焊接時鋼材為什麼變脆

① 鋼筋焊接後脆斷是怎麼回事

因為焊接接頭在承受拉、彎等應力時，在焊縫、熱影響區域母材上發生沒有塑性變形的突然斷裂。斷裂面一般從斷裂源開始向其他方向呈放射性波紋。

現代焊接的能量來源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。除了在工廠中使用外，焊接還可以在多種環境下進行，如野外、水下和太空。

無論在何處，焊接都可能給操作者帶來危險，所以在進行焊接時必須採取適當的防護措施。焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過度等。

注意事項：

一、電弧的長度

電弧的長度與焊條塗料種類和葯皮厚度有關系。但都應盡可能採取短弧，特別是低氫焊條。電弧長可能造成氣孔。短弧可避免大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬，形成氧化物等不良雜質而影響焊縫質量。

二、焊接速度

適宜的焊接速度是以焊條直徑、塗料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、結構開頭等條件有其相應變化，不能做出標準的規定。保持適宜的焊接速度，熔渣能很好的覆蓋著熔潭。

使熔潭內的各種雜質和氣體有充分浮出時間，避免形成焊縫的夾渣和氣孔。在焊接時如運棒速度太快，焊接部位冷卻時，收縮應力會增大，使焊縫產生裂縫。

② 哪些因素可使鋼材變脆

從理論角來度來講影響鋼材脆性的主自要因素是鋼材中硫和磷的含量問題；
如果工藝路線不經過熱處理那麼這個因素影響就小一些；
如果工藝路線走熱處理這一步（含鍛打，鑄造）那麼這個影響就相當的明顯；
就必須採取必要的措施；
1；
設計選材上盡量避開對熱影響區和淬火區敏感的材料；
2不得已而用之那麼就要在工藝上採取預防措施；
建議再仔細查閱一下金屬材料學；
3設計過程中採取防脆斷措施如工藝圓角；
加強筋；
拔模等；
有很多；
建議查閱機械設計手冊中的工藝預防措施和手段；

③ 影響鋼材可焊接性的主要因素是什麼如何影響

化學成分、冶煉軋制狀態，熱處理狀態、組織狀態和力學性能等。其中化學成版分（包括雜質的分布與含量）權是主要的影響因素。

一般情況下碳當量小於0.50%時，碳素結構鋼和低合金結構鋼具有良好的焊接性，隨著碳當量的增加，鋼材的焊接性逐漸變差。壓力容器用碳素結構鋼和低合金結構鋼的碳含量（質量分數）均不大於0.25%。以Q345R (16MnR)為例，其最大碳當量為0.47%，具有較好的焊接性，只有當厚度大於30mm時，才要求焊前預熱至1000℃以上。

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注意事項：

一般針對不同情況應該分別選擇相應長弧或短弧能得到較好的焊接質量和工作效率，如打底焊接時為了能得到較好的熔深應該採用短弧操作，填充焊或蓋面焊接時為了得到較高的效率和熔寬可以適當加大電弧電壓。

施焊時不根據坡口形式、焊接層數、焊接形式、焊條型號等適當調整電弧長度。由於焊接電弧長度使用不當，較難得到高質量的焊縫。

④ 哪些因素可使鋼材變脆,從設計角度防止構件脆斷的措施有哪些

導致鋼結構構件脆性斷裂的因素很多,主要因素有化學成份 、溫度、構件厚度、冶金缺陷、構造缺陷等。鋼中碳元素含量增高會使鋼的脆性轉變溫度升高 ，隨含碳量的增加 , 鋼的最大恰貝沖擊值顯著降低。恰貝沖擊值與試驗溫度曲線梯度趨於緩慢 ，而脆性轉變溫度顯著升高。

預防措施：

(1)、 設計構件的斷面應盡量選用最薄斷面 ,增加構件厚度將增大脆斷的危險 .

(2)、保證焊接質量，盡量減少因焊接造成的缺陷，設計上應選擇適當的焊縫金屬缺口韌性，較厚板材或型鋼焊前必須預熱，施焊過程中盡量不在負溫條件下進行 ,焊接後必須保溫緩冷，盡量保證焊接質量,減少缺陷產生。

(3)、設計焊接結構應盡量避免焊縫集中和重疊交叉。要採用較好的焊接工藝(合適的輸入熱量和操

作方法)。

(4)、在結構設計中應盡量將因缺陷引起的應力集中減小到最低限度 , 如避免尖銳角 ,盡量用較大半

徑的圓弧 。

(5)、設計人員選用鋼材時 ，除應核算強度外，還應保證材料有足夠韌性 ，應從斷裂力學理論出發選擇具有較高斷裂韌性的材料。

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鋼材用途分類：

1、結構鋼

（1)、建築及工程用結構鋼簡稱建造用鋼，它是指用於建築、橋梁、船舶、鍋爐或其他工程上製作金屬結構件的鋼。如碳素結構鋼、低合金鋼、鋼筋鋼等。

（2)、機械製造用結構鋼是指用於製造機械設備上結構零件的鋼。這類鋼基本上都是優質鋼或高級優質鋼，主要有優質碳素結構鋼、合金結構鋼、易切結構鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼等

2、工具鋼

一般用於製造各種工具，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等。按用途又可分為刃具鋼、模具鋼、量 具鋼。

3、特殊鋼

具有特殊性能的鋼，如不銹耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、高電阻合金、耐磨鋼、磁鋼等。

4、專業用鋼

這是指各個工業部門專業用途的鋼，如汽車用鋼、農機用鋼、航空用鋼、化工機械用鋼、鍋爐用鋼、電工用鋼、焊條用鋼等。

5、按鋼的品質分

優質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼和合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼等

鋼號後面，通常加符號「A」或漢字「高」以便識別。

⑤ 鋼結構發生脆性破壞的主要原因是什麼

脆性斷裂破壞大致可分為以下幾類。 ①過載斷裂:由於過載， 鋼材強度不足而導致的斷裂。這種斷裂破壞發生的速度通常極高(可高達2 100 m/s)，後果極其嚴重.在鋼結構中，過載斷裂只出現在高強鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構件。 ②非過載斷裂:塑性很好的鋼構件在缺陷、低溫等因素影響下突然呈脆性斷裂。 ③應力腐蝕斷裂:在腐蝕性環境中承受靜力或准靜力荷載作用的結構，在遠低於屈服極限的應力狀態下發生的斷裂破壞稱為應力腐蝕斷裂。它是腐蝕和非過載斷裂的綜合結果。一般認為，強度越高則對應力腐蝕斷裂越敏感。而對於常見碳鋼和低合金鋼而言，屈服強度大於700 MPa時，才表現出對應力腐蝕斷裂的敏感性. ④疲勞斷裂與腐蝕疲勞斷裂:在交變荷載作用下，裂紋的失穩擴展導致的斷裂破壞稱為疲勞斷裂;腐蝕性介質的作用，會對構件的疲勞壽命產生更顯著的不利影響。近年來，由於海洋工程結構的發展，腐蝕疲勞已經成為疲勞研究的一個重要課題。疲勞斷裂有高周和低周之分。循環周數在10以上者稱為高周疲勞，屬於鋼結構中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數只有幾百或幾十次，每次都有較大的非彈性應變.典型的低周疲勞破壞往往產生於強烈地震作用下。 ⑤氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬，造成材料韌度降低導致斷裂。焊條在使用前需要烘乾，就是為了防止氫脆斷裂. 鋼結構脆性破壞在鉚接結構時期就已經有所發生，不過為數不多，因而沒有引起人們的重視;在焊接逐漸取代鉚接的時期，脆性破壞事故增多。從1938年發生比利時哈塞爾特的全焊空腹析架橋破壞到1960年止，除船舶外，世界各地至少發生過40起引人注目的大型焊接結構破壞事故。 焊接結構出現脆性破壞事故比鉚接結構頻繁，其原因如下。 ①焊縫經常會或多或少存在一些缺陷，如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等，這些缺陷往往成為斷裂的起源。 ②焊接後鋼結構內部存在殘余應力。殘余應力未必是破壞的主因，但和其他因素結合在一起，可能導致開裂。 ③焊接鋼結構的連接處往往有較大剛性，當出現三條相互垂直的焊縫時，材料的塑性變形就很難發展。給出焊接區應力一應變關系曲線和原材料應力一應變曲線的對比。 ④焊接使結構形成連續的整體，一旦裂縫開展，就有可能一斷到底，不像在鉚接結構中，裂縫常常在接縫處終止。 ⑤對選材在防止脆性破壞中的重要性認識不足。 鋼結構脆性破壞事故的不斷發生，除了採用焊接外，還有以下原因:結構比過去復雜，有些結構的使用條件惡劣(如海洋結構)，有的荷載很大，鋼材強度和鋼板厚度都有提高和增大的趨勢，設計時採用更精細的計算方法並利用材料非彈性性能以降低造價，致使結構的實際安全儲備比過去有所降低。這些因素綜合在一起，發生脆斷的概率就會提高。

⑥ 產生脆性斷裂的原因是什麼 異種鋼焊接時應注意的問題

材料的脆性是引起構件脆斷的重要原因。焊接的時候主要是急冷造成的，適當預熱和保溫緩冷可以大大降低脆斷的風險。
異種鋼焊接的時候要弄清楚材料的型號，如果是低合金鋼低碳鋼一類的以強度低的為標准，選擇焊材，焊接工藝按照焊接性差的一方執行。如果是不銹鋼那麼要考慮合金元素的匹配，就是用不銹鋼焊材了。
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⑦ 焊接鋼筋試件脆斷原因及預防

建議選擇抗裂性能較好的焊接材料如J507、J506焊條，控制焊接熱輸入，就能夠避免試件脆斷。試件脆斷的原因應該是焊接材料與焊接工藝選擇不正確。

⑧ 焊接結構產生脆性斷裂的原因有哪些方面'

焊接結構（比鉚接結構更）易發生脆性斷裂，其原因有：
（1）焊接後往往殘留有缺陷，如氣孔、尖碴、裂紋或未焊透；
（2）焊接後內部存在殘余應力；
（3）焊接接頭往往剛性 較大，材料的塑性降低；
（4）焊接將結構連成整體，裂縫一旦發展，范圍很大。
發生脆性破壞的原因：
（1）化學成份：C/P/S/O等；
（2）冶煉方法和軋鋼工藝；
（3）冷加工硬化：常溫下冷加工過程中，產生塑性變形和時效硬化；
（4）復雜應力狀態；
（5）溫度 「藍脆現象」；鋼材脆斷易在低溫（尤其 T<-10 °C）下發生。
以上內容均根據學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。

⑨ 引起鋼材脆性破壞的主要因素有哪些應如何防止脆性破壞的發生呢

鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。

脆性破壞：載入後，無明顯變形，因此破壞前無預兆，斷裂時斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大。

影響脆性破壞的因素
1.化學成分
2.冶金缺陷（偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層）
3.溫度（熱脆、低溫冷脆）
4.冷作硬化
5.時效硬化
6.應力集中
7.同號三向主應力狀態

1 ) 鋼材質量差、厚度大：鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴重,韌性差等；較厚的鋼材輥軋次數較少，材質差、韌性低，可能存在較多的冶金缺陷。
(2) 結構或構件構造不合理：孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不當等使應力集中嚴重。
(3) 製造安裝質量差：焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯,焊接缺陷大,殘余應力嚴重；冷加工引起的應變硬化和隨後出現的應變時效使鋼材變脆。
(4) 結構受有較大動力荷載或反復荷載作用：但荷載在結構上作用速度很快時（如吊車行進時由於軌縫處高差而造成對吊車梁的沖擊作用和地震作用等），材料的應力- 應變特性就要發生很大的改變。隨著加荷速度增大,屈服點將提高而韌性降低。特別是和缺陷、應力集中、低溫等因素同時作用時,材料的脆性將顯著增加。
（5）在較低環境溫度下工作：當溫度從常溫開始下降肘,材料的缺口韌性將隨之降低,材料逐漸變脆。這種性質稱為低溫冷脆。不同的鋼種,向脆性轉化的溫度並不相同。同一種材料,也會由於缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發生脆性斷裂。

為了防止鋼材的脆性斷裂，可以從以下幾個方面著手：
1、裂紋
當焊接結構的板厚較大時（大於25mm），如果含碳量高，連接內部有約束作用，焊肉外形不適當，或冷卻過快，都有可能在焊後出現裂紋，從而產生斷裂破壞。針對這個問題，把碳控制在0.22%左右，同時在焊接工藝上增加預熱措施使焊縫冷卻緩慢，解決了斷裂問題。
焊縫冷卻時收縮作用受到約束，有可能促使它出現裂紋。措施是：在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙，焊縫有收縮餘地，裂紋就不會出現。
把角焊縫的表面作成凹形，有利於緩和應力集中。凹形表面的焊縫，焊後比凸形的容易開裂，原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應力，並且在45°截面上焊縫厚度最小。凸形縫表面拉力不大，而45°截面又有所增強，情況要好的多。在凹形焊縫開裂的條件下，改用凸形焊縫，就不再開裂。
2、應力
考察斷裂問題時，應力是構件的實際應力，它不僅和荷載的大小有關，也和構造形狀及施焊條件有關。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應力集中，使局部應力增高，對脆性破壞最為危險。施焊過程造成構件內的殘余拉應力，也是不利的。因此，避免焊縫過於集中和避免截面突然變化，都有助於防止脆性斷裂。
3、材料選用
為了防止脆性斷裂，結構的材料應該具有一定的韌性。材料斷裂時吸收的能量和溫度有密切關系。吸收的能量可以劃分為三個區域，即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。要求材料的韌性不低於彈性，以避免出現完全脆性的斷裂，也沒有必要高於彈塑性，對鋼材要求太高，必然會提高造價。鋼材的厚度對它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低於薄鋼板。
4、構造細部
發生脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構造縫隙，或相當於構造縫隙的未透焊縫。構造焊縫相當於狹長的裂紋，造成高度的應力集中，焊縫則造成高額殘余拉應力並使近旁金屬因熱塑變形而時效硬化，提高脆性。低溫地區結構的構造細部應該保證焊縫能夠焊透。因此，設計時必須注意焊縫的施工條件，以保證施焊方便，能夠焊透。