焊接技师培训教材(静载强度计算...).ppt

（2）脆性断裂 脆性断裂一般都在没有显著的塑性变形情况下发生，并瞬时扩展到结构整体，裂口平整有光泽。 （1）材料的韧性不足 缺口尖端处材料的微观塑性变形能力差。 （2）存在着裂纹等缺陷， 裂纹总是从缺陷处开始的，缺陷中则以裂纹为最危险。 （3）一定的应力水平 不正确的设计和不良的制造工艺是产生焊接残余应力的主要原因。 2.产生脆性断裂的原因 （1）应力状态的影响 脆性断裂一般都起源于具有严重应力集中效应的缺口处。 （2）温度的影响 当温度降至某一临界值时，材料将出现塑性转变为脆性，这个温度称之为脆性转变温度。 （3）加载速度 加载速度的提高，会促使材料脆性破坏。 （4）材料状态的影响 3.影响脆性断裂的主要因素 （1）冲击试验 （2）爆炸膨胀试验 （3）落锤试验 4.材料断裂的评定方法 （1）刚性强 焊接是刚性联结，联结构件不易产生相对位移，往往引起较大的附加应力。 （2）整体性 焊接结构的整体性较强，一旦有不稳定的脆性裂纹出现，就有可能穿越接头，扩展至整个结构。 5.焊接结构的特点对脆性断裂的影响 （1）应变时效引起的局部脆性 焊接时，金属受到热循环的作用，特别是在热影响区，将产生较大应力——应变的集中，从而引起较大塑性变形。 这种塑性变形在焊接热循环作用下，会引起应变时效，通常称热应变脆化，结果使接头局部引起脆化。 6.焊接结构制造工艺特点 （2）金相组织改变对脆性的影响 焊接过程快速加热—冷却，使焊缝和热影响区发生一系列金相组织的变化，从而改变了接头的韧性。 热影响区的金相组织变化很大程度取决于焊接线能量。 线能量过小，造成淬硬组织并易产生裂纹。 线能量过大，造成晶粒粗大和脆化。 （3）焊接缺陷 大约有40%的脆性断裂是从焊缝缺陷处开始的。 在所有缺陷中，裂纹是最危险的，其他焊接缺陷 会产生应力集中，引起脆性破坏。 （4）角变形和错边的影响 角变形和错边都会引起附加应力。 上海外高桥造船有限公司 * / 总页数 上海外高桥造船有限公司 * 焊接技师培训教材 张明录 （焊接接头的静载强度计算） 目 录 一.焊接接头的应力分布 二.焊接接头的静载强度 三.焊接结构的脆性断裂 四.焊接结构的疲劳断裂 1.影响焊接接头力学性能的因素 （1）影响因素：冶金因素和力学因素 1）组织性能的不均匀 2）焊接接头几何形状尺寸的不连续性 3）焊接接头中存在焊接残余应力 4）生产过程中产生的焊接变形和各种缺陷，导致产生应力和应力集中 一. 焊接接头的应力分布 5）焊接结构工作时的工作温度、环境介质及载荷性质 （2）焊接结构产品的失效形式 1）焊接接头强度不足或韧性不足引起的断裂 2）刚性不足引起超标准的焊接变形 3）耐腐蚀性差引起的过度腐蚀以及焊缝微密性差引起泄露等 （1）应力集中： 由于焊缝的形状和焊缝布置不同，焊接接头的工作应力分布是不均匀的。当最大应力值（σmax）＞平均应力值（σm）时，这种情况称为应力集中。应力集中常以应力集中系数来表示： KT = σmax / σm 2.应力集中的概念 （2）在焊接接头中产生应力集中的原因： 1）焊缝中的工艺缺陷 气孔、夹渣、裂纹、未焊透等，都会在周围引起应力集中。裂纹、未焊透引起应力集中最严重。 2）不合理的焊缝外形 如：对接焊缝余高过大、角焊缝为凸焊缝 3）设计不合理的焊接接头 如：接头截面的突变 、焊缝布置不合理等 不同的焊接接头在外力作用下，其工作应力分布和工作性能是不一样的。 （1）对接接头 由于焊缝余高造成构件表面不平滑，在焊缝与母材交界处引起应力集中。余高越高，应力系数越大。 3.焊接接头的工作应力分布和工作性能 （2）丁字接头（十字接头） 由于丁字接头（十字接头）焊缝向母材过渡较急剧，造成应力分布极不均匀，在角焊缝根部和过渡处产生很大应力集中， 开坡口并焊透的丁字接头（十字接头），能有效地降低应力集中。 焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为工作焊缝和联系焊缝。 （1）工作焊缝 焊缝与被连接件是串联的， 它承担着传递全部载荷作用的 称工作焊缝，其应力称工作 应力。这种焊缝一旦断裂，