三級(jí)檢驗(yàn)員焊接檢驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)材料14

1、焊接工藝問(wèn)答（強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)）各種焊接接頭都有不同程度的應(yīng)力集中，當(dāng)母材具有足夠的塑性時(shí)，結(jié)構(gòu)在靜開(kāi)車(chē)破壞之前就有顯著的塑性變形，應(yīng)力集中對(duì)其強(qiáng)度無(wú)影響。例如，側(cè)面搭接接頭在加載時(shí)，如果母材和焊縫金屬都有較好的塑性，其切應(yīng)力的分布是不均勻的，見(jiàn)圖29。繼續(xù)加載，焊縫的兩端點(diǎn)達(dá)到屈服點(diǎn)s，則該處應(yīng)力停止上升，而焊縫中段各點(diǎn)的應(yīng)力因尚未達(dá)到s，故應(yīng)力隨加載繼續(xù)上升，到達(dá)屈服點(diǎn)的區(qū)域逐漸擴(kuò)大，應(yīng)力分布曲線(xiàn)變平，最后各點(diǎn)都達(dá)到s。如再加載，直至使焊縫全長(zhǎng)同時(shí)達(dá)到強(qiáng)度極限，最后導(dǎo)致破壞。36  什么是工作焊縫？什么是聯(lián)系焊縫？焊接結(jié)構(gòu)上的焊縫，根據(jù)其載荷的傳遞情況，可分為兩種：一種焊縫與

2、被連接的元件是串聯(lián)的，承擔(dān)著傳遞全部載荷的作用，一旦斷裂，結(jié)構(gòu)就立即失效，這種焊縫稱(chēng)為工作焊縫，見(jiàn)圖30a、圖30b，其應(yīng)力稱(chēng)為工作應(yīng)力。另一種焊縫與被連接的元件是并聯(lián)的，僅傳遞很小的載荷，主要起元件之間相互聯(lián)系的作用，焊縫一旦斷裂，結(jié)構(gòu)不會(huì)立即失效，這種焊縫稱(chēng)為聯(lián)系焊縫，見(jiàn)圖30c、圖30d，其應(yīng)力稱(chēng)為聯(lián)系應(yīng)力。設(shè)計(jì)時(shí)，不需計(jì)算聯(lián)系焊縫的強(qiáng)度，只計(jì)算工作焊縫的強(qiáng)度。37  舉例說(shuō)明對(duì)接接頭愛(ài)拉（壓）時(shí)的靜載強(qiáng)度計(jì)算。全焊透對(duì)接接頭的各種受力情況  見(jiàn)圖31。圖中F為接頭所受的拉（壓）力，Q為切力，M1為平面內(nèi)彎矩， M2為垂平面彎矩。受拉時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算公

3、式為                              F                      t   t             &#

4、160;                 L1                                F受壓時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算公式為              

5、0;                      L1式中    F接頭所受的拉力或壓力（N）；        L焊縫長(zhǎng)度（cm）；      1接頭中較薄板的厚度（cm）；       接頭受拉（t） 或受壓（）時(shí)焊縫中所承受的應(yīng)力（N/cm2） t  焊縫受拉時(shí)的許用應(yīng)力（N/

6、cm2）  焊縫受壓時(shí)的許用應(yīng)力（N/cm2）計(jì)算例題  兩塊板厚為5mm、寬為500mm的鋼板對(duì)接焊在一起，兩端受28400N的拉力，材料為Q235-A鋼，試校核其焊縫強(qiáng)度。解：查表得t  =14200 N/cm2。    根據(jù)已知條件，在上述公式中，F(xiàn)=28400N，L=500mm=50cm，1=5mm=0.5cm，代入計(jì)算為              F      

7、60;  28400t 1136N/cm214200N/cm2             L1        50×0.5  該對(duì)接接頭焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求，結(jié)構(gòu)工作安全。38  舉例說(shuō)明對(duì)接接頭受剪切時(shí)的靜載強(qiáng)度計(jì)算。受剪切時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算公式為              Q=   &#

8、160;            L1式中  Q接頭所受的切力（N）；      L焊縫長(zhǎng)度（cm）；    1接頭中較薄板的厚度（cm）；     接頭焊縫中所承受的切應(yīng)力（N/cm2）；焊縫許用切應(yīng)力（N/cm2）計(jì)算例題  兩塊板厚為10mm的鋼板對(duì)接焊，焊縫受29300N的拉力，材料為Q235-A鋼，試設(shè)計(jì)焊縫的長(zhǎng)度（鋼板寬度）。解：查表得=9800 N/cm2。根據(jù)已知條件，在上

9、述公式中，Q=29300N，1=10mm=1cm，代入計(jì)算為Q            28400L 2.99cm = 29.9mm1       1×9800取L = 30mm。即當(dāng)焊縫長(zhǎng)度（板寬）為30mm時(shí)，該對(duì)接接頭焊縫強(qiáng)度能滿(mǎn)足要求。39  舉例說(shuō)明對(duì)接接頭受彎矩時(shí)的靜載強(qiáng)度計(jì)算。受水平板面內(nèi)彎矩的強(qiáng)度計(jì)算公式為6M1=    t  1 L2受垂直板面內(nèi)彎矩的強(qiáng)度計(jì)算公式為6M2

10、=    t 12 L式中    M1水平板面內(nèi)彎矩（N/cm2）；        M2垂直板面彎矩（N/cm2）；        L 焊縫長(zhǎng)度（cm）；       1接頭中較薄板的厚度（cm）；接頭受彎矩作用時(shí)焊縫中所承受的應(yīng)力（N/cm2）；t 焊縫受彎時(shí)的許用應(yīng)力（N/cm2）。計(jì)算例題  兩塊厚度相同鋼板的對(duì)接接頭，材料為16MnR鋼，鋼板寬度為3

11、0mm，受垂直板面彎矩300000N·cm，試計(jì)算焊縫所需的厚度（板厚）。解：查表得t =20100 N/cm2。根據(jù)已知條件，在上述公式中，M2=300000N·cm，L=300mm=30cm，代入計(jì)算為取1=18mm，即當(dāng)焊縫厚度(板厚)為18mm時(shí)，該對(duì)接接頭焊縫強(qiáng)度能滿(mǎn)足要求。40  舉例說(shuō)明搭接接頭受拉（壓）時(shí)的靜載強(qiáng)度計(jì)算。各種搭接接頭的受力情況，見(jiàn)圖32。三種焊縫的計(jì)算公式為正面搭接焊縫受拉（壓）的計(jì)算公式為F=    1.4KL側(cè)面搭接焊縫受拉(壓)的計(jì)算公式為F=   

12、; 1.4KL聯(lián)合搭接焊縫受拉(壓)的計(jì)算公式為F=    0.7KL式中    F搭接接頭受的拉（壓）力（N）；        K焊腳尺寸（cm）；        L焊縫長(zhǎng)度（cm）；      L正、側(cè)面焊縫總長(zhǎng)（cm）；       搭接接頭角焊縫受的切應(yīng)力（N/cm2）；焊縫金屬許用切應(yīng)力（N/cm2）；  &

13、#160; 計(jì)算例題  將100mm×10mm的角鋼用角焊縫搭接在一塊鋼板上見(jiàn)圖33。受拉伸時(shí)要求與角鋼等強(qiáng)度，試計(jì)算接頭的合理尺寸K和L應(yīng)該是多少？解：從材料手冊(cè)查得角鋼斷面積S19.2cm2；許用應(yīng)力16000 N/cm2，焊縫許用應(yīng)力10000 N/cm2。角鋼的允許載荷為FS19.2×16000307200N假定接頭上各段焊縫中的切應(yīng)力都達(dá)到焊縫許用切應(yīng)力值，即。若取K10mm，采用手弧焊，則所需的焊縫總長(zhǎng)為F              30720

14、0           L   43.9cm0.7K       0.7×1×10000角鋼一端的正面角焊縫L3100mm，則兩側(cè)焊縫總長(zhǎng)度為339mm。根據(jù)材料手冊(cè)查得角鋼的拉力作用線(xiàn)位置e28.2mm，按杠桿原理，則側(cè)面角焊縫L2應(yīng)承受全部側(cè)面角焊縫載荷的28.3%。28.3     L2 339 × 96mm        

15、0;                   100另外一側(cè)的側(cè)面角焊縫長(zhǎng)度L1應(yīng)該為                            100-28.3       L1 339 × 243mm      &

16、#160;                       100取L1250mm，L2100mm。41  舉例說(shuō)明搭接接頭受彎矩時(shí)的靜載強(qiáng)度計(jì)算。搭接接頭受彎矩的情況，見(jiàn)圖34a。計(jì)算公式為式中    M作用在接頭上的外加彎矩（N/cm2）；        K焊腳尺寸（cm）；        

17、;H搭接板寬度（cm）；焊腳的許用切應(yīng)力（N/cm2）。計(jì)算例題  由三面焊縫組成的懸臂搭接接頭（圖34），當(dāng)焊縫總長(zhǎng)為500mm，K10mm時(shí)，在梁的端頭作用一彎矩M2800000N·cm，試驗(yàn)計(jì)算接頭是否安全？已知焊縫作用切應(yīng)力10000 N/cm2。42  舉例說(shuō)明搭接接頭受偏心載荷時(shí)的靜載強(qiáng)度計(jì)算。如果搭接接頭承受的載荷是垂直X軸方向的偏心載荷F見(jiàn)圖35， 此時(shí)焊縫中既有由彎矩MFL引起的切應(yīng)力M(由來(lái)1公式計(jì)算),又是有由切力QF引起的切應(yīng)力Q為計(jì)算例題   一偏心受載的搭接接頭（圖35），已知焊縫長(zhǎng)h400mm，

18、l0100mm，焊腳尺寸K10mm，外加載荷F30000N，梁長(zhǎng)L100cm，試校核焊縫強(qiáng)度。焊縫的許用切應(yīng)力10000N/cm2。解：分別計(jì)算M 、Q：43  舉例說(shuō)明T形接頭受平行于焊縫載荷時(shí)的靜載強(qiáng)度計(jì)算。T形接頭及其受載荷的情況，見(jiàn)圖36a。如果接頭開(kāi)坡口并焊透，其強(qiáng)度按對(duì)接接頭計(jì)算，焊縫金屬截面等于母材截面（Sh）。如果接頭開(kāi)I形坡口，此時(shí)產(chǎn)生最大切應(yīng)力的危險(xiǎn)點(diǎn)在焊縫的最上端，該點(diǎn)同時(shí)作用有兩個(gè)切應(yīng)力：一個(gè)是由MFL引起的M；另一個(gè)是由QF引起的Q。M、Q的44  什么是焊接結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂？疲勞斷裂的過(guò)程由三個(gè)階段所組成：1）在承受重復(fù)載荷的結(jié)

19、構(gòu)的應(yīng)力集中部位產(chǎn)生疲勞裂紋（此時(shí)結(jié)構(gòu)所受應(yīng)力低于彈性極限）。2）疲勞裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展。3）結(jié)構(gòu)斷裂。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于疲勞而失效的金屬結(jié)構(gòu)，約占失效結(jié)構(gòu)的90%。焊接結(jié)構(gòu)較其它結(jié)構(gòu)（如鉚接結(jié)構(gòu)）更容易產(chǎn)生疲勞斷裂，這是因?yàn)椋?1）鉚接結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋發(fā)展遇到釘孔或板層間隔會(huì)受阻，焊接結(jié)構(gòu)由于其整體性，一旦產(chǎn)生裂紋，裂紋擴(kuò)展不受阻止，直至整個(gè)構(gòu)件斷裂。 2）焊接連接不可避免地存在著產(chǎn)生應(yīng)力集中的夾渣、氣孔、咬邊等缺陷。3）焊縫區(qū)存在著很大的殘余拉應(yīng)力。幾個(gè)典型的焊接結(jié)構(gòu)疲勞斷裂事例見(jiàn)圖37。 圖37a為直升飛機(jī)起落架的疲勞斷裂。裂紋從應(yīng)力集中很高的角接板尖端開(kāi)始，該機(jī)飛行著陸2118交后發(fā)生破壞，屬于低周

20、疲勞。圖37b為載重汽車(chē)底架縱梁的疲勞斷裂。該梁板厚5mm，承受反復(fù)的彎曲應(yīng)力，在角鋼和縱梁的焊接處，因應(yīng)力集中很高而產(chǎn)生疲勞裂紋而破壞，此時(shí)該車(chē)已運(yùn)行30000km。45  試述焊接接頭形式對(duì)疲勞極限的影響。焊接結(jié)構(gòu)中，在接頭部位由于具有不同的應(yīng)力集中，將對(duì)接頭的疲勞極限產(chǎn)生程度不同的不利影響。對(duì)接接頭  對(duì)接接頭從焊縫至母材的形狀變化不大，應(yīng)力集中比其它接頭要小，所以在所有的接頭形式中具有最高的疲勞極限。但是過(guò)大的余高會(huì)增加應(yīng)力集中，使疲勞極限下降。T形接頭  這種接頭由于在焊縫向基本金屬過(guò)渡處有明顯的截面變化，應(yīng)力集中系數(shù)比對(duì)接

21、接頭的應(yīng)力集中系數(shù)高，因此其疲勞極限遠(yuǎn)低于對(duì)接接頭。提高T形接頭疲勞極限的根本措施是開(kāi)坡口焊接和加工焊縫過(guò)渡區(qū)使之圓滑過(guò)渡。搭接接頭  這是一種疲勞極限最低的接頭形式，特別是在原來(lái)對(duì)接接頭的基礎(chǔ)上，增加蓋板來(lái)進(jìn)行“加強(qiáng)”，其結(jié)果適得其反，這種蓋板非但沒(méi)有起到“加強(qiáng)”作用，反而使原來(lái)疲勞極限較高的對(duì)接接頭被大大地削弱了。46  試述焊接缺陷對(duì)疲勞極限的影響。焊接缺陷對(duì)焊接接頭的疲勞極限產(chǎn)生重大的不利影響，這種不利影響與焊接缺陷的種類(lèi)、尺寸、方向和位置有關(guān)。片狀缺陷（如裂紋、未熔合、未焊透）比帶圓角的缺陷（如氣孔、點(diǎn)狀?yuàn)A渣）影響大。表面缺陷比內(nèi)部缺陷影響大。

22、與作用力方向垂直的片狀缺陷的影響比其它方向大。位于殘余拉應(yīng)力區(qū)內(nèi)的缺陷的影響比在殘余應(yīng)力區(qū)內(nèi)的大；位于應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)的缺陷（如焊趾裂紋）的影響比在均勻應(yīng)力區(qū)中同樣缺陷影響大。咬邊和未焊透在不同位置、不同載荷下對(duì)接頭疲勞極限的影響，見(jiàn)圖38，其中A組的影響最大，B組的影響較小。47  如何選用合理的結(jié)構(gòu)形式來(lái)提高接頭的疲勞極限？選用應(yīng)力集中較小的結(jié)構(gòu)形式是提高疲勞極限的重要措施，幾種設(shè)計(jì)方案的正誤比較，見(jiàn)圖39。48  如何利用電弧整形的方法來(lái)提高接頭的疲勞極限？電弧整形的方法，是用鎢極氬弧在焊接接頭焊縫與母材之間的過(guò)渡區(qū)重熔一次，使焊縫與基本金屬能平滑地過(guò)

23、渡，同時(shí)減少該部位的微小非金屬夾雜物，使接頭部位的疲勞極限得以提高，見(jiàn)圖40。電弧整形提高接頭疲勞極限的效果，見(jiàn)表10。表10  電弧整形后焊接接頭疲勞極限提高的效果接頭形式鋼   種（MPa級(jí)）試件截面（1mm）循環(huán)特性2×106次循環(huán)下的疲勞強(qiáng)度極限（MPa）疲勞極限提高（%）與基本材料相比原始狀態(tài)整形后對(duì)接s=340s=450s=67470×1218011580120158150503590對(duì)接低碳鋼低合金鋼7×2.5052641161811202800.960.86接頭形式鋼  種（MPa級(jí)）試件

24、截面（1mm）循環(huán)特性2×106次循環(huán)下的疲勞強(qiáng)度極限（MPa）疲勞極限提高（%）與基本材料相比原始狀態(tài)整形后對(duì)接HT60s=53425×25185250340.67搭接并具有加長(zhǎng)的端面焊縫低合金鋼08610130周邊焊的加強(qiáng)板橫加強(qiáng)肋板的連接s=312s=34170×1270×12119550150906080橫加強(qiáng)肋板的連接縱加強(qiáng)肋板的連接80×1280×120.30.3188137219158161549  提高焊接接頭疲勞極限的常用方法有哪些?常用提高焊接接頭疲勞極限的方法，見(jiàn)表11。表11 &#

25、160;常用提高焊接接頭疲勞極限的方法方     法技術(shù)說(shuō)明適用范圍及優(yōu)點(diǎn)缺     點(diǎn)改善幾何形狀方法電弧氣刨后補(bǔ)焊法砂輪修磨法鉆孔法錐形砂輪磨光法TIG重熔法用碳弧氣刨吹掉熔化金屬后再補(bǔ)焊用100cm直徑砂輪，60150級(jí)硅砂  孔徑一般為1225mm  用錐形砂輪打磨焊趾磨去基材0.5mm。用30200級(jí)硅砂輪分3次連續(xù)磨光。用TIG焊不填充焊絲重熔焊趾，能消除6mm深的缺陷。  適用于有很大的內(nèi)部缺陷  適用于對(duì)接焊縫余高，快速

26、、容易  適用于側(cè)面節(jié)點(diǎn)板和個(gè)別有裂紋的細(xì)節(jié)  費(fèi)用低，不要求特別的設(shè)備。適用于角焊縫  這是打磨法中最有效的方法  適用于在車(chē)間制造的小機(jī)械部件和橫向焊縫  對(duì)高強(qiáng)鋼，當(dāng)裂紋起始?jí)勖^大時(shí)，改善效果更大  費(fèi)用高，焊補(bǔ)可能產(chǎn)生新的缺陷  不能磨掉所有缺陷  僅用于穿透裂紋，延長(zhǎng)其疲勞壽命消耗多，耗用高，難于確保質(zhì)量  要求焊縫表面清潔，引起焊縫表面硬化殘余應(yīng)力方法射水冷卻法點(diǎn)加熱法多絲錘擊法噴丸錘擊法單點(diǎn)錘擊法局部

27、加壓法初始超載法熱應(yīng)力消除法  將焊縫加熱至500保持3min，然后射水使表面快速冷卻  在距焊縫一定位置加熱至280，引起局部屈服  用2鋼絲組成束狀錘頭，對(duì)焊趾表面進(jìn)行冷作加工，壓縮空氣壓力為500100kMa  噴鐵  或玻璃  對(duì)焊趾表面進(jìn)行冷作加工  用直徑612mm球形錘頭對(duì)焊趾進(jìn)行冷加工，可用電錘或氣壓錘。  在距焊縫一定位置局部加壓至屈服（23倍壓應(yīng)力）用拉伸法預(yù)先加載使焊縫區(qū)局部屈服  在爐內(nèi)加熱至

28、600，緩冷24h以上，加熱速度為每10mm板厚1h  不需知道裂紋起始位置，不需嚴(yán)格控制溫度適用于大板適用于中等嚴(yán)重的缺口  適用于平板和輕微缺口適用于較嚴(yán)重的缺口，無(wú)損耗適用于鋁合金適用于薄板適用于小構(gòu)件的縱向角焊縫  高溫（500），限制冷卻位置。不適用于大接頭和小接頭。過(guò)熱可能引起冷卻時(shí)的馬氏體變化必須知道開(kāi)裂位置，對(duì)橫向焊縫無(wú)效引起較小的缺口，未建立質(zhì)量控制技術(shù)要求有操作經(jīng)驗(yàn)，僅適于水平位置要求有操作經(jīng)驗(yàn)不適用于很大結(jié)構(gòu)大構(gòu)件常常不成功，冷卻速度慢涂裝方法均分負(fù)載層油漆鍍鋅陰極防護(hù)塑料、油漆、釬焊、逐層涂裝 

29、60;易檢查  適用于腐蝕環(huán)境  適用于發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋和裂紋擴(kuò)展速率大于105mm周的嚴(yán)重腐蝕環(huán)境  表面清潔，易凝固開(kāi)裂  費(fèi)用高  費(fèi)用高50  什么是延性斷裂？什么是脆性斷裂？根據(jù)金屬材料斷裂前塑性變形的大小，斷裂可分為延性斷裂和脆性斷裂兩種形式。延性斷裂  斷裂過(guò)程是：金屬材料在載荷作用下，首先產(chǎn)生彈性變形。當(dāng)載荷繼續(xù)增加到某一數(shù)值，材料即發(fā)生屈服，產(chǎn)生塑性變形。繼續(xù)加大載荷，金屬將進(jìn)一步變形，繼而發(fā)生微裂口或微空隙，這些微裂口或微空隙一經(jīng)形成，

30、便在隨后的加載過(guò)程中逐步匯合起來(lái)，形成宏觀裂紋。宏觀裂紋發(fā)展到一定尺寸后，擴(kuò)展而導(dǎo)致最后斷裂。脆性斷裂  在應(yīng)力低于材料的設(shè)計(jì)應(yīng)力和沒(méi)有顯著的塑性變形情況下，金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生瞬時(shí)、突然破壞的斷裂（裂紋擴(kuò)展速度可高達(dá)1500200m/s）稱(chēng)為脆性斷裂。脆性斷裂的裂口平整，與正應(yīng)力垂直，沒(méi)有可以覺(jué)察到的塑性變形，斷口有金屬光澤。51  試述應(yīng)力狀態(tài)對(duì)焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生脆性斷裂的影響。當(dāng)物體受外載時(shí)，在主平面上作用有最大正應(yīng)力max（另一個(gè)與之相垂直的平面上作用有最小正應(yīng)力min）與主平面成45°的平面上作用有最大切應(yīng)力max。如果在max達(dá)到屈服點(diǎn)前，max

31、先達(dá)到抗拉強(qiáng)度，則結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性斷裂；反之，如max先達(dá)到屈服點(diǎn)，則發(fā)生塑性變形及形成延性斷裂。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)材料處于單向或雙向拉應(yīng)力作用下，呈現(xiàn)塑性；在三向拉應(yīng)力作用下，呈現(xiàn)脆性。三向拉應(yīng)力可能由三向載荷產(chǎn)生，但更多的情況下是由于幾何不連續(xù)性所引起。雖然此時(shí)整個(gè)結(jié)構(gòu)處于單向、雙向拉應(yīng)力狀態(tài)下，但其局部地區(qū)由于設(shè)計(jì)不佳、工藝不當(dāng)或產(chǎn)生焊接缺陷（如裂紋），往往會(huì)出現(xiàn)形成局部三向應(yīng)力狀態(tài)的缺口效應(yīng)，見(jiàn)圖41。在三向拉應(yīng)力的作用下，材料的屈服點(diǎn)較單向應(yīng)力時(shí)提高，結(jié)果在缺口根部形成很高的局部應(yīng)力而材料尚不發(fā)生屈服，使材料的塑性下降，脆性增加，成為脆斷的發(fā)源地。因此，焊接結(jié)構(gòu)的脆斷事故一般都起源于具有嚴(yán)重應(yīng)

32、力集中效應(yīng)的缺口處。52  試述溫度對(duì)焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生脆性斷裂的影響？什么是脆性轉(zhuǎn)變溫度？如果把一組開(kāi)有相同缺口的試樣在不同溫度下進(jìn)行試驗(yàn)，則隨著溫度的降低，其破壞方式會(huì)發(fā)生變化，即從塑性破壞變?yōu)榇嘈云茐模?jiàn)圖42。當(dāng)溫度降到某一臨界值時(shí)，將出現(xiàn)塑性到脆性斷裂的轉(zhuǎn)變，這個(gè)溫度稱(chēng)之為脆性轉(zhuǎn)變溫度。脆性轉(zhuǎn)變溫度高，材料的脆性?xún)A向嚴(yán)重。應(yīng)當(dāng)注意，同一材料采用不同試驗(yàn)方法，將會(huì)得到不同的脆性轉(zhuǎn)變溫度值。53  試述加載速度對(duì)焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生脆性斷裂的影響。隨著加載速度的增加，材料的屈服點(diǎn)提高，因而促使材料向脆性轉(zhuǎn)變，其作用相當(dāng)于降低溫度，使材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，見(jiàn)圖4

33、3。應(yīng)當(dāng)指出，在同樣加載速率下，當(dāng)結(jié)構(gòu)中有缺口時(shí)，應(yīng)變速率可呈現(xiàn)出加倍的不利影響。因?yàn)榇藭r(shí)有應(yīng)力集中的影響，應(yīng)變速率比無(wú)缺口高得多，從而大大地降低了材料的局部塑性。因此，結(jié)構(gòu)鋼一旦開(kāi)始脆性斷裂，就很容易產(chǎn)生擴(kuò)展現(xiàn)象。當(dāng)缺口根部小范圍金屬材料發(fā)生斷裂時(shí)，在新裂紋前端的材料立即突然受到高應(yīng)力和高應(yīng)變載荷，即一旦缺口根部開(kāi)裂，就有高的應(yīng)變速率，而不管其原始加載條件是動(dòng)載還是靜載，此時(shí)隨著裂紋加速擴(kuò)展，應(yīng)變速率更急劇增加，致使結(jié)構(gòu)最后破壞。54  試述材料狀態(tài)對(duì)焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生脆性斷裂的影響。厚度的影響  厚板在缺口處容易形成三向拉應(yīng)力，因此容易使材料變脆。曾經(jīng)把厚度為45mm的鋼板，通過(guò)加工制成板厚分別為10、20、30、40mm的試件，研究不同板厚所造成不同應(yīng)力狀態(tài)對(duì)脆性破壞的影響，發(fā)現(xiàn)在預(yù)制40mm長(zhǎng)的裂紋和施加應(yīng)力等于1/2屈服點(diǎn)的條件下，當(dāng)厚度小于30mm時(shí)，發(fā)生脆斷的脆性轉(zhuǎn)變溫度隨板厚增加面直線(xiàn)上升；當(dāng)板厚超過(guò)30mm時(shí)，脆性轉(zhuǎn)變溫度的增加較為緩慢。晶粒度的影響  低碳鋼和低合金鋼的晶粒越細(xì)，其脆性轉(zhuǎn)變