⑴ 焊接件如何消除應力能達到什麼效果
焊接應力是焊接構件由於焊接而產生的應力。焊接過程中焊件中產生的內應力和焊接熱過程引起的焊件的形狀和尺寸變化。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產生焊接應力和變形的根本原因。當焊接引起的不均勻溫度場尚未消失時，焊件中的這種應力和變形稱為瞬態焊接應力和變形；焊接溫度場消失後的應力和變形稱為殘余焊接應力和變形。在沒有外力作用的條件下，焊接應力在焊件內部是平衡的。焊接應力和變形在一定條件下會影響焊件的功能和外觀，因此是設計和製造中必須考慮的問題。
為了消除和減小焊接殘余應力，應採取合理的焊接順序，先焊接收縮量大的焊縫。焊接時適當降低焊件的剛度，並在焊件的適當部位局部加熱，使焊縫能比較自由地收縮，以減小殘余應力。熱處理(高溫回火)是消除焊接殘余應力的常用方法。整體消除應力的熱處理效果一般比局部熱處理好。焊接殘余應力也可採用機械拉伸法（預載法）來消除或調整，例如對壓力容器可以採用水壓試驗，也可以在焊縫兩側局部加熱到200℃，造成一個溫度場,使焊縫區得到拉伸，以減小殘余應力。 隨著科技發展，近幾年開始採用豪克能技術來消除焊接應力。相比其他傳統的焊接應力消除方式，豪克能技術有很多優勢：
1、是目前最徹底消除焊接殘余應力並產生出理想壓應力的時效方法（各種時效方法消除殘余應力 的情況如下：振動時效30～55％、熱時效40～80%、豪克能時效80～100％）。
2、可使焊接接頭疲勞強度提高50%-120%，疲勞壽命延長5-100倍。金屬在腐蝕環境下的抗腐蝕能力提高約400%。
3、用於消除焊接應力可完全替代熱處理、振動時效等時效方法，且處理工藝簡單，效果穩定可靠。
4、不受工件材質、形狀、結構、鋼板厚度、重量、場地之限制，特別是在施工現場、焊接過程和焊接修復時用於消除焊接應力更顯靈活方便。
5、可直接將焊趾處的焊接余高、凹坑、咬邊處理成圓滑的幾何過渡，從而大大降低應力集中系數。
6、可去除焊趾處的微觀裂紋、熔渣缺陷，抑制裂紋的提前萌生。
7、因為豪克能消除應力處理能同時改善影響焊縫疲勞性能的幾個方面的因素,如：殘余應力、微觀裂紋和缺陷、焊趾幾何形狀、表面強化等，所以是目前提高焊縫疲勞性能最有效的方法，且有事半功倍之效果。
8、更適用於大型結構件的工地焊縫、超高超低處焊縫、焊接修復焊縫的消除應力處理。
9、環保、節能、安全、無污染，施工現場使用更顯靈活方便。
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⑵ 如何防止焊接缺陷
焊縫缺陷是造成鍋爐、壓力容器失效和事故的主要原因，因此，必須對焊縫缺陷的危害性有充分的認識。 （1）焊縫弧坑缺陷對焊接接頭的強度和應力水平有不利的影響。焊瘤不僅影響了焊縫的外觀，而且也掩蓋了焊瘤處焊趾的質量情況，往往會在這個部位上出現未熔合缺陷。 （2）咬邊是一種危險性較大的外觀缺陷。它不但減少焊縫的承壓面積，而且在咬邊根部往往形成較尖銳的缺口，造成應力集中，很容易形成應力腐蝕裂紋和應力集中裂紋。因此，對咬邊有嚴格的限制。 （3）氣孔、夾渣等體積性缺陷的危害性主要表現為降低焊接接頭的承載能力。如果氣孔穿透焊縫表面。介質積存在孔穴內，當介質有腐蝕性時，將形成集中腐蝕，孔穴逐漸變深、變大，以至腐蝕穿孔而泄漏。夾渣邊緣如果有尖銳形狀，還會在該處形成應力集中。 （4）未熔合和未焊透等缺陷的端部和缺口是應力集中的地方，在交變載荷作用下很可能生成裂紋。 （5）裂紋是最尖銳的一種缺口，它的缺口根部曲率半徑接近於零。尖銳根部有明顯的應力集中，當應力水平超過尖銳根部的強度極限時，裂紋就會擴展，以至貫穿整個截面而造成鍋爐壓力容器失效。特別是當焊接接頭處於脆性狀態時，裂紋的擴展速度極快，造成脆性破裂事故。裂紋還會加劇疲勞破壞和應力腐蝕破壞。 要保證焊接接頭的質量，就應在焊接過程中採用有效措施，防止產生焊接缺陷。 （1）防止咬邊的措施是電流大小要適當；運條要均勻；焊條角度要正確；焊接電弧要短些；埋弧自動焊的焊速要適當。 （2）防止產生氣孔的措施是：不得使用葯皮開裂、剝落、變質、偏心或焊芯銹蝕的焊條；各種類型的焊條或焊劑都應按規定的溫度和保溫時間進行烘乾；焊接坡口及其兩側應清理干凈；正確地選擇焊接工藝參數；鹼性焊條施焊時，應短弧操作。
⑶ 常見的焊接缺陷如何防止
你好，不同的焊接缺陷產生的機理和預防措施是不一樣的。介紹如下：
形狀缺欠
外觀質量粗糙，魚鱗波高低、寬窄發生突變；焊縫與母材非圓滑過渡。
主要原因：操作不當，返修造成。
危害：應力集中，削弱承載能力。
尺寸缺欠
焊縫尺寸不符合施工圖樣或技術要求。
主要原因：施工者操作不當
危害：尺寸小了，承載截面小； 尺寸大了，削弱了某些承受動載荷結構的疲勞強度。
咬邊
原因：⒈焊接參數選擇不對，U、I太大，焊速太慢。
⒉電弧拉得太長。熔化的金屬不能及時填補熔化的缺口。
危害：母材金屬的工作截面減小，咬邊處應力集中。
弧坑
由於收弧和斷弧不當在焊道末端形成的低窪部分。
原因：焊絲或者焊條停留時間短，填充金屬不夠。
危害：⒈減少焊縫的截面積；
⒉弧坑處反應不充分容易產生偏析或雜質集聚，因此在弧坑處往往有氣孔、灰渣、裂紋等。
燒穿
原因：⒈焊接電流過大；
⒉對焊件加熱過甚；
⒊坡口對接間隙太大；
⒋焊接速度慢，電弧停留時間長等。
危害：⒈表面質量差
⒉燒穿的下面常有氣孔、夾渣、凹坑等缺欠。
焊瘤
熔化金屬流淌到焊縫以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。
原因：焊接參數選擇不當； 坡口清理不幹凈，電弧熱損失在氧化皮上，使母材未熔化。
危害：表面是焊瘤下面往往是未熔合，未焊透； 焊縫幾何尺寸變化，應力集中，管內焊瘤減小管中介質的流通截面積。
氣孔
原因：⒈電弧保護不好，弧太長。
⒉焊條或焊劑受潮，氣體保護介質不純。
⒊坡口清理不幹凈。
危害：從表面上看是減少了焊縫的工作截面；更危險的是和其他缺欠疊加造成貫穿性缺欠，破壞焊縫的緻密性。連續氣孔則是結構破壞的原因之一。
夾渣
焊接熔渣殘留在焊縫中。易產生在坡口邊緣和每層焊道之間非圓滑過渡的部位，焊道形狀突變，存在深溝的部位也易產生夾渣。
原因：⒈熔池溫度低（電流小），液態金屬黏度大，焊接速度大，凝固時熔渣來不及浮出；
⒉運條不當，熔渣和鐵水分不清；
⒊坡口形狀不規則，坡口太窄，不利於熔渣上浮；
⒋多層焊時熔渣清理不幹凈。
危害：較氣孔嚴重，因其幾何形狀不規則尖角、稜角對機體有割裂作用，應力集中是裂紋的起源。
未焊透
當焊縫的熔透深度小於板厚時形成。單面焊時，焊縫熔透達不到鋼板底部；雙面焊時，兩道焊縫熔深之和小於鋼板厚度時形成。
原因：⒈坡口角度小，間隙小，鈍邊太大；
⒉電流小，速度快來不及熔化；
⒊焊條偏離焊道中心。
危害：工作面積減小，尖角易產生應力集中，引起裂紋
未熔合
熔焊時焊道與母材之間或焊道與焊道之間未能完全熔化結合的部分。
原因：⒈電流小、速度快、熱量不足；
⒉坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分熱量損失在熔化雜物上，剩餘熱量不足以熔化坡口或焊道金屬。
⒊焊條或焊絲的擺動角度偏離正常位置，熔化金屬流動而覆蓋到電弧作用較弱的未熔化部分，容易產生未熔合。
危害：因為間隙很小，可視為片狀缺欠，類似於裂紋。易造成應力集中，是危險性較大的缺陷。
焊接裂紋
危害最大的一種焊接缺陷
在焊接應力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子結合遭到破壞，形成新界面而產生的縫隙稱為裂紋。它具有尖銳的缺口和長寬比大的特徵，易引起較高的應力集中，而且有延伸和擴展的趨勢，所以是最危險的缺陷。
⑷ 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。
⑸ 焊接結構疲勞強度相關知識
1. 焊接結構疲勞失效的原因
焊接結構疲勞失效的原因主要有以下幾個方面：
① 客觀上講，焊接接頭的靜載承受能力一般並不低於母材；而承受交變動載荷時，其承受能力卻遠低於母材，而且與焊接接頭類型和焊接結構形式有密切的關系。這是引起一些結構因焊接接頭的疲勞而過早失效的一個主要的因素；
② 早期的焊接結構設計以靜載強度設計為主，沒有考慮抗疲勞設計，或者是焊接結構疲勞設計規范並不完善，以至於出現了許多現在看來設計不合理的焊接接頭；
③ 工程設計技術人員對焊接結構抗疲勞性能的特點了解不夠，所設計的焊接結構往往照搬其它金屬結構的疲勞設計准則與結構形式；
④ 焊接結構日益廣泛，而在設計和製造過程中人為盲目追求結構的低成本、輕量化，導致焊接結構的設計載荷越來越大；
⑤ 焊接結構有往高速重載方向發展的趨勢，對焊接結構承受動載能力的要求越來越高，而對焊接結構疲勞強度方面的科研水平相對滯後。
2 影響焊接結構疲勞強度的主要因素
2.1 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。
2.2 應力集中對疲勞強度的影響
2.2.1 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。
2.3 焊接殘余應力對疲勞強度的影響
焊接殘余應力是焊接結構所特有的特徵，因此，它對於焊接結構疲勞強度的影響是人們廣為關心的問題，為此人們進行了大量的試驗研究工作。試驗往往採用有焊接殘余應力的試樣與經過熱處理消除殘余應力後的試樣，進行疲勞試驗作對比。由於焊接殘余應力的產生往往伴隨著焊接熱循環引起的材料性能變化，而熱處理在消除殘余應力的同時也恢復或部分地恢復了材料的性能，同時也由於試驗結果的分散性，因此對試驗結果就產生了不同的解釋，對焊接殘余應力的影響也就有了不同的評價。
試舉早期和近期一些人所進行的研究工作為例，可清楚地說明這一問題，對具有餘高的對接接頭進行的2×106次循環試驗結果，不同研究者得出了不同結論。有人發現：熱處理消除應力試樣的疲勞強度比焊態相同試樣的疲勞強度增加12.5%；另有人則發現焊態和熱處理的試樣的疲勞強度是一致的，即差異不大；但也有人發現採用熱處理消除殘余應力後疲勞強度雖有增加，但增加值遠低於12.5%等等。對表面打磨的對接接頭試樣試驗結果也是如此，即有的試驗認為，熱處理後可提高疲勞強度17%，但也有的試驗結果說明，熱處理後疲勞強度沒有提高等。這個問題長期來使人困惑不解，直到前蘇聯一些學者在交變載荷下進行了一系列試驗，才逐漸澄清了這一問題。
其中最值得提出的是Trufyakov對在不同應力循環特徵下焊接殘余應力對接頭疲勞強度影響的研究。試驗採用14Mn2普通低合金結構鋼，試樣上有一條橫向對接焊縫，並在正反兩面堆焊縱向焊道各一條。一組試樣焊後進行了消除殘余應力的熱處理，另一組未經熱處理。疲勞強度對比試驗採用三種應力循環特徵系數r=-1, 0, +0.3。 在交變載荷下(r=-1)，消除殘余應力試樣的疲勞強度接近130MPa，而未經消除殘余應力的僅為75MPa，在脈動載荷下(r=0)，兩組試樣的疲勞強度相同，均為185MPa。而當r=0.3時，經熱處理消除殘余應力的試樣疲勞強度為260MPa，反而略低於未熱處理的試樣(270MPa)。產生這個現象的主要原因是：在r值較高時，例如在脈動載荷下(r=0)，疲勞強度較高，在較高的拉應力作用下，殘余應力較快地得到釋放，因此殘余應力對疲勞強度的影響就減弱；當r增大到0.3時，殘余應力在載荷作用下，進一步降低，實際上對疲勞強度已不起作用。而熱處理在消除殘余應力的同時又軟化了材質，因而使得疲勞強度在熱處理後反而下降。這一試驗比較好地說明了殘余應力和焊接熱循環所引起材質變化對疲勞強度的影響。從這里也可以看出焊接殘余應力對接頭疲勞強度的影響與疲勞載荷的應力循環特性有關。即在循環特性值較低時，影響比較大。
前面己指出，由於結構焊縫中存有達到材料屈服點的殘余應力，因此在常幅施加應力循環作用的接頭中，焊縫附近所承受的實際應力循環將是由材料的屈服點向下擺動，而不管其原始作用的循環特徵如何。例如標稱應力循環為+S1到-S2，則其應力范圍應為S1+S2。但接頭中的實際應力循環范圍將是由Sy(屈服點的應力幅)到Sy-(S1+S2)。這一點在研究焊接接頭疲勞強度時是非常重要的，它導致了一些設計規范以應力范圍代替了循環特徵r。
此外，在試驗過程中，試件的尺寸大小、載入方式、應力循環比、載荷譜也對疲勞強度有很大的影響
⑹ 提高焊接結構疲勞強度的措施有哪些
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。
⑺ 影響焊接接頭性能的因素有哪些如何影響
影響焊接接頭性能的因素及成因：
(1)焊接材料
手工電弧焊的焊條，埋弧自動焊專和氣體保護焊等用的焊絲，熔化屬後成為焊縫金屬的組成部分，直接影響焊縫金屬化學成分。焊劑也會影響焊縫的化學成分。
(2)焊接方法
不同焊接方法的熱源，其溫度高低和熱量集中程度不同。因此，熱影響區的大小和焊接接頭組織粗細都不相同，接頭的性能也就不同。此外，不同焊接方法，機械保護效果也不同。因此，焊縫金屬純凈程度，即有害雜質含量不同，焊縫的性能也會不同。
(3)焊接工藝
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，叫焊接工藝參數。
⑻ 焊接接頭容易出現哪些缺陷如何防止
一、焊縫成形差 焊縫成形差主要表現在焊縫波紋不美觀，且不光亮；焊縫彎曲不直，寬窄不一，接頭太多；焊縫中心突起，兩邊平坦或凹陷；焊縫滿溢等。 1.產生原因 ⑴焊接規范選擇不當； ⑵焊槍角度不正確； ⑶焊工操作不熟練； ⑷導電嘴孔徑太大； ⑸焊接電弧沒有嚴格對准坡口中心； ⑹焊絲、焊件及保護氣體中含有水分； 2.防止措施 ⑴反復調試選擇合適的焊接規范； ⑵保持焊槍合適的傾角； ⑶加強焊工技能培訓； ⑷選擇合適的導電嘴徑； ⑸力求使焊接電弧與坡口嚴格對中； ⑹焊前仔細清理焊絲、焊件；保證保護氣體的純度。 二、裂紋 鋁及鋁合金焊縫中的裂紋是在焊縫金屬結晶過程中產生的，稱為熱裂紋，又稱結晶裂紋。其形式有縱向裂紋、橫向裂紋（往往擴展到基體金屬），還有根部裂紋、弧坑裂紋等等。裂紋將使結構強度降低，甚至引起整個結構的突然破壞，因此是完全不允許的。 1.產生原因 ⑴焊縫隙的深寬比過大； ⑵焊縫末端的弧坑冷卻快； ⑶焊絲成分與母材不匹配； ⑷操作技術不正確。 2.防止措施 ⑴適當提高電弧電壓或減小焊接電流，以加寬焊道而減小熔深； ⑵適當地填滿弧坑並採用衰減措施減小冷卻速度； ⑶保證焊絲與母材合理匹配； ⑷選擇合適的焊接參數、焊接順序，適當增加焊接速度，需要預熱的要採取預熱措施。 三、氣孔 在鋁及鋁合金MIG焊中，氣孔是最常見的一種缺陷。要徹底清除焊縫中的氣孔是很難辦到的，只能是最大限度地減小其含量。按其種類，鋁焊縫中的氣孔主要有表面氣孔、彌散氣孔、局部密集氣孔、單個大氣孔、根部鏈狀氣孔、柱狀氣孔等。氣孔不但會降低焊縫的緻密性，減小接頭的承載面積，而且使接頭的強度、塑性降低，特別是冷彎角和沖擊韌性降低更多，必須加以防止。 1.產生原因 ⑴氣體保護不良，保護氣體不純； ⑵焊絲、焊件被污染； ⑶大氣中的絕對濕度過大；耐磨焊條 ⑷電弧不穩，電弧過長； ⑸焊絲伸出長度過長、噴嘴與焊件之間的距離過大； ⑹焊絲直徑與坡口形式選擇不當； ⑺在同一部位重復起弧，接頭數太多。 2.防止措施 ⑴保證氣體質量，適當增加保護氣體流量，以排除焊接區的全部空氣，消除氣體噴嘴處飛濺物，使保護氣流均勻，焊接區要有防止空氣流動措施，防止空氣侵入焊接區，保護氣體流量過大，要適當適當減少流量； ⑵焊前仔細清理焊絲、焊件表面的油、污、銹、垢和氧化膜，採用含脫氧劑較高的焊絲； ⑶合理選擇焊接場所； ⑷適當減少電弧長度； ⑸保持噴嘴與焊件之間的合理距離范圍； ⑹盡量選擇較粗的焊絲，同時增加工件坡口的鈍邊厚度，一方面可以允許允許使用大電流，也使焊縫金屬中焊絲比例下降，這對降低孔率是行之有效的； ⑺盡量不要在同一部位重復起弧，老闆娘重復起弧時要對起弧處進行打磨或刮除清理；一道焊縫一旦起弧後要盡量焊長些，不要隨意斷弧，以減少接頭量，在接頭處需要有一定的焊縫重疊區域。 四、燒穿 1.產生原因 ⑴熱輸入量過大； ⑵坡口加工不當，焊件裝配間隙過大； ⑶點固焊時焊點間距過大，焊接過程中產生較大的變形量； 操作姿勢不正確。 3.防止措施 ⑴適當減小焊接電流、電弧電壓，提高焊接速度； ⑵加大鈍邊尺寸，減小根部間隙； ⑶適當減小點固焊時焊點間距； ⑷焊接過程中，手握焊槍姿勢要正確，操作要熟練。 五、未焊透 1.產生原因 ⑴焊接速度過快，電弧過長； ⑵坡口加工不當，裝配間隙過小； ⑶焊接技術較低，操作姿勢掌握不當； ⑷焊接規范過小； ⑸焊接電流不穩定。 2.防止措施 ⑴適當減慢焊接速度，壓低電弧； ⑵適當減小鈍邊或增加要部間隙； ⑶使焊槍角度保證焊接時獲得最大熔深，電弧始終保持在焊接熔池的前沿，要有正確的姿勢； ⑷增加焊接電流及電弧電壓，保證母材足夠的熱輸入獲得量； ⑸增加穩壓電源裝置或避開開用電高峰。 六、未熔合 1.產生原因 ⑴焊接部位氧化膜或銹未清除干凈； ⑵熱輸入不足； ⑶焊接操作技術不當。 2.防止措施 ⑴焊前仔細清理待焊處表面； ⑵提高焊提高電流、電弧電壓，減速小焊接速度； ⑶焊接時要稍微採用運條方式，在坡口面上有瞬間停歇，焊絲在熔池的前沿，提高焊工技術。 七、夾渣 1.產生原因 ⑴焊前清理不徹底； ⑵焊接電流過大，導致電嘴局部熔化混入熔池而形成夾渣； ⑶焊接速度過高。 2.防止措施 ⑴加強焊接前的清理工作，多道焊時，每焊完一道同樣要進行焊縫清理； ⑵在保證熔透的情況下，適當減少焊接電流，大電流焊接時，導電嘴不要壓得太低； ⑶適當降低速度，採用含脫氧劑較高的焊絲，提高電弧電壓。
⑼ 焊接 脆性斷裂和疲勞斷裂的原因及預防措施
脆性斷裂的原因多數是焊縫含氫或者材料硬度高、韌性差引起，主要選擇正確的焊接方式和材料一般就能夠避免；
疲勞斷裂是你結構設計的問題，在設計時要避免應力集中就可以避免。
⑽ 確保厚板焊接質量的常見措施和辦法有哪些
1 厚板焊接工藝
由於材料為低合金結構鋼，含有少量的合金元素，淬硬傾向大，焊接性差，焊縫中極易出現裂紋，因此厚板焊接是本工程的一大難題，為防止焊接缺陷的產生，除遵循上述「焊接通則」要求外，特製定如下工藝措施：
(1)焊接材料
①選擇強度、塑性、韌性相同的焊接材料，並且焊前要進行工藝評定試驗，合格後方可正式焊接，焊接材料選擇低氫型焊接材料。
②CO2氣體保護焊：選用葯芯焊絲E71T-1或ER50-6。
CO2氣體：CO2含量(V/V)不得低於99.9%，水蒸氣與乙醇總含量(m/m)不得高於0.005%，並不得檢出液態水。
③手工電弧焊時：選用焊條為E50型， 焊接材料烘乾溫度如下所示：
(2)焊前預熱
①為減少內應力，防止裂紋，改善焊縫性能，母材焊接前必須預熱。
②預熱最低溫度：
③T型接頭應比對接接頭的預熱溫度高25-50℃。
④操作地點環境溫度低於常溫時(高於0℃)應提高預熱溫度為15-25℃。
⑤預熱方法
採用電加熱和火焰加熱兩種方式，火焰加熱僅用於個別部位且電加熱不宜施工之處，並應注意均勻加熱。電加熱預熱溫度由熱電儀自動控制，火焰加熱用測溫筆在離焊縫中心75mm的地方測溫，測溫點應選取加熱區的背面。
(3)工藝參數選擇
為提高過熱區的塑性、韌性，採取小線能量進行焊接。根據焊接工藝評定結果，選用科學合理的焊接工藝參數。
(4)焊接過程採取的措施
①由於後層對前層有消氫作用，並能改善前層焊縫和熱影響區的組織，採用多層多道焊，每一焊道完工後應將焊渣清除干凈並仔細檢查和清除缺陷後再進行下一層的焊接。
②每層焊縫始終端應相互錯開50mm左右。
③層間溫度必須保持與預熱溫度一致。
④每道焊縫一次施焊中途不可中斷。
⑤焊接過程中採用邊振邊焊技術或錘擊消除焊接應力。
在邊焊邊振過程中，可以延遲焊縫組織結晶，使焊縫中的H等有害雜質有更充足的時間逸出，從而降低焊縫金屬含氫量及雜質偏析，減少裂紋及層狀撕裂趨向；可使焊縫晶粒更加細化，提高焊接接頭塑性和韌性，從而大大提高焊接接頭的機械性能；焊縫金屬在振動狀態下結晶，可降低焊接應力，提高焊縫抗層狀撕裂及抗疲勞能力。
⑥焊接過程要注意每道焊縫的寬深比大於1.1。
(5)採取合理的焊接順序及坡口形式可降低焊縫內應力：
厚板接料盡量採取對稱的X型坡口，並且對稱焊接。
(6)後熱：
後熱不僅有利於氫的逸出，可在一定程度上降低殘余應力，適當改善焊縫的組織，降低淬硬性，因此焊後立即將焊縫加熱至200-250℃，並且保溫時間不得小於1小時。
(7)外觀質量控制：
焊縫加強高及過渡角的圓滑過渡可適當提高接頭的疲勞強度，因此：
①對焊縫內部質量在焊後24小時按規定進行無損檢測。
②對焊縫的外表面要進行磁粉探傷。
對焊縫外觀進行打磨處理，不得出現加強高過高、焊縫咬邊等缺陷。
(8)厚板焊接防止層狀撕裂的措施
板厚方向承受焊接拉應力的板材端頭伸出接頭焊縫區；
工藝措施：
採用氣體保護焊施焊，並匹配葯芯焊絲。
消氫處理：
消氫處理的加熱溫度應為200-250℃，保溫時間應依據工件板厚按每25mm板厚不小於0.5h、且總保溫時間不得小於1h確定。達到保溫時間後應緩冷至常溫。
消氫處理的加熱和保溫方法按上述方法中規定執行。
採用邊振動邊焊接工藝：
在邊焊邊振過程中，可以延遲焊縫組織結晶，使焊縫中的H等有害雜質有更充足的時間逸出，從而降低焊縫金屬焊量及雜質偏析，減少裂紋及層狀撕裂趨向；可使焊縫晶粒更加細化，提高焊接接頭塑性和韌性，從而大大提高焊接接頭的機械性能；焊縫金屬在振動狀態下結晶，可降低焊接應力，提高焊縫抗層狀撕裂及抗疲勞能力。
2 厚板焊接t8/5值及焊接規范控制
(1)厚板焊接存在的一個重要問題是焊接過程中，焊縫熱影響區由於冷卻速度較快，在結晶過程中最容易形成粗晶粒馬氏體組織，從而使焊接時鋼材變脆，產生冷裂紋的傾向增大。因此在厚板焊接過程中，一定要嚴格控制t8/5。即控制焊縫熱影響區尤其是焊縫熔合線處，從800℃冷卻到500℃的時間，即t8/5值。
(2)t8/5過於短暫時，焊縫熔合線處硬度過高，易出現淬硬裂紋；t8/5過長，則熔合線處的臨界轉變溫度會升高，降低沖擊韌性值，對低合金鋼，材質的組織發生變化。出現這兩種情況，皆直接影向焊接結頭的質量。
(3)對於手工電弧焊，焊接速度的控制：在工藝上規定不同直徑的焊條所焊接的長度，規定焊工按此執行，從而確保焊接速度，其它控制採用電焊機控制，從而達到控制焊接線能量的輸入，達到控制厚板焊接質量之目的。
3 厚板加熱方法
厚板焊接預熱，是工藝上必須採取的工藝措施，對於本工程鋼結構焊接施工採用電加熱板預加熱的方法。加熱時應力求均勻，預熱范圍為坡口兩側至少2t，且不小於100mm
寬，測溫點應在離電弧經過前的焊接點各方向不小於75mm處；預熱溫度宜在焊件反面測量。
經研究表明產生氫致裂紋要以下四項基本先決條件：
(1)敏感的微觀組織（硬度是敏感度的一個粗略的指標）
(2)適當的擴散氫含量
(3)合適的拘束度
(4)適宜的溫度
其中一項或幾項是處於支配地位的，但這四項條件都必須具備才會產生氫致裂紋。防止氫致裂紋的實用方法就是預熱，就是設法控制這些因素中的一項或幾項。
一般來說有兩種不同的方法來預估預熱溫度。根據大量的裂紋試驗，提出一種基於熱影響區臨界值，就可消除氫致裂紋的危險。被認可的臨界硬度可能是氫含量的函數。另一種預估預熱溫度的方法是基於控制氫。為弄清低溫時的冷卻速度即300℃~100℃之間的冷卻速度的作用，已經通過高約束度下坡口焊縫試驗確立了臨界冷卻速度，化學成份以及氫含量之間的關系。
通過上述的理論分析，經實踐試驗證明對於板厚不小於36mm的鋼板預熱溫度達到120℃即可，對於t=60~70mm的鋼板預熱溫度需達到150℃。
4 層間溫度控制
(1)厚板為防止出現裂紋採取加熱預熱後，在焊接過程中應注意的一個重要問題，就是焊縫層間溫度控制措施。如果層間溫度不控制，焊縫區域會出現多次熱應變，造成的殘余應力對焊縫質量不利，因此在焊接過程中，層間溫度必須嚴格控制。
(2)層間溫度一般控制在200℃～250℃之間。為了保持該溫度，厚板在焊接時，要求一次焊接連續作業完成。
(3)當構件較長（L>10米）時，在焊接過程中，厚板冷卻速度較快，因此在焊接過程中一直保持預加熱溫度，防止焊接後的急速冷卻造成的層間溫度的下降，焊接時還可採取焊後立即蓋上保溫板，防止焊接區域溫度過快冷卻。