【2017年整理】焊接结构的脆性断裂培训课件.ppt

二、防止裂纹发生和阻止裂纹扩展的原则 止裂原则：焊接构件在最低工作温度下工作时，必须能够阻止脆性裂纹的自由扩展。 止裂条件：裂纹起源于材料的局部脆化区内，且处于较高的应力场中。当焊缝及近缝区的缺陷及应力集中所产生的脆性裂纹扩展进入韧性区和较低的应力场中时，已经裂开的裂纹长度如果小于新区域中裂纹失稳断裂的临界长度时，则裂纹的扩展将受到阻止。 一般情况下，在高于止裂温度时，材料内出现的脆性裂纹将被相邻的母材制止，从而可有效防止构件出现整体脆性断裂。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 三、防止结构脆断的试验研究方法 1、冲击试验 在冲击试验中，V形缺口冲击试验应用较多。 a、按能量标准确定临界温度 将被测工件浸入相关的控温介质（如酒精、冰、液氮等）中，然后在低温下做系列冲击试验，并测定冲击功随温度改变的变化曲线，当冲击断裂功aK降至某一特定数值时的温度即为临界温度TK。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 右图为两种典型的系列冲击试验曲线。曲线A的冲击功在某一温度时突然下降，该温度即为材料的临界温度TK。 但大多数材料的冲击功是在某一温度范围内连续下降的，如曲线B。此时应根据各材料的冲击功降至某一特定值时来确定其对应的临界温度TK。 图14 冲击断裂功和试验温度的关系 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. b、按断口形貌确定临界温度 随着温度的降低，冲击断口的纤维状区域面积将减小，结晶状区域将增加。根据纤维状区域与结晶状区域相对面积的大小来确定其对应的临界温度TK。通常将结晶区域面积占总面积50%时所对应的温度作为临界温度TK。 图15 冲击断口形貌示意图 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 冲击断口纤维区 冲击断口放射区 冲击断口剪切唇 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2、落锤试验 在厚度为25.4mm的长条状试件中部焊一63×13 mm的脆性焊道，然后在焊道中部的垂直方向上锯一1.5mm以下的人工缺口，将试件焊面朝下置于一砧座上，在不同温度下，用一头部半径为25.4mm的圆柱面重锤向试件的中部加载，当试件发生断裂的最高温度就是临界温度。 图16 落锤试验 1-砧座；2-试件；3-重锤；4-终止挠度；5-止挠块 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 由于落锤试验是裂纹传播试验，如果锯口根部未开裂，则试验无效；锯口开裂但被母材制止，未能扩展至试件边缘则判为未断；锯口根部开裂并扩展至边缘则判定为断裂。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3、逻伯逊试验和ESSO试验 如右图，试件一端呈半圆形，在其心部钻孔，并锯一缺口，然后将试件焊接到联接板上。试验时，先在试件上制造一有稳定温度梯度的温度场，然后在试件上带有缺口的一端用重锤施加冲击载荷，使缺口开裂。在均匀拉应力作用下，试件中的裂纹将继续扩展，直至某一温度区域才被制止。裂纹尖端出现剪切唇的温度即为止裂转变温度。 图17 逻伯逊试件 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyrigh