山东大学：《过程装备焊接结构》课程教学资源_第五章 焊接结构的断裂失效与防治

Chapter5焊接结构的断裂失效与防治 本章重点:1焊接结构断裂失效的分类及危害 2焊接脆性断裂的防治方法 3焊接疲劳断裂的防治方法 4焊接应力腐蚀断裂防治方法 本章难点:1.焊接结构断裂失效的分类及危害 2焊接脆性断裂的防治方法

Chapter 5 焊接结构的断裂失效与防治 本章重点：1.焊接结构断裂失效的分类及危害 2.焊接脆性断裂的防治方法 3.焊接疲劳断裂的防治方法 4.焊接应力腐蚀断裂防治方法 本章难点：1.焊接结构断裂失效的分类及危害 2.焊接脆性断裂的防治方法

1焊接构断裂失效的分及危害 5.1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 脆性断裂一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

1.焊接结构断裂失效的分类及危害 5.1 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

焊接结构断裂失欢的分况危害 疲劳断裂失效 金属材料及其结构因受交变载荷而 裂源区 发生损坏或断裂的现象,称为 扩展区 疲劳断裂 断区 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; 图9-12疲劳断口 ③失稳扩展,以至与断裂

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

焊接结构断裂失欢的分况危害 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 M→M+ 断裂 +H+H 而应力腐蚀是指敏感金 阳喝 属或合金在一定的拉应 H→H M- M 力和一定腐蚀介质环境 共同作用下所产生的腐 图9-19应力腐蚀断裂原理示意 蚀断裂过程 n》阳极落解腐:(b)氢润断暮

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

2焊接结构脆唑断裂的防给 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 生裂纹的主要原因

2.焊接结构脆性断裂的防治 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

焊接结构脆断褻的防亦荙 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 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

焊接结构脆咝断褒的防亦法 力不团 2减少结构缺陷 ①合理设计 ②优化制造工艺 理性小 中圈 图9-16儿种设计方案正误比较

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

焊接结构脆咝断窭的防浍亦法 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

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焊接构渡劳断裂的防浍法 1焊接结构疲劳断裂的原因和影响因素 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

3 焊接结构疲劳断裂的防治方法 1.焊接结构疲劳断裂的原因和影响因素 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