文档介绍：Chapter 5 焊接结构的断裂失效与防治
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本章难点:
焊接结构断裂失效的分类及危害
焊接结构断裂失效中,最为严重的是脆性断裂失效、疲劳断裂失效和应力腐蚀断裂失效三种类型。
1. 脆性断裂失效
脆性断裂---通常称为低应力脆断。一般都在应力低于结构的设计应力和没有显著的塑性变形的情况下发生的。
焊接结构断裂失效的分类及危害
疲劳断裂失效
金属材料及其结构因受交变载荷而发生损坏或断裂的现象,称为疲劳断裂。
疲劳断裂过程一般由三个阶段组成:
①初始疲劳裂纹在应力集中区孕育、萌生;
②裂纹亚临界扩展或稳定扩展;
③失稳扩展,以至与断裂。
焊接结构断裂失效的分类及危害
应力腐蚀断裂失效
腐蚀是材料与周围介质作用产生的物理化学过程。而应力腐蚀是指敏感金属或合金在一定的拉应力和一定腐蚀介质环境共同作用下所产生的腐蚀断裂过程。
1. 焊接结构脆性断裂的原因
①由大量破坏、失效事故的分析研究中发现,焊接结构低应力脆断破坏的根本原因在于结构中存在着各种缺陷和裂纹。
②这些裂纹和缺陷的产生一部分是在结构的加工制造过程中。另一部分是在使用过程中如疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹。
③其中裂纹是最严重的缺陷,而焊接则是产生裂纹的主要原因。
焊接过程引起的两种脆化
①焊接时由于加热、冷却引起接头区冶金组织变化,冷却过程中形成的高碳马氏体和粗大晶粒等金相组织将使焊接接头区韧性降低,另外,微量有害元素偏聚和氢含量增加也是导致韧性降低的原因。
②焊接热循环过程中产生的塑性应变会引起热应变脆化。
焊接结构脆性断裂的防治方法
1 降低结构局部区域的应力水平
①设计过程中的控制措施
②制造工艺中的控制措施
③消除焊接残余应力
焊接结构脆性断裂的防治方法
2 减少结构缺陷
①合理设计
②优化制造工艺
焊接结构脆性断裂的防治方法
3 改善材料的断裂韧性
①正确的设计选材
应采用“等韧性”或“等性能”原则,才能保证焊缝区不成为结构的薄弱环节,以避免脆性断裂。
②优化焊接工艺
③合理制订、严格执行耐压试验规程
3 焊接结构疲劳断裂的防治方法
疲劳断裂是在循环应力、拉应力和塑性应变这三者的共同作用下发生的低应力破坏。由于焊接结构易于存在焊接缺陷和较严重的应力集中,所以焊接结构的疲劳往往是从焊接接头处产生。