效的概念应变时效应变时效 是指金属经过一定量的塑性变形后，再阅历是指金属经过一定量的塑性变形后，再阅历150400温度范温度范围的加热作用而呵斥的资料塑性下降的景象。围的加热作用而呵斥的资料塑性下降的景象。静应变时效静应变时

24、效 是指金属经过是指金属经过“ 冷加工而产生冷加工而产生 一定量的塑性变形导致的应变时效。一定量的塑性变形导致的应变时效。动应变时效动应变时效 是指金属经过是指金属经过“热循环而产生热循环而产生 一定量的热塑性变形导致的应变时效。一定量的热塑性变形导致的应变时效。 焊接结构焊接结构 3)应变时效产生的危害应变时效产生的危害 有害的时效往往使资料性能变坏：硬度提高，塑性下降，有害的时效往往使资料性能变坏：硬度提高，塑性下降，韧性变差。韧性变差。 热应变时效使资料塑性极度下降，热应变时效使资料塑性极度下降， 即所谓即所谓“塑性耗竭！塑性耗竭！4应变时效的消除应变时效的消除 静应变时效：切削时变形小

25、，可铇去冷变形部分；或采静应变时效：切削时变形小，可铇去冷变形部分；或采用用550560热处置。热处置。 动应变时效：多产生于应力集中处，危害较大。采用动应变时效：多产生于应力集中处，危害较大。采用550560热处置，同时还可消除剩余应力，改善部热处置，同时还可消除剩余应力，改善部分脆性。分脆性。 焊接结构焊接结构不同应变量对动应变时效的影响不同应变量对动应变时效的影响静应变时效与动应变时效影响的比较静应变时效与动应变时效影响的比较焊后焊后550550560560回火可消除剩余应力及应变时效脆化倾向回火可消除剩余应力及应变时效脆化倾向应变时效对脆断的影响应变时效对脆断的影响 焊接结构焊接结构5

26、.3.2 焊接缺陷的影响焊接缺陷的影响 区别对待区别对待 焊接缺陷的影响与其所在的位置和种类有关焊接缺陷的影响与其所在的位置和种类有关! 影响的本质影响的本质: 损失承载截面损失承载截面;构成缺口效应构成缺口效应,导致应力集中导致应力集中! 防止措施防止措施: 改良工艺改良工艺,加强管理加强管理,强化检测手段强化检测手段!运用运用 质量管理体系的功能，尽最大能够消除焊接缺陷！质量管理体系的功能，尽最大能够消除焊接缺陷！ 焊接结构焊接结构 5.3.3 角变形和错边的影响角变形和错边的影响 实验结果实验结果: 角变形添加角变形添加,转变温度升高转变温度升高! 缘由分析缘由分析: 角变形过大使工件承

27、载时产生附加弯矩角变形过大使工件承载时产生附加弯矩,呵斥熔合线处的应力集中程呵斥熔合线处的应力集中程度加大！度加大！ 因此，脆断的危险性增大！因此，脆断的危险性增大！ 严重错边与角变形过大作用等同！严重错边与角变形过大作用等同！ 防止措施防止措施尽量减小角变形或错边；尽量减小角变形或错边；亦可在熔合线亦可在熔合线(焊趾焊趾) 堆焊防裂焊缝。堆焊防裂焊缝。 焊接结构焊接结构5.3.4 接头金相组织改动对脆性的影响 主要目的: 充分留意焊接热影响区的几个脆化区! 如：接近熔合线附近的粗大的魏氏组织区； 处于蓝脆温度范围的脆化区； 合金钢接头中的高硬度马氏体区。 处置措施： 必要时进展回火或正火处置

28、。消除脆性组织，同时消除焊接应力！ 焊接工艺要合理控制焊接线能量。 焊接结构焊接结构 5.3.5 焊接剩余应力和塑性变形的影响焊接剩余应力和塑性变形的影响 宽板拉伸实验结果：宽板拉伸实验结果： 剩余应力和塑性变形影响断裂应力！剩余应力和塑性变形影响断裂应力！ ESSO实验结果：实验结果： 剩余应力影响裂纹扩展方向剩余应力影响裂纹扩展方向 ！ 预防措施：预防措施： 合理布置焊缝合理布置焊缝 不使焊缝过于密集不使焊缝过于密集 ； 调整剩余应力场调整剩余应力场部分加热、热处置、部分加热、热处置、 机械拉伸等。机械拉伸等。 焊接结构焊接结构C-Mn焊条电弧焊接头的焊条电弧焊接头的COD 焊接结构焊接结

29、构n 宽板实验的结果显示：在韧脆转变温度以上剩余应力无影响，在宽板实验的结果显示：在韧脆转变温度以上剩余应力无影响，在韧脆转变温度以下有不利影响。与任务应力叠加促进脆断的发生。韧脆转变温度以下有不利影响。与任务应力叠加促进脆断的发生。n 剩余应力的存在还会改动裂纹的走向。剩余应力的存在还会改动裂纹的走向。 焊接结构焊接结构5.4 防止焊接构造脆断的措施 总括：焊接构造发生脆断的危险依然存在！总括：焊接构造发生脆断的危险依然存在！ 防止焊接构造脆断的战略应该从多方面着眼：防止焊接构造脆断的战略应该从多方面着眼： 1选择与实践工况匹配的低温韧性好的母材；选择与实践工况匹配的低温韧性好的母材；满足缺

30、口韧性目的的要求！满足缺口韧性目的的要求！ 2优化构造设计优化构造设计,完善制造工艺，消除焊接缺陷、焊接完善制造工艺，消除焊接缺陷、焊接应力与变形带来的危害！应力与变形带来的危害！ 3强化质量认识和质量保证体系强化质量认识和质量保证体系,实现产品的全程质量实现产品的全程质量监控！监控！ 焊接结构焊接结构5.4.1 防止焊接构造脆断的设计措施 (1) 尽量减少应力集中尽量减少应力集中 焊缝位置应在平滑过渡处；焊缝位置应在平滑过渡处； 搭接接头外形应圆滑过渡；搭接接头外形应圆滑过渡； 防止焊缝过于密集；防止焊缝过于密集； 焊缝应布置在易焊易检的位置。焊缝应布置在易焊易检的位置。(2) 尽量减小构造

31、刚度尽量减小构造刚度 不采用过厚截面；不采用过厚截面； 构造重要部位刚性过大应开缓和槽。构造重要部位刚性过大应开缓和槽。 焊接结构焊接结构5.4.1 防止焊接构造脆断的设计措施防止焊接构造脆断的设计措施 (3) 充分留意受力构件上的不重要焊缝充分留意受力构件上的不重要焊缝 例如：船体、容器上的挂钩、支架等。例如：船体、容器上的挂钩、支架等。 原那么：能不焊就不焊！原那么：能不焊就不焊！ 俗话说得好：红伤药再好，不如不拉口！俗话说得好：红伤药再好，不如不拉口！ 分析：不重要焊缝往往不被注重，产生缺分析：不重要焊缝往往不被注重，产生缺 陷的能够性大！然而，这些缺陷又陷的能够性大！然而，这些缺陷又

32、处在受力构件上，因此，导致受力处在受力构件上，因此，导致受力 构件的低应力破坏。构件的低应力破坏。 可谓：蝼蚁之穴溃千里之堤！可谓：蝼蚁之穴溃千里之堤！ 焊接结构焊接结构5.4.1 防止焊接构造脆断的设计措施 (4) 充分思索焊接剩余应力和变形的影响充分思索焊接剩余应力和变形的影响 在第二章曾经重点讨论了焊接剩余应力和变形在第二章曾经重点讨论了焊接剩余应力和变形的危害。从防止脆断发生的角度，本章第三节也对的危害。从防止脆断发生的角度，本章第三节也对焊接剩余应力和变形的影响进展了讨论。焊接剩余应力和变形的影响进展了讨论。 重点从两个方面了解：重点从两个方面了解： 构成复杂应力场，导致缺口效应使资

33、料变构成复杂应力场，导致缺口效应使资料变脆，而剩余应力对脆性资料的静载破坏是有影响脆，而剩余应力对脆性资料的静载破坏是有影响的！。的！。 角变形和错边都会产生附加弯矩角变形和错边都会产生附加弯矩!使焊趾处的使焊趾处的应力集中程度加大！应力集中程度加大！ 焊接结构焊接结构5.4.2 防止焊接构造脆断的工艺措施 主要是：主要是： 控制应变时效；控制应变时效； 防止产生脆性组织；防止产生脆性组织； 控制焊接缺陷；控制焊接缺陷； 控制角变形及错边；控制角变形及错边； 留意消除焊接剩余应力。留意消除焊接剩余应力。 焊接结构焊接结构5.4.3 防止焊接构造脆断的选材原那么 1满足构造运用工况的韧性要求：

34、举例: 运用时可详细查阅相关规范. 钢 号壁厚 mm试样方向 冲击功最低值/J20- 20-40 -60 -12025CrMo440纵横6040503545304027x.8Ni940纵横70507050705070505035 表表4-1 根据根据DIN17280 低低温韧温韧性性钢对钢对冲冲击韧击韧性的要求性的要求(ISO尖型缺口尖型缺口试样试样) 焊接结构焊接结构ISO尖型缺口试样 试样尺寸试样尺寸: 101055 缺口型式缺口型式: V型型 实验方法实验方法: 参考参考GB2650 应意图义应意图义: 相对评价资料的性能相对评价资料的性能; 平安评价的根据平安评价的根据. 焊接结构焊接结构5.4.3 防止焊接构造脆断的选材原那么 2) 按断裂力学确定选材规范按断裂力学确定选材规范 自创宽板拉伸实验结果指点选材自创宽板拉伸实验结果指点选材; 不要一味追求资