焊接結構復習資料

1、1.焊接結構與鉚接結構相比有什么特點？優(yōu)點1) 焊接接頭強度高。2) 焊接構件設計靈活性大。3) 焊接接頭密封性好。4) 焊前準備工作簡單。5) 易于構件的變更和改型。6） 焊接構件的成品率高。缺點1)焊接結構具有較大的焊接應力和變形2)對應力集中敏感3)焊接接頭的性能不均勻2.構件焊接性及影響因素。與“材料焊接性”的概念相比，構件焊接性的意義更為廣泛，它可以包括：“材料的焊接適應性”、“設計的焊接可靠性”、“制造的焊接可行性”。焊接殘余應力和焊接變形是焊接性的重要組成部分，它影響到冷熱裂紋的產生，使用性能并妨礙制造過程。影響因素：1）與材料相關的因素 母材和填充材料的類型（化學）成分和顯微組

2、織2）與設計有關的因素 構件的形狀、尺寸、支撐條件和負載、焊接類型、厚度和配置3）與制造有關的因素 焊接方法、速度、操作、坡口形狀、焊接順序、多層焊、定位焊、夾緊、預熱和焊后熱處理。3.焊接內應力種類，溫度應力產生原因。分類：按作用時期分: 焊接過程中出現(xiàn)的稱瞬時應力(熱應力或溫度應力);焊接后保留下來的稱殘余應力。 按分布范圍分:宏觀內應力(范圍一般與結構尺寸相當)、微觀內應力(晶粒尺寸)和超微觀內應力（晶格)。 溫度應力產生原因：熱應力是由于構件不均勻受熱引起的。物體受熱膨脹，冷卻收縮，即溫度變化引起變形。若課、可自由變形，則變形是溫度變化唯一反映，若受拘束，則在物體內部產生內應力，即為溫

3、度應力。 4.自由變形、外觀變形和內部變形的區(qū)別。1)自由變形: 一端固定的直桿均勻加熱時，桿件將自由伸長LT，所得的變形稱之為自由變形。2）外觀變形: 假如桿件受到約束，實際只能伸長Le，這是可見的變形，稱之為外觀變形。3）內部變形 :由于存在約束，桿件在自由狀態(tài)下所應有的變形與實際存在的變形有所不同，構件內部由于壓縮而未表現(xiàn)出來的那部分變形L，稱為內部變形。5.縱向和橫向殘余應力的分布與影響因素。1)與焊縫方向平行的應力稱為縱向應力，用x表示。（1）低碳鋼情形：對長板條和細長構件，焊縫及其附近區(qū)域中的縱向應力是拉應力，數(shù)值一般達到材料的屈服極限（2）鈦、鋁合金的特殊性: 應力分布總的規(guī)律和

4、低碳鋼相似，但不同的材料引起縱向應力變化的規(guī)律不同。 材焊縫中的縱向應力較低，一般僅為0.50.8ss（母材的屈服極限）。鋁材焊縫中的縱向應力亦較低，一般僅為0.60.8 ss（母材的屈服極限）。(3)圓筒上環(huán)形焊縫引起的縱向應力（對圓筒來講就是切向應力）的分布與平板不同。當圓筒直徑與厚度之比較大時，sx的分布和平板上的情況相似。切向的最大應力可以達到ss 。當直徑比較小時， sx有所降低。2) 垂直于焊縫方向的應力稱為橫向應力，用y表示。可分為兩個組成部分: 是由于焊縫及其附近的塑性變形區(qū)的縱向收縮所引起的。焊縫兩端部分為壓應力，中心部分為拉應力。壓應力的最大值比拉應力大得多。對長焊縫來說中

5、心部分的拉應力將有所降低，逐漸趨近于零。是由焊縫及其附近塑性變形區(qū)的橫向收縮的不同時性所引起的。s²y的分布與焊接方向、分段方法以及焊接順序有關。當從中間向兩端焊時， s²y的分布是中心部分為壓應力，兩端部分為拉應力。如果從兩端向中心部分焊接，則s²y的分布是中心部分為拉應力，兩端部分為壓應力。橫向應力的兩個組成部分s¢y和s²y是同時存在的，最終的橫向應力sy是它們兩者的合成。6.橫向焊接應力產生的原因及分布規(guī)律？焊接順序對橫向殘余應力分布有何影響？橫向殘余應力產生的直接原因是來自焊縫冷卻時的橫向收縮，間接原因來自焊縫的縱向收縮。另外，表面以

6、及內部不同的冷卻速度和可能疊加的相變過程也可能影響應力的分布。 是由于焊縫及其附近的塑性變形區(qū)的縱向收縮所引起的。焊縫兩端部分為壓應力，中心部分為拉應力。壓應力的最大值比拉應力大得多。對長焊縫來說中心部分的拉應力將有所降低，逐漸趨近于零。是由焊縫及其附近塑性變形區(qū)的橫向收縮的不同時性所引起的。當從中間向兩端焊時， s²y的分布是中心部分為壓應力，兩端部分為拉應力。如果從兩端向中心部分焊接，則s²y的分布是中心部分為拉應力，兩端部分為壓應力。橫向應力的兩個組成部分s¢y和s²y是同時存在的，最終的橫向應力sy是它們兩者的合成。7.焊接殘余變形有哪些種類？角

7、變形產生的原因。 1.縱向變形：-焊后沿焊接方向發(fā)生收縮。2.橫向變形：-焊后垂直于焊接方向發(fā)生收縮。3.撓曲變形：在穿過焊縫線并與板件垂直的平面內變形。非對稱結構、焊縫不在構件中性線上時發(fā)生。 4.角變形：焊后構件的平面圍繞焊縫產生的角位移。厚度方向的非均勻熱分布造成緊靠焊縫線的變形。 5.波浪變形：焊后構件呈波浪形，當板件較薄時，熱熱壓縮應力造成失穩(wěn)。 6.錯邊：長度、厚度方向 7.扭轉（螺旋形變形）原因：厚度方向溫度分布不均勻橫向塑性變形不均勻角變形加熱時 焊接面高溫，產生壓縮塑變;背面低溫，甚至產生拉伸變形。冷卻后，產生彎曲變形，即角變形.8.如何從設計上預防焊接變形？如何從工藝上預防

8、焊接變形。設計：1) 合理的焊縫尺寸和形狀a) 對于板厚較大的對接接頭，多取X型焊縫; 厚度更大的，可采用U型，雙U型，窄間隙深坡口焊縫。b) 在保證結構有足夠的承載能力條件下，采用盡可能小的焊縫尺寸。對不需進行強度計算的焊縫，選取最小的工藝上合理的焊縫焊腳尺寸，甚至用斷續(xù)焊縫代替連續(xù)焊縫。c) 對于受力較大的T型接頭或字型接頭， 在保證相同的強度條件下，采用開坡口焊縫比一般焊縫可以大大減少焊縫金屬.d) 當計算確定T型接頭角焊縫時，采用連續(xù)焊縫， 并采用雙面角焊縫代替單面角焊縫。e) 設計的結構盡可能使大多數(shù)焊縫可采用自動焊，薄板結構采用CO2氣保焊代替手工焊或氣焊，用接觸點焊代替熔化焊。2

9、) 減小焊縫長度a. 增加板厚提高板結構的穩(wěn)定性和剛性;合理選擇筋板形狀及位置(Fig 2-68)b.采用其它結構：用型鋼、沖壓件代替焊接件.3) 合理選擇結構形式和安排焊縫位置a. 安排焊縫盡可能對稱于截面中性軸b.由于橫向收縮通常要比縱向收縮顯著，應盡可能將焊縫布置在平行于變形于最小的方向。c. 在設計薄板結構時，要考慮不應由于焊接骨架而失穩(wěn)。d.設計時應考慮到采用簡單裝配焊接胎夾具的可能性。工藝：1) 反變形(預防角變形和撓曲變形)改變構件焊前的形狀，使其朝焊接變形相反的方向變形，焊后由于焊接變形而獲得設計所要求的形態(tài)利用變形消除變形。2) 剛性固定采用胎夾具或其它臨時支承等方法，增加結

10、構在焊接時的剛性， 限制焊接變形。3) 選擇合理的裝配焊接順序a.構件在裝配過程中，把結構適當?shù)胤殖刹考?，分別裝配焊接，使不對稱的焊縫或收縮量較大的焊縫在焊接過程中能比較自由地收縮而不影響整體結構。b.分布在截面中性線兩側的焊縫，一般先焊的焊縫變形比較大，因此順序總的規(guī)律是先焊焊縫少的一側方向。對于長焊縫，可用：直通焊、分段退焊、分中焊、分中逐段退焊。9.焊后矯正焊接變形的方法有哪些？1.機械矯正法用機械方法產生新的(拉伸)塑性變形，使原來縮短的部分得到延伸，達到矯正變形的目的。a.壓力機械矯正b.錘擊：錘擊焊縫兩側使之延伸。延展焊縫及其周圍塑性形區(qū)。c.輾壓：輾壓力2.火焰加熱矯正法 利用火

11、焰加熱產生的局部壓縮塑性變形，使較長的金屬在冷卻后縮短來消除變形。對合金鋼慎用，應控制溫度和加熱位置。加熱方法：a.線狀加熱：焊矩沿一條線或一組平行線加熱，常用來消除角焊縫產生的角變形。b.三角形加熱：在一個三角形面積上加熱，用來消除框架的彎曲彎形c.點狀加熱：在一組點上加熱：消除薄板結構中的變形d.松針加熱：沿兩個彼此交叉的線段上加熱，介于線、點狀加熱之間，由于兩個方向上產生收縮和角變形，所以這種方法能產生均勻消除變形的效果。e.十字狀加熱10. 在焊接過程中如何調節(jié)內應力。焊后消除焊接內應力的主要方法。在焊接過程中調節(jié)內應力的措施 （1） 采用合理的焊接順序和方向 盡量使焊縫能自由收縮，先

12、焊收縮量比較大的焊縫。先焊工作時受力較大的焊縫。 （2）在焊接封閉焊縫或其它剛性較大，自由度較小的焊縫時，可以來用反變形法來增加焊縫的自由度。（3）錘擊或碾壓焊縫 每焊一道焊縫用帶小圓弧面的風槍或小手錘錘擊焊縫區(qū)，使焊縫得到延伸，從而降低內應力。錘擊應保持均勻、適度，避免錘擊過份產生裂紋。輾壓法，亦可有效地降低內應力。（4）在結構適當部位加熱使之伸長 加熱區(qū)的伸長帶動焊接部位，使它產生一個與焊縫收縮方向相反的變形。在冷卻時，加熱區(qū)的收縮和焊縫的收縮方向相同，使焊縫能自由地收縮，從而降低內應力。焊后消除焊接內應力的方法（1） 整體高溫回火 （2） 局部高溫回火處理（3） 機械拉伸法（過載法）（4

13、） 溫差拉伸法（又稱低溫消除應力法）（5） 振動法11. 焊接應力對焊接結構性能的影響（靜載強度、穩(wěn)定性、剛度等）1）內應力對(結構強度)靜載強度的影響:如果材料具有足夠的塑性, 只要材料有足夠的延性，能進行塑性變形，內應力的存在并不影響構件的承載能力。也就是說對強度沒有影響；如果材料沒有足夠的塑性，而是處于脆性狀態(tài) ,由于材料不能進行塑性變形，隨著外力的增加，在構件上不可能產生應力均勻化，應力峰值不斷增加，一直到達材料的強度極限b，發(fā)生局部破壞，而最后導致整個構件斷裂。 2）焊接殘余應力對焊接結構疲勞強度的影響3）內應力對機械加工精度的影響a.在焊接丁字形零件上加工一個平面，會引起工件的撓曲

14、變形。b.焊接齒輪箱的軸孔，加工第二個軸孔所引起的變形將影響第一個已加工過的軸孔的精度。 保證加工精度的最徹底的辦法是先消除焊接內應力然后再進行機械加工去應力退火。4）內應力對受壓桿件穩(wěn)定性的影響當受壓構件在彈性極限以上工作時，其臨界應力與材料的彈塑性參數(shù)：屈服極限、冷作硬化指數(shù)等有關。 構件截面上的壓縮內應力將與外載所引起的壓應力疊加。應力的疊加使壓應力區(qū)先期到達屈服極限s，該區(qū)應力不再增加，從而使該區(qū)喪失進一步承受外力的能力。這樣就相當于削弱構件的有效面積。構件截面中的拉應力與外載引起的壓應力方向相反，使這部分截面積中的應力晚于其它部分到達屈服極限s，該區(qū)還有可能繼續(xù)承受外力。5）對剛度的

15、影響 假使構件中存在著與外力方向一致的內應力，而內應力的數(shù)值又達到s，則在外力作用下剛度將降低，而且在卸載后構件的原來尺寸也不能完全恢復。 焊接構件經過次加載和卸載后，如再加載，只要其大小不超過前一次，內應力就不再起作用，外載也不影響內應力的分布。6）內應力對應力腐蝕開裂的影響 12.影響焊接接頭性能的主要因素。（A）在力學方面影響焊接接頭性能的因素 :接頭形狀的不連續(xù)性;焊接缺陷;殘余應力;焊接變形.焊接接頭的加強高和施焊中可能造成的接頭錯位等接頭形狀的不連續(xù)性，都是應力集中的根源。特別是焊接缺陷中的未焊透和焊接裂紋，往往是接頭破壞的起點。 （B）在材質方面影響焊接接頭性能的因素: 熱循環(huán)引

16、起的組織變化;焊接過程中的熱塑性變形循環(huán)所產生的材質變化;焊后熱處理和矯正變形等工序，都可能影響接頭性能。 14.焊縫和焊接接頭的類型熔焊的焊縫主要有對接焊縫和角焊縫-是焊縫的基本形式。（A）對接焊縫 ：對接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成為V形、X形、K形和U形等坡口 。（B）角焊縫 a.角焊縫的分類(a)按其截面形狀可分為四種(b)按其承載方向可分為三種：焊縫與載荷相垂直的正面角焊縫；焊縫與載荷傾斜的斜向角焊縫；焊縫與載荷相平行的側面角焊縫b.與對接焊縫比較，在力學性能方面具有許多特點。 1）熔焊接頭的基本型式有四種：對接接頭、搭接接頭、丁字接頭、角接頭a)對接接頭從力學角度看是比較

17、理想的接頭型式。在焊接結構上和焊接生產中，常見的對接焊縫方向是與載荷方向垂直的；也有與載荷方向成斜角的斜縫對接接頭。b)搭接接頭有多種型式，如一般搭接接頭、開槽焊和塞焊（或稱電鉚焊）以及鋸齒狀搭接等。 c)丁字（十字）接頭是將相互垂直的被連接件用角焊縫連接起來的接頭。丁字（十字）接頭是典型的電弧焊接頭，能承受各種方向的力和力矩。d)角接頭多用于箱形構件上最簡單的角接頭，但承載能力差； 采用雙面焊縫從內部加強的角接頭，承載能力較大.2) 壓焊接頭 電阻焊中的點焊和縫焊多采用搭接接頭，高頻電阻焊一般用對接接頭（也有搭接），電阻對焊采用對接，摩擦焊有對接和搭接。3) 釬焊接頭基本類型為對接接頭和搭接

18、接頭。15.開坡口的目的、依據(jù)和應考慮的主要問題。對接焊縫開坡口的根本目的是為了確保接頭的質量及其經濟性。坡口型式的選擇主要取決于板材厚度、焊接方法和工藝過程。對接焊縫開坡口必須考慮以下幾個問題： （a）焊接材料的消耗量，對于同樣厚度的焊接接頭，采用X形坡口比V形坡口能省較多的焊接材料、電能和工時，構件越厚節(jié)省的越多。 （b）可焊到性，它是選擇坡口型式的重要條件之一。通常要根據(jù)構件能否翻轉，翻轉難易，或內外兩側的焊接條件而定。對不能翻轉的和內徑較小的容器、轉子及軸類的對接焊縫，為了避免大量的仰焊和不能或不便從內側施焊，都宜采用V形或U形坡口。 （c）坡口加工，V形和X形坡口可用氣割或等離子切割

19、，亦可用機械切削加工。但，U形和雙U形坡口，一般需用刨邊機加工。 （d）焊接變形，采用不適當?shù)钠驴谛褪饺菀桩a生較大的焊接變形，如果坡口型式適宜，工藝合理，則可有效地減小焊接變形。 16.應力集中、焊接接頭應力集中的原因 由于焊縫的形狀和焊縫布置的特點，焊接接頭工作應力的分布是不均勻的。其最大應力值smax比平均應力值 sm高，這種情況稱之為應力集中。 在焊接接頭中產生應力集中的原因： a焊縫中的工藝缺陷，如氣孔、夾渣、裂縫和未焊透等，其中裂紋和未焊透引起的應力集中嚴重。 b不合理的焊縫外形，如對接焊縫加厚高過大，可形成較大的應力集中。 在焊接生產中，常使焊縫略高于母材板面，高出部分稱之為加厚高

20、； c設計不合理的焊接接頭，如接頭截面的突變，加蓋板的對接接頭等，會造成嚴重的應力集中。焊縫布置不合理也可能引起應力集中，例如只有單側焊縫的丁字接頭。17.對接接頭和T型、搭接接頭的應力分布規(guī)律a對接接頭 KT的大小，主要與加厚高c和焊縫向母材過渡的半徑r有關。減小r和增大c，則KT增加。 對接接頭外形的變化與其它接頭相比是不大的，所以它的應力集中較小，而且易于降低和消除.因此，對接接頭是最好的接頭形式，不但靜載可靠，而且疲勞強度也高b丁字接頭（十字接頭） 由于丁字接頭（十字接頭）焊縫向母材過渡較急劇。接頭在外力作用下力線扭曲很大，造成應力分布極不均勻，在角焊縫的根部和過渡處都有很大的應力集中

21、。 c搭接接頭 1)正面角焊縫的工作應力分布 :在正面角焊縫的焊接接頭中，應力分布是很不均勻的。 2)側面角焊縫的工作應力分布:用側面角焊縫連接的搭接接頭中，其應力分布更為復雜 在焊縫中既有正應力又有切應力，切應力沿側面焊縫長度上的分布是不均勻的，它與焊縫尺寸、斷面尺寸和外力作用點的位置等因素有關。 3)聯(lián)合角焊縫搭接接頭中的工作應力分布 : 既有側面角焊縫又有正面角焊縫的搭接接頭稱為聯(lián)合角焊縫搭接接頭。 聯(lián)合角焊縫搭接接頭比只用側面角焊縫焊成的搭接接頭在A-A截面上的正應力分布較為均勻，最大切應力max降低，故在A-A截面兩端點上的應力集中得到改善。 18.工作焊縫和聯(lián)系焊縫工作焊縫：一種與

22、被連接的元件是串聯(lián)的，它承擔著傳遞全部載荷的作用，一旦斷裂，結構就立即失效。這種焊縫稱為工作焊縫，其應力稱為工作應力。聯(lián)系焊縫：另一種焊縫與被連接件是并聯(lián)的，它傳遞很小的載荷，主要起元件之間相互聯(lián)系的作用，焊縫一旦斷裂，結構不會立即失效。這種焊縫稱為聯(lián)系焊縫，對應的應力稱為聯(lián)系應力。 在設計時無需計算聯(lián)系焊縫的強度，工作焊縫的強度必須計算。對于具有雙重性的焊縫，它既有工作應力又有聯(lián)系應力，則只計算工作壓力，而不考慮聯(lián)系應力。 19.焊接接頭強度計算的假設內容（一）殘余應力對于接頭強度沒有影響； （二）焊趾處和加厚高等處的應力集中，對于接頭強度 沒有影響； （三）接頭的工作應力是均布的，以平均應

23、力計算； （四）正面角焊縫與側面角焊縫的強度沒有差別；（五）焊腳尺寸的大小對于角焊縫的強度沒有影響；（六）角焊縫都是在切應力作用下破壞的，按切應力計算強度； （七）角焊縫的破斷面（計算斷面）在角焊縫截面的最小高度上，其值等于內接三角形高度a，稱a為計算高度。 （八）加厚高和少量的熔深對于接頭的強度沒有影響，但埋弧自動焊和CO2保護焊的熔深較大應予考慮。20.金屬斷裂的類型和特點1）按照斷裂前塑性變形大小將斷裂分為 延性斷裂（亦稱為塑性斷裂和韌性斷裂）斷裂前有較大（或明顯的）的塑性變形 。斷口特征:宏觀：纖維狀，色質灰暗;微觀：大小不等的韌窩。 韌窩的實質是材料微區(qū)塑性變形形成空洞聚集和長大導致

24、材料斷裂所留下的圓形或橢圓形凹坑。 脆性斷裂：斷裂前沒有或只有少量塑性變形，斷裂突然發(fā)生并快速發(fā)展（裂紋擴展速率可高達15002000米/秒）。斷口特征：宏觀：結晶狀，平齊而光亮，有閃亮小刻面。微觀：平坦的解理臺階與河流花樣。2）按斷裂路徑,斷裂可分為穿晶或沿晶; 穿晶斷裂可以是循解理面、滑移面或晶體學面的分離;宏觀上看可以是脆性斷裂,也可以是延性斷裂。沿晶斷裂多數(shù)是脆性斷裂，斷口呈冰糖狀。21.影響金屬脆性斷裂的因素（一）應力狀態(tài)的影響 在不同的加載方式下，當smax未達到抗拉強度前，max先達到屈服點，則發(fā)生塑性變形后形成延性斷裂;反之在max達到屈服點前，smax先達到抗拉強度，則發(fā)生脆

25、性斷裂。提高max/smax值的加載方式或應力狀態(tài)都有利于產生塑性變形，反之則有利于脆性斷裂。 （二）溫度的影響 隨著溫度的降低，破壞方式會發(fā)生變化，即從塑性破壞變?yōu)榇嘈云茐?。這是因為隨著溫度的降低，發(fā)生解理斷裂的危險性增大，材料的剪切屈服限增大，而正斷抗力相對不變。 （三）加載速度的影響 提高加載速度能促使材料脆性破壞，其作用相當于降低溫度。（四）材料狀態(tài)的影響 1厚度的影響（1）厚板在缺口處容易形成三軸拉應力。（2）冶金因素：一般說來，生產薄板時壓延量大，軋制溫度較低，厚板軋制次數(shù)少，終軋溫度較高，組織疏松，內外層均勻性較差。 2晶粒度影響：晶粒越細，其轉變溫度越低。 3化學成分的影響 ：

26、鋼中的C、N、O、H、S、P增加鋼的脆性。另一些元素加Mn、Ni、Cr、V，如果加入量適當則有助于減少鋼的脆性。 22.能用能量理論解釋脆性材料和金屬材料（塑性材料）的裂紋擴展條件的區(qū)別？脆材料裂紋擴展的臨界條件是：此時系統(tǒng)能量隨a的變化出現(xiàn)極大值。此前，裂紋擴展，其系統(tǒng)能量增加。即裂紋每擴展一微量所能釋放的能量小于裂紋每擴展一微量所需要的能量，因此裂紋不能擴展；此后，裂紋擴展其系統(tǒng)能量減少，即釋放的能量大于裂紋擴展所需要的能量，因此裂紋將繼續(xù)自動擴展，導致發(fā)生脆性破壞。 金屬材料中，當裂紋擴展時，裂紋前端局部地區(qū)要發(fā)生一定的塑性變形。裂紋擴展所釋放的變形能不僅用于前述的表面能，更重要的是用于

27、裂紋擴展前的塑性變形。 裂紋擴展的臨界條件是：大多數(shù)金屬材料的塑性變形能P比g大得多，因此g可忽略不計，此時裂紋擴展的臨界條件可寫成： 即塑性變形是阻止裂紋擴展的主要因素。 23.分析塑性變形是阻止金屬材料裂紋擴展的主要因素。 金屬材料裂紋擴展的臨界條件是：大多數(shù)金屬材料的塑性變形能P比g大得多，因此g可忽略不計，此時裂紋擴展的臨界條件可寫成： 即塑性變形是阻止裂紋擴展的主要因素。 24.用轉變溫度法評定材料斷裂時的評定標準對于一定的加載方式（應力狀態(tài)），當溫度降至某一臨界值時，將出現(xiàn)延性到脆性斷裂的轉變。這個溫度稱之為轉變溫度。轉變溫度隨最大切應力與最大正應力之比值的降低而提高。帶缺口的試樣

28、的比值比光滑試樣低，拉伸試樣的比值比扭轉試樣低，因此轉變溫度前者比后者高。 25.能量理論結果的推導26.焊接結構制造工藝特點對脆斷的影響（一）應變時效引起的局部脆性它大大降低了材料延性，提高材料的轉變溫度，使材料的缺口韌性和斷裂韌性值下降。 熱應變時效的影響比冷變形時效更不利。焊后熱處理（550560）可以消除兩類熱應變時效對低碳鋼及一些合金結構鋼的影響，恢復其韌性。因此對應變時效敏感的一些鋼材，焊后熱處理不但消除焊接殘余應力，而且改變局部脆性，這對防止結構脆斷是有利的。 （二）金相組織改變對脆性的影響熱影響區(qū)的顯微組織主要取決于鋼材的原始顯微組織、材料的化學成分、焊接方法和線能量。對于一定

29、的鋼種和焊接方法來說，熱影響區(qū)的組織主要取決于焊接工藝參量，也就是線能量，因此合理選擇線能量十分重要，特別是對高強鋼更是如此。實踐證明，過小的線能量造成淬硬組織并易產生裂紋，過大的線能量則造成晶粒粗大和脆化，降低材料的韌性。 （三）焊接缺陷的影響裂紋是最危險的缺陷，除去裂紋以外，咬肉、未焊透、外形不良等焊縫缺陷，都產生應力集中和可能引起脆性破壞。 （四）角變形和錯邊的影響在焊接接頭中，角變形和錯邊都引起附加彎曲應力，對結構脆性破壞有影響。尤其是對塑性較低的高強朗，更是如此。（五）殘余應力和塑性變形的影響 試驗溫度在材料的轉變溫度以上時，殘余應力對脆斷強度無不利影響；試驗溫度在轉變溫度以下試驗時

30、，則拉伸殘余應力有不利影響。它將和工作應力迭加共同起作用，在外加載荷很低時，發(fā)生脆性破壞，即所謂低應力破壞。 當工作應力較低時,裂紋可能中止擴展。當工作應力較大時，裂紋將一直擴展至結構破壞。 27.預防焊接結構脆性斷裂指施 一、正確選用材料：選擇材料的基本原則是既要保證結構的安全使用，又要考慮經濟效果。應使所選用的鋼材和焊接用填充金屬在使用溫度下具有合格的缺口韌性，其含義是：第一、在結構工作條件下，焊縫、熱影響區(qū)、熔合線的最脆部位應有足夠的抗開裂性能，母材應具有一定的止裂性能。第二、隨著鋼材強度的提高，斷裂韌性和工藝性一般都有所下降。因此，不宜采用比實際需要強度更高的材料。特別不應該單純追求強

31、度指標，忽視其它性能。 二、采用合理的焊接結構設計 （一）盡量減少結構或焊接接頭部位的應力集中 （二）在滿足結構的使用條件下，應當盡量減少結構的剛度，以期降低應力集中和附加應力的影響。 （三）不采用過厚的截面，由于焊接可以連接很厚的截面，所以設計者在焊接結構中常會選用比一般鉚接結構厚得多的截面。（四）重視附件或不受力焊縫的設計（五）減少和消除焊接殘余拉伸應力的不利影響。28. 焊接結構的兩種設計原則。羅伯遜止裂試驗有哪兩種？各自的特點是什么？ 一、防止斷裂引發(fā)原則。要求結構的一些薄弱環(huán)節(jié)具有一定的抗開裂性能；二、止裂原則。要求一旦裂紋產生。材料應具有將其止住的能力，即止裂性能。羅伯遜試驗包括：

32、ESSO、雙重拉伸試驗29.疲勞斷裂過程和疲勞斷口宏觀、微觀特征 疲勞斷裂的過程一般由三個階段組成：在應力集中處產生初始疲勞裂紋；裂紋穩(wěn)定擴展；失穩(wěn)斷裂。斷口宏觀特征：疲勞裂紋源區(qū)：小；疲勞裂紋擴展區(qū)：常呈現(xiàn)為貝殼狀或海灘波紋狀條紋,而且條紋推進線一般從裂紋源開始向四周推進呈弧形線條,并且垂直于疲勞裂紋的擴展方向;瞬時斷裂區(qū)：疲勞裂紋擴展到臨界尺寸后發(fā)生快速破斷,特征與靜載拉伸斷口中快速破壞的放射區(qū)及剪切唇相同,有時僅有剪切唇,而無放射區(qū)。微觀斷口形貌主要是第二階段形成的-疲勞輝紋。30.焊接結構疲勞裂紋的產生為什么要容易？31.表征疲勞應力循環(huán)特征的參量有哪些？ max應力循環(huán)內的最大應力；

33、min應力循環(huán)內的最小應力；(min+max)/2平均應力m；(max- min)/2應力振幅a；r = min/ max32. 裂紋的亞臨界擴展分為幾種類型，各有什么特點？裂紋在裂紋尖端彈性區(qū)內的擴展:裂紋長度a遠遠地超過裂紋尖端塑性區(qū)的尺寸(rp) ，即a rp。對于許多承受高循環(huán)低載荷、低裂紋擴展速度（<10-2mm/N ，即每次循環(huán)裂紋擴展的距離小于百分之一毫米）的零件、構件，其裂紋擴展就屬于這種情況；有時稱為應力疲勞。裂紋在范(塑）性區(qū)內的擴展：裂紋長度a遠遠地小于裂紋尖端塑性區(qū)的尺寸(rp) ，即a rp對于承受低循環(huán)，高載荷，裂紋擴展速率高（10-2mm）的零、構件，即屬于這種情況；有時稱為應變疲勞。33.影響焊接接頭疲勞強度的因素有哪些？一