微精选

·焊接接头和焊接结构的疲劳强度

·低温冲击载荷容易引起结构，特别是焊接结构的低应力脆性破坏，给人类生产生活带来巨大的灾害。

·疲劳破坏则是结构最普遍的破坏形式，约占结构破坏失效总量的80～90％。

1 脆性破坏与疲劳破坏的相同点与不同点

1.1相同点

⑴ 都属于低应力破坏 破坏时的工作应力＜或＜＜材料的强度

⑵ 破坏之前，结构都没有明显的征兆或外观变形，突发性强，令人促不及防。

⑶ 都对应力集中很敏感 起裂位置多半都存在原始缺陷，或起裂于应力集中点。

1.2不同点

⑴载荷性质不同

⑵对温度敏感性

⑶受载次数多少

⑷断裂经历时间

⑸断裂经历过程

⑹断裂机理机制

⑺宏观断口形貌

⑻微观断口形貌

2疲劳强度的基本概念

2.1 疲劳应力循环应力的五个基本参数

2.2应力循环的基本类型

2.3疲劳强度和疲劳极限

2.4疲劳强度在焊接结构中的常用表示方法

3影响焊接接头疲劳强度的因素

3.1影响载荷、环境效应的因素（外因）

⑴ 疲劳载荷的性质和大小

在计算疲劳应力时，除了计算常规疲劳载荷的作用之外，还须考虑随机载荷、结构之间的拘束应力、温差应力、焊接残余应力、应力集中、环境介质的腐蚀作用…等因素对疲劳强度的影响。

⑵ 环境因素 腐蚀介质会加速疲劳裂纹的萌生和扩展速率，降低疲劳寿命。

3.2影响结构抗力的因素（内因）

⑴ 结构构造刚柔相济的程度

结构的整体刚度、强度是结构承载的根基；提高结构相互连接接头的平滑、圆滑、柔韧程度，是降低应力集中敏感程度的重要手段。疲劳和低应力脆断都对应力集中很敏感，这一点，二者的情况是一样的。

⑵ 结构上，特别是接头上的各种应力集中现象

1)结构表面形状的突然变化；

2)各种缺陷及孔洞等；

3)焊接变形：错边、角变形等；

4)金属表面的粗糙度等。

⑶ 材质的纯度与材料的塑性和韧度

塑性和韧度对延缓裂纹的萌生和扩展，对延长疲劳寿命和提高疲劳强度有明显作用。

⑷ 结构残余拉应力

残余拉应力能提高疲劳循环的平均应力，加大应力集中的影响，加速疲劳破坏。残余压应力可以阻止，或减缓疲劳裂纹的萌生和扩展。

4提高焊接结构疲劳强度的措施

结构中的应力集中是降低焊接结构疲劳强度的最主要因素。预防、减小应力集中的工作，应该贯穿于产品设计、制造和使用的整个过程当中。

4.1设计措施

设计常分为整体设计和细部设计两个阶段：

⑴ 整体设计主要是功能设计和结构设计，在选择整体结构形式时，既要满足产品的总体功能要求和整体强度、刚度要求，又要注意从宏观角度分散集中载荷，减小应力集中。做到刚柔相济，才有利于提高疲劳强度，也有利于防止低应力脆性破坏。

⑵ 细部设计的重要任务在于通过细部的具体尺寸形状，做到粗细、厚薄、宽窄不同截面之间的圆滑过渡，从每个具体位置着眼，注意减小应力集中。

⑶ 在产品或结构两部分互相连接的区域，应当尽量采用平缓圆滑或刚柔相济的结构和接头形式，尽量避免陡然过渡。

4.2工艺措施

易产生裂纹的缺口部位，可预制残余压应力，能改善，甚至消除焊接残余应力的不利影响；

措施：①首先按严格的工艺要求，焊好结构的纵向主焊缝，并采用尖锤或风镐及时捶击焊缝，将残余拉应力变为压应力；②随后焊接筋板焊缝时，先在焊缝交叉点外引弧，焊到顶点后，回程重熔焊道，消除引弧点的焊接缺陷，并及时捶击焊缝，消除焊接应力。

4.3使用中的维护措施

妥善维护结构，覆盖涂层，喷洒涂料，防止腐蚀介质环境的不利影响。

小结

·脆性断裂特点及影响因素

·断裂力学及在焊接中的应用

·疲劳和脆性断裂比较

·疲劳强度及影响因素