焊接結(jié)構(gòu)斷裂性能ppt課件(參考版)
2025-01-20 18:37本頁面
【正文】 ? 簡稱 DT試驗(yàn)； ? 由美國海軍研究所（ NRL）于 1962年開創(chuàng)的一種新型工程試驗(yàn)方法； ? 適用于各種異性敏感的高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼； ? 鋼的晶粒度、碳化物金相組織的大小和分布、鋼中 P,N,O等都對(duì)顯微裂紋的形成產(chǎn)生較大影響。 二、止裂性能試驗(yàn) ? ? 圖 落錘試驗(yàn)示意圖 Penillni落錘試驗(yàn)是在研究鋼的脆斷傾向，評(píng)定比較止裂行為時(shí)使用。 四點(diǎn)彎曲法 ——是目前檢驗(yàn)?zāi)覆幕蚝附咏宇^抗脆性斷裂的重 要方法之一。 （英國造船業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)） ? 高強(qiáng)鋼 以能夠達(dá)到 4εs 的試驗(yàn)溫度作為該試驗(yàn)條件下的 抗開裂溫度 Ti 。 與焊接結(jié)構(gòu)脆斷相關(guān)試驗(yàn) 一、抗開裂性能試驗(yàn) ? ? ? ? 試件尺寸 ： 910 910 δ(板厚 ) 缺口尺寸： 5mm 注意： 焊前開缺口！ 適用： ① 靜載結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)變脆化研究； ② 殘余應(yīng)力的影響； ③角變形的影響； ④退火、預(yù)拉伸等。 重點(diǎn)從兩個(gè)方面理解： ①構(gòu)成復(fù)雜應(yīng)力場，導(dǎo)致 缺口效應(yīng) 使材料 變脆 ，而 殘余應(yīng)力 對(duì) 脆性材料 的靜載破壞是 有影響 的！ ② 角變形和錯(cuò)邊 都會(huì)產(chǎn)生 附加彎矩 !使焊趾處的 應(yīng)力集中程度加大 ！ 防止焊接結(jié)構(gòu)脆斷的工藝措施 ? 結(jié)合 ，這里不再贅述 ! ? 主要是： ? 控制 應(yīng)變時(shí)效 ； ? 防止產(chǎn)生 脆性組織 ； ? 控制 焊接缺陷 ； ? 控制 角變形及錯(cuò)邊 ； ? 注意消除焊接 殘余應(yīng)力 。 原則： 能不焊就不焊 ！ 分析：不重要焊縫往往 不被重視 ，產(chǎn)生缺陷的可能性大！然而，這些缺陷又處在 受力構(gòu)件上， 因而，導(dǎo)致受力 構(gòu)件的低應(yīng)力破壞。 圖 334 沖擊試驗(yàn)及其評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 延性法 溫度（ ℃ ） 圖 系列沖擊試驗(yàn) 防止焊接結(jié)構(gòu)脆斷的設(shè)計(jì)原則 (1) 盡量減少應(yīng)力集中 ① 焊縫位置 應(yīng)在平滑過渡處； ② 選用應(yīng)力集中小的 接頭形式 ③ 接頭形狀 應(yīng)圓滑過渡 ； ④ 焊縫應(yīng) 布置 在易焊易檢的位置； ⑤ 避免 焊縫過于密集； （ a）不可采用 （ b）可以采用 圖 337 尖角過渡和平滑過渡的接頭 （ a）不合理 （ b）合理 圖 338 封頭設(shè)計(jì)時(shí)合理與不合理的接頭 (a) 厚板雙面減薄 (b) 厚板單面減薄 (c) 填充材料過渡 圖 339 不同板厚接頭設(shè)計(jì)方案 圖 340 不易施焊的焊態(tài)部位舉例 不合理 合理 圖 341 避免焊縫密集的措施 不合理 合理 圖 342 避免焊縫交叉的措施 (2) 盡量減小結(jié)構(gòu)剛度 ① 不采用 過厚截面 ； ② 結(jié)構(gòu)重要部位 剛性過大 應(yīng)開緩和槽。 ⑴能量準(zhǔn)則法 ?實(shí)驗(yàn)證明，隨著溫度的上升，打斷試件所需的沖擊吸收功也顯著上升，可以用它來衡量材料的韌 脆轉(zhuǎn)變溫度。 Ak是對(duì)材料的成分和組織敏感的力學(xué)性能指標(biāo)。 ② 安全評(píng)價(jià)的依據(jù) . ()kA mg h h ???圖 缺口沖擊實(shí)驗(yàn) 衡量指標(biāo)：沖擊吸收功 Ak 沖擊韌度 ak (ak＝ Ak/Fk ) 沖擊韌性： 材料在沖擊載荷下吸收塑性變形功和斷裂功的能力 ， 是材料強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn) 。特別不應(yīng)該單純追求強(qiáng)度指標(biāo)，護(hù)士其他性能。 ? 第二，隨著鋼材強(qiáng)度的提高，斷裂韌性和工藝性一般都有所下降 。一般地，應(yīng)使所選用的母材和焊接用材料保證在使用溫度下具有合格的缺口韌性。 ?如果試件殘余應(yīng)力經(jīng)退火完全消除，則開裂路徑與試件中心線重合 (N30WR1)。 ? 當(dāng)溫度高于脆性轉(zhuǎn)變溫度：無不利影響 (2)考慮殘余應(yīng)力分布時(shí)的影響 較寬的拉應(yīng)力區(qū) 裂紋穿過整個(gè)試件 有較大的殘余壓應(yīng)力區(qū) 裂紋在壓應(yīng)力區(qū)拐彎并停止擴(kuò)展 (3) 對(duì)脆斷裂紋擴(kuò)展方向的影響 圖 319 裂紋擴(kuò)展路徑 ?若試件未經(jīng)退火，試驗(yàn)時(shí)也不施加外力，沖擊引發(fā)裂紋后，裂紋在殘余應(yīng)力作用下，將沿平行焊縫方向擴(kuò)展(N30W3)。形成 缺口效應(yīng) ,導(dǎo)致 應(yīng)力集中 ! ③ 防止措施 改進(jìn)工藝 ,加強(qiáng)管理 ,強(qiáng)化檢測手段 !運(yùn)用 質(zhì)量管理體系 的功能，盡最大可能消除焊接缺陷！ 殘余應(yīng)力對(duì)脆斷的影響 (1)考慮工作溫度時(shí)的影響 ? 當(dāng)溫度低于脆性轉(zhuǎn)變溫度：有不利影響 如果焊接殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力，拉伸殘余應(yīng)力將和工作應(yīng)力迭加共同起作用，在外加載荷很低時(shí)，發(fā)生低應(yīng)力脆性破壞。 除去裂紋以外，其他焊接缺陷，如咬邊、未焊透、焊縫表面成形不良等，都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中和可能引起脆性破壞。 焊接缺陷對(duì)脆斷的影響 焊接接頭中，大約 40％的脆斷事故是從焊接缺陷處開始的。 q過大 導(dǎo)致晶粒粗大，材質(zhì)脆化，韌性減小。 焊接過程的快速加熱和冷卻，使 焊縫本身和熱影響區(qū)發(fā)生一系列組織變化，該區(qū)具有比母材高的韌 脆轉(zhuǎn)變溫度，成為焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié)。 ②動(dòng)應(yīng)變時(shí)效：多產(chǎn)生于應(yīng)力集中處，危害較大。 3)應(yīng)變時(shí)效產(chǎn)生的危害 有害的時(shí)效往往使材料性能變壞：硬度提高，塑性下降，韌性變差。 ? 靜應(yīng)變時(shí)效： 是指金屬經(jīng)過 “ 冷加工” 而產(chǎn)生一定量的
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