焊接结构的脆性断裂分析

焊接结构的断裂可以分为很多种,较为常见的主要有脆性断裂和疲劳断裂

脆性断裂

是在应力不高于结构设计应力和没有明显塑性变形的情况下发生、并瞬时扩展到整个结构的断裂方式。

脆性断裂产生的原因

1、材料的韧性不足

在缺口或者尖端处材料的塑性变形能力差,尤其是随着低合金高强度钢的发展,在不断增强材料强度的同时,材料的塑性和韧性却有所降低。
脆性断裂一般产生在焊缝热影响区,由于热影响区材料焊接过程中受热冷却后产生淬硬组织,塑性韧性下降。

2、焊接过程中产生了裂纹

断裂都是从缺陷处开始的,而裂纹是焊接过程中不可避免的缺陷。

3、设计不良导致结构构件产生残余应力。

预防脆性断裂的措施

1、正确选用材料

应该在保证安全经济的前提下,尽可能使所选用的钢材和焊接填充材料具有合格的韧度。
焊缝、热影响区等脆弱部位具有足够的抗开裂性能,母材金属具有一定的止裂性能。
不宜采用强度过高的材料,强度提高的同时,材料的塑性韧性都有所下降。

2、采用合理的焊接结构设计

2.1 尽量减少结构或焊接接头部位的应力集中;
2.2 设计结构时尽量平滑过渡,减少尖角形成;
2.3 在设计过程中选用应力集中系数较小的对接接头;
2.4 避免和减少焊缝的缺陷,并减少焊缝的密集排布;
2.5 减小结构刚度,在满足结构使用条件下,尽可能减小结构的刚度,以降低应力集中以及附加应力的影响。

3、制定合理的焊接工艺,减小焊接残余应力

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