什麼是疲勞焊縫

⑴ 什麼叫鋼結構疲勞破壞，影響疲勞破壞的因素有那些

鋼結構的疲勞破壞
一、疲勞破壞現象
鋼材在連續反復荷載作用下會發生疲勞破壞,這種疲勞破壞在鋼結構和鋼構件中同
樣會發生.與鋼材發生疲勞破壞的不同處在於鋼結構和鋼構件由於製作或構造上的原
因總會存在缺陷,而這些缺陷就成為裂縫的起源,在疲勞破壞過程中,可以認為不存在裂
紋形成這個階段.因此,鋼結構和鋼構件疲勞破壞的階段為裂紋的擴展和最後斷裂兩個階段.裂紋的擴展是十分緩慢的,而斷裂是在裂紋擴展到一定尺寸時瞬間完成的.在裂紋擴展部分,斷口因經反復荷載頻繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂紋源愈光滑,而瞬面斷裂的裂口比較粗糙並呈顆粒狀,具有脆性斷裂的特徵.
二、影響疲勞強度的因素
在鋼材的疲勞破壞中提到影響疲勞強度的主要因素是應力集中.這同樣是影響鋼結構和鋼構件疲勞強度的主要因素.但在鋼結構和鋼構件中,產生應力集中的原因則極為復雜,因此鋼結構和鋼構件的疲勞強度的計算比鋼材的要困難得多.
鋼結構和鋼構件在截面突然改變處都會產生應力集中,如梁與柱的連接節點、柱腳、
梁和柱的變截面處以及截面形孔等削弱處.此外,對於非焊接結構,有鋼材表面的凹凸
麻點、刻痕,軋鋼時的夾渣、分層,切割邊的不平整,冷加工產生的微裂紋以及螺栓孔等
等.對於焊接結構還有焊縫外形及其缺陷,缺陷包括氣孔、咬肉、夾渣、焊根、起弧和滅弧處的不平整、焊接裂紋等等.
除此之外,還有結構和構件中的殘余應力以及結構和構件所處的環境等都會對其疲勞強度有影響.在有腐蝕性介質的環境中,疲勞裂紋擴展的速率會受到不利的影響.

⑵ 焊縫等級的規定是在什麼規范里查取

焊縫等級的規定在《鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質量分級法》中查取。

1、在需要進行疲勞計算的構件中，凡對接焊縫均應焊透，其質量等級為

（1）作用力垂直於焊縫長度方向的橫向對接焊縫或T形對接與角接組合焊縫，受拉時應為一級，受壓時應為二級；

（2）作用力平行於焊縫長度方向的縱向對接焊縫應為二級。

2 、不需要計算疲勞的構件中，凡要求與母材等強的對接焊縫應予焊透，其質量等級當受拉時應不低於二級，受壓時宜為二級

3、重級工作制和起重量Q≥50t吊車梁的腹板與L冀緣之間以及吊車析架上弦桿與節點板之間的T形接頭焊縫均要求焊透．焊縫形式一般為對接與角接的組合焊縫，其質量等級不應低於二級

4、不要求焊透的』I'形接頭採用的角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫，以及搭接連接採用的角焊縫，其質量等級為：

（1）對直接承受動力荷載且需要驗算疲勞的結構和吊車起重量等於或大於50t的中級工作制吊車梁，焊縫的外觀質量標准應符合二級；

（2）對其他結構，焊縫的外觀質量標准可為二級。

外觀檢查一般用目測，裂紋的檢查應輔以5 倍放大鏡並在合適的光照條件下進行，必要時可採用磁粉探傷或滲透探傷，尺寸的測量應用量具、卡規。

(2)什麼是疲勞焊縫擴展閱讀：

焊接時，為保證焊接質量而選定的諸物理量（例如，焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱為焊接工藝參數。工藝參數對焊縫形狀的影響如下：

（1）焊接電流當其它條件不變時，增加焊接電流，焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度則幾乎保持不變（或略有增加）。

（2）電弧電壓當其它條件不變時，電弧電壓增大，焊縫寬度顯著增加，而焊縫厚度和余高略有減少

（3）焊接速度當其它條件不變時，焊接速度增加，焊縫寬度、焊縫厚度和余高都減少。

焊接電流、電弧電壓和焊接速度是焊接時的三大焊接工藝參數，選用時，應當考慮到這三者之間的相互適當配合，才能得到形狀良好，符合要求的焊縫。

⑶ 什麼叫鋼結構疲勞破壞，影響疲勞破壞的因素有那些

一、疲勞破壞現象

鋼材在連續反復荷載作用下會發生疲勞破壞，這種疲勞破壞在鋼結構和鋼構件中同樣會發生。與鋼材發生疲勞破壞的不同處在於鋼結構和鋼構件由於製作或構造上的原因總會存在缺陷，而這些缺陷就成為裂縫的起源，在疲勞破壞過程中，可以認為不存在裂紋形成這個階段。

因此，鋼結構和鋼構件疲勞破壞的階段為裂紋的擴展和最後斷裂兩個階段。裂紋的擴展是十分緩慢的，而斷裂是在裂紋擴展到一定尺寸時瞬間完成的。在裂紋擴展部分，斷口因經反復荷載頻繁作用的磨合，表面光滑而且愈近裂紋源愈光滑，而瞬面斷裂的裂口比較粗糙並呈顆粒狀,具有脆性斷裂的特徵。

二、影響疲勞強度的因素

影響疲勞強度的主要因素是應力集中，這同樣是影響鋼結構和鋼構件疲勞強度的主要因素。但在鋼結構和鋼構件中，產生應力集中的原因則極為復雜，因此鋼結構和鋼構件的疲勞強度的計算比鋼材的要困難得多。

(3)什麼是疲勞焊縫擴展閱讀：

裂紋形成機理：

從微觀角度分析，金屬裂紋形成中最常見解釋為滑移帶開裂。隨著載荷作用循環次數的不斷增加，金屬焊接結構材料內部晶體的位錯密度不斷加大，當位錯密度增大到一定值時，晶體內部形成位錯糾結，進而構成高密度的位錯帶和低密度的位錯區域，這些區域對位錯運動產生了阻礙作用。

在疲勞載荷繼續作用下，位錯之間相互作用，並向高能到低能方向轉化，逐漸形成位錯胞，繼而發展成為亞晶結構。在這種方式下，晶體內部位錯的演變和相互運動，導致金屬內部出現滑移帶。

滑移帶的產生順序一般是出現滑移線、形成滑移帶和形成駐留滑移帶這三部分。在疲勞載荷的循環作用下，首先在金屬材料內部薄弱晶粒上出現位錯運動，這種運動導致金屬表面留下痕跡，即滑移線。在持續循環次數作用下，滑移線不斷累積，逐漸形成滑移帶。

而滑移帶不斷的被循環載荷擠入和擠出晶界面時，滑移帶則轉變成駐留滑移帶。痕跡就是由駐留滑移帶在材料表面留下的，當這種痕跡作用足夠深時，便形成了初始的裂紋。因此，駐留滑移帶是裂紋形成的關鍵因素。

⑷ 焊縫的幾何尺寸指的是什麼這些因素對焊縫疲勞有什麼影響

焊縫的幾何尺寸指的是焊縫的大小尺寸，這些因素對焊縫疲勞應該沒有什麼影響，影響焊縫疲勞的因素一般是在焊接及冷卻時產生的焊接應力，會導致材料在使用中產生微觀裂紋並擴展斷裂。

⑸ 誰知道鋼材焊縫位置的疲勞應力與母材的疲勞應力有多大的區別

靜載強度對焊接結構疲勞強度的影響

在鋼鐵材料的研究中，人們總是希望材料具有較高的比強度，即以較輕的自身重量去承擔較大的負載重量，因為相同重量的結構可以具有極大的承載能力；或是同樣的承載能力可以減輕自身的重量。所以高強鋼應運而生，也具有較高的疲勞強度，基本金屬的疲勞強度總是隨著靜載強度的增加而提高。

但是對於焊接結構來說，情況就不一樣了，因為焊接接頭的疲勞強度與母材靜強度、焊縫金屬靜強度、熱影響區的組織性能以及焊縫金屬強度匹配沒有多大的關系，也就是說只要焊接接頭的細節一樣，高強鋼和低碳鋼的疲勞強度是一樣的，具有同樣的S-N曲線，這個規律適合對接接頭、角接接頭和焊接梁等各種接頭型式。Maddox研究了屈服點在386—636MPa之間的碳錳鋼和用6種焊條施焊的焊縫金屬和熱影響區的疲勞裂紋擴展情況，結果表明：材料的力學性能對裂紋擴展速率有一定影響，但影響並不大。在設計承受交變載荷的焊接結構時，試圖通過選用較高強度的鋼種來滿足工程需要是沒有意義的。只有在應力比大於+0.5的情況下，靜強度條件起主要作用時，焊接接頭母材才應採用高強鋼。

造成上述結果的原因是由於在接頭焊趾部位沿溶合線存在有類似咬邊的熔渣楔塊缺陷，其厚度在0.075mm-0.5mm，尖端半經小於0.015mm。該尖銳缺陷是疲勞裂紋開始的地方，相當於疲勞裂紋形成階段，因而接頭在一定應力幅值下的疲勞壽命，主要由疲勞裂紋的擴展階段決定。這些缺陷的出現使得所有鋼材的相同類型焊接接頭具有同樣的疲勞強度，而與母材及焊接材料的靜強度關系不大。
接頭類型的影響

焊接接頭的形式主要有：對接接頭、十字接頭、T形接頭和搭接接頭，在接頭部位由於傳力線受到干擾，因而發生應力集中現象。

對接接頭的力線干擾較小，因而應力集中系數較小，其疲勞強度也將高於其他接頭形式。但實驗表明，對接接頭的疲勞強度在很大范圍內變化，這是因為有一系列因素影響對接接頭的疲勞性能的緣故。如試樣的尺寸、坡口形式、焊接方法、焊條類型、焊接位置、焊縫形狀、焊後的焊縫加工、焊後的熱處理等均會對其發生影響。具有永久型墊板的對接接頭由於墊板處形成嚴重的應力集中，降低了接頭的疲勞強度。這種接頭的疲勞裂紋均從焊縫和墊板的接合處產生，而並不是在焊趾處產生，其疲勞強度—般與不帶墊板的最不佳外形的對接接頭的疲勞強度相等。

十字接頭或T形接頭在焊接結構中得到了廣泛的應用。在這種承力接頭中，由於在焊縫向基本金屬過渡處具有明顯的截面變化，其應力集中系數要比對接接頭的應力集中系數高，因此十字或T形接頭的疲勞強度要低於對接接頭。對未開坡口的用角焊縫連接的接頭和局部熔透焊縫的開坡口接頭，當焊縫傳遞工作應力時，其疲勞斷裂可能發生在兩個薄弱環節上，即基本金屬與焊縫趾端交界處或焊縫上。對於開坡口焊透的的十字接頭，斷裂一般只發生在焊趾處，而不是在焊縫處。焊縫不承受工作應力的T形和十字接頭的疲勞強度主要取決於焊縫與主要受力板交界處的應力集中，T形接頭具有較高的疲勞強度，而十字接頭的疲勞強度較低。提高T形或十字接頭疲勞強度的根本措施是開坡口焊接，並加工焊縫過渡處使之圓滑過渡，通過這種改進措施，疲勞強度可有較大幅度的提高。

搭接接頭的疲勞強度是很低的，這是由於力線受到了嚴重的扭曲。採用所謂「加強」蓋板的對接接頭是極不合理的，由於加大了應力集中影響，採用蓋板後，原來疲勞強度較高的對接接頭被大大地削弱了。對於承力蓋板接頭，疲勞裂紋可發生在母材，也可發生在焊縫，另外改變蓋板的寬度或焊縫的長度，也會改變應力在基本金屬中的分布，因此將要影響接頭的疲勞強度，即隨著焊縫長度與蓋板寬度比率的增加，接頭的疲勞強度增加，這是因為應力在基本金屬中分布趨於均勻所致。

2.2.2 焊縫形狀的影響

無論是何種接頭形式，它們都是由兩種焊縫連接的，對接焊縫和角焊縫。焊縫形狀不同，其應力集中系數也不相同，從而疲勞強度具有較大的分散性。

對接焊縫的形狀對於接頭的疲勞強度影響最大。

(1) 過渡角的影響 Yamaguchi等人建立了疲勞強度和基本金屬與焊縫金屬之間過渡角(外鈍角)的關系。試驗中W(焊縫寬度)和h(高度)變化，但h/W比值保持不變。這意味著夾角保持不變，試驗結果表明，疲勞強度也保持不變。但如果W保持不變，變化參量h，則發現h增加，接頭疲勞強度降低，這顯然是外夾角降低的結果。

(2) 焊縫過渡半徑的影響Sander等人的研究結果表明焊縫過渡半徑同樣對接頭疲勞強度具有重要影響，即過渡半徑增加(過渡角保持不變)，疲勞強度增加。

角焊縫的形狀對於接頭的疲勞強度也有較大的影響。

當單個焊縫的計算厚度a與板厚B之比a/B<0.6～0.7時，一般斷裂於焊縫；當a/B>0.7時，一般斷於基本金屬。但是增加焊縫尺寸對提高疲勞強度僅僅在一定范圍內有效。因為焊縫尺寸的增加並不能改變另一薄弱截面即焊趾端處基本金屬的強度，故充其量亦不能超過該處的疲勞強度。Soete，Van Crombrugge採用15mm厚板用不同的角焊縫施焊，在軸向疲勞載荷下的試驗發現，焊縫的焊腳為13mm時，斷裂發生在焊趾處基本金屬或焊縫中。當焊縫的焊腳小於此值時，疲勞斷裂發生在焊縫上；當焊腳尺寸為18mm時斷裂發生在基本金屬中。據此他們提出極限焊腳尺寸：S=0.85B 式中S為焊腳尺寸，B為板厚。可見縱使焊腳尺寸達到板厚時(15mm)，仍可得焊縫處的斷裂結果，這一結果與理論結果符合得很好。

2.2.3 焊接缺陷的影響

焊趾部位存在有大量不同類型的缺陷，這些不同類型的缺陷導致疲勞裂紋早期開裂和使母材的疲勞強度急劇下降（下降到80%）。焊接缺陷大體上可分作兩類：面狀缺陷(如裂紋、未熔合等)和體積型缺陷（氣孔、夾渣等），它們的影響程度是不問的，同時焊接缺陷對接頭疲勞強度的影響與缺陷的種類、方向和位置有關。

1)裂紋 焊接中的裂紋，如冷、熱裂紋，除伴有具有脆性的組織結構外，是嚴重的應力集中源，它可大幅度降低結構或接頭的疲勞強度。早期的研究己表明，在寬60mm、厚12.7mm的低碳鋼對接接頭試樣中，在焊縫中具有長25mm、深5.2mm的裂紋時(它們約占試樣橫截面積的10%)，在交變載荷條件下，其2×106循環壽命的疲勞強度大約降低了55%~65%。

2)未焊透 應當說明，不一定把未焊透均認為是缺陷，因為有時人為地要求某些接頭為周部焊透，典型的例子是某些壓力容器接管的設計。未焊透缺陷有時為表面缺陷（單面焊縫），有時為內部缺陷(雙面焊縫)，它可以是局部性質的，也可以是整體性質的．其主要影響足削弱截面積和引起應力集中。以削弱面積10%時的疲勞壽命與未含有該類缺陷的試驗結果相比，其疲勞強度降低了25%，這意味著其影響不如裂紋嚴重。

3)未熔合 由於試樣難以制備，至今有關研究極其稀少．但是無可置疑，未熔合屬於平面缺陷，因而不容忽視，一般將其和未焊透等同對待。

4)咬邊表徵咬邊的主要參量有咬邊長度L、咬邊深度h、咬邊寬度W。影響疲勞強度的主要參量是咬邊深度h，目前可用深度h或深度與板厚比值(h/B)作為參量評定接頭疲勞強度。

5)氣孔 為體積缺陷，Harrison對前人的有關試驗結果進行了分析總結， 疲勞強度下降主要是由於氣孔減少了截面積尺寸造成，它們之間有一定的線性關系。但是一些研究表明，當採用機加工方法加工試樣表面，使氣孔處於表面上時，或剛好位於表面下方時，氣孔的不利影響加大，它將作為應力集中源起作用，而成為疲勞裂紋的起裂點。這說明氣孔的位置比其尺寸對接頭疲勞強度影響更大，表面或表層下氣孔具有最不利影響。

6)夾渣IIW的有關研究報告指明：作為體積型缺陷，夾渣比氣孔對接頭疲勞強度影響要大。

通過上述介紹可見焊接缺陷對接頭疲勞強度的影響，不但與缺陷尺寸有關，而旦還決定於許多其他因素，如表面缺陷比內部缺陷影響大，與作用力方向垂直的面狀缺陷的影響比其它方向的大；位於殘余拉應力區內的缺陷的影響比在殘余壓應力區的大；位於應力集中區的缺陷(如焊縫趾部裂紋)比在均勻應力場中同樣缺陷影響大。

⑹ 如何提高焊縫疲勞等級

1.採用合理的結構形式
先選用對接接頭，重要結構改成對接接頭，焊縫避開拐角部位，使用角接接頭時，用全熔透對接焊縫，使構件內力的傳遞流暢，分布均勻，不產生附加應力，減少斷面突變，避免偏心受載的設計，板厚或板寬相差大需要對接時，要設計平緩的過渡區。
不要在應力集中區設置焊縫，不要在主要受拉構件上設置橫向焊縫，避免三向焊縫空間匯交，如果不能避免，要保障焊縫的內外質量，降低焊趾處的應力集中，對於只能單面焊接的對接焊縫，不允許放置永久性墊板，避免間斷焊接，因為在每個焊縫的開始和結束處都有較高的應力集中。

2.正確的焊縫形狀和良好的焊縫內外質量
對接接頭焊縫的余高要小，焊後刨平不留余高比較好，T形接頭不要採用凸度的角焊縫，要採用凹度的角焊縫，焊縫和母材表面的焊趾要平滑過渡，焊趾應進行磨削或氬弧重熔，減少應力集中。
焊接缺陷都存在不同程度的應力集中，會出現裂紋、未焊透、咬邊等，尤其是薄板焊接缺陷，對疲勞強度影響較大，因此，在結構設計中，需要確保每條焊縫都易於焊接，以減少焊接缺陷，同時需要去除超標缺陷。
調整殘余應力
構件表面的殘余壓應力或應力集中可以提高焊接結構的疲勞強度，通過調整局部加熱和焊接順序，有利於獲得提高疲勞強度的殘余應力場，缺口構件採取一次性預超載拉伸，得到殘余壓應力。

⑺ 什麼是焊接接頭力學性能實驗額定的內容

1、焊接接拉伸試驗（包括全焊縫拉伸試驗）
2、焊接接彎曲試驗
3、焊接接沖擊試驗
4、焊接接硬度試驗
5、焊接接（管接）壓扁試驗
6、焊接接（焊縫金屬）疲勞試驗

焊接接頭
焊縫區
接頭金屬及填充金屬熔化後，又以較快的速度冷卻凝固後形成。焊縫組織是從液體金屬結晶的鑄態組織，晶粒粗大，成分偏析，組織不緻密。但是，由於焊接熔池小，冷卻快，化學成分控制嚴格，碳、硫、磷都較低，還通過滲合金調整焊縫化學成分，使其含有一定的合金元素，因此，焊縫金屬的性能問題不大，可以滿足性能要求，特別是強度容易達到。
熔合區
熔化區和非熔化區之間的過渡部分。熔合區化學成分不均勻，組織粗大，往往是粗大的過熱組織或粗大的淬硬組織。其性能常常是焊接接頭中最差的。熔合區和熱影響區中的過熱區(或淬火區)是焊接接頭中機械性能最差的薄弱部位，
會嚴重影響焊接接頭的質量。
熱影響區
被焊縫區的高溫加熱造成組織和性能改變的區域。低碳鋼的熱影響區可分為過熱區、正火區和部分相變區。
(1)過熱區 最高加熱溫度1100℃以上的區域，晶粒粗大，甚至產生過熱組織，叫過熱區。過熱區的塑性和韌性明顯下降，是熱影響區中機械性能最差的部位。
(2)正火區 最高加熱溫度從Ac3至1100℃的區域，焊後空冷得到晶粒較細小的正火組織，叫正火區。正火區的機械性能較好。
(3)部分相變區最高加熱溫度從Ac1至Ac3的區域，只有部分組織發生相變， 叫部分相變區。此區晶粒不均勻，性能也較差。 在安裝焊接中，熔焊焊接方法應用較多。焊接接頭是高溫熱源對基體金屬進行局部加熱同時與熔融的填充金屬熔化凝固而形成的不均勻體。根據各部分的組織與性能的不同，焊接接頭可分為三部分。如圖2-l所示，
在焊接發生熔化凝固的區域稱為焊縫，它由熔化的母材和填充金屬組成。而焊接時基體金屬受熱的影響(但未熔化)而發生金相組織和力學性能變化的區域稱為熱影響區。熔合區是焊接接頭中焊縫金屬與熱影響區的交界處，熔合區一彀很窄，寬度為0.1~0.4mm。

⑻ 焊縫疲勞開裂

那隻能切去，再重新焊了。如果直接在開裂處直接焊，很不牢固，就你說的這個焊點很吃力，你不重新焊接，還是有可能出現疲勞開裂，而且也會很快。

⑼ 焊接剖口尺寸與焊縫疲勞等級有無對應關系

焊接坡口尺寸與焊縫疲勞等級有點關系，
但主要是焊接結構而不是坡口尺寸。