什么是疲劳焊缝

⑴ 什么叫钢结构疲劳破坏，影响疲劳破坏的因素有那些

钢结构的疲劳破坏
一、疲劳破坏现象
钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏,这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同
样会发生.与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原
因总会存在缺陷,而这些缺陷就成为裂缝的起源,在疲劳破坏过程中,可以认为不存在裂
纹形成这个阶段.因此,钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段.裂纹的扩展是十分缓慢的,而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的.在裂纹扩展部分,断口因经反复荷载频繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑,而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征.
二、影响疲劳强度的因素
在钢材的疲劳破坏中提到影响疲劳强度的主要因素是应力集中.这同样是影响钢结构和钢构件疲劳强度的主要因素.但在钢结构和钢构件中,产生应力集中的原因则极为复杂,因此钢结构和钢构件的疲劳强度的计算比钢材的要困难得多.
钢结构和钢构件在截面突然改变处都会产生应力集中,如梁与柱的连接节点、柱脚、
梁和柱的变截面处以及截面形孔等削弱处.此外,对于非焊接结构,有钢材表面的凹凸
麻点、刻痕,轧钢时的夹渣、分层,切割边的不平整,冷加工产生的微裂纹以及螺栓孔等
等.对于焊接结构还有焊缝外形及其缺陷,缺陷包括气孔、咬肉、夹渣、焊根、起弧和灭弧处的不平整、焊接裂纹等等.
除此之外,还有结构和构件中的残余应力以及结构和构件所处的环境等都会对其疲劳强度有影响.在有腐蚀性介质的环境中,疲劳裂纹扩展的速率会受到不利的影响.

⑵ 焊缝等级的规定是在什么规范里查取

焊缝等级的规定在《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》中查取。

1、在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质量等级为

（1）作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级；

（2）作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。

2 、不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级

3、重级工作制和起重量Q≥50t吊车梁的腹板与L冀缘之间以及吊车析架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透．焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级

4、不要求焊透的’I'形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为：

（1）对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级；

（2）对其他结构，焊缝的外观质量标准可为二级。

外观检查一般用目测，裂纹的检查应辅以5 倍放大镜并在合适的光照条件下进行，必要时可采用磁粉探伤或渗透探伤，尺寸的测量应用量具、卡规。

(2)什么是疲劳焊缝扩展阅读：

焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量（例如，焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）的总称为焊接工艺参数。工艺参数对焊缝形状的影响如下：

（1）焊接电流当其它条件不变时，增加焊接电流，焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度则几乎保持不变（或略有增加）。

（2）电弧电压当其它条件不变时，电弧电压增大，焊缝宽度显著增加，而焊缝厚度和余高略有减少

（3）焊接速度当其它条件不变时，焊接速度增加，焊缝宽度、焊缝厚度和余高都减少。

焊接电流、电弧电压和焊接速度是焊接时的三大焊接工艺参数，选用时，应当考虑到这三者之间的相互适当配合，才能得到形状良好，符合要求的焊缝。

⑶ 什么叫钢结构疲劳破坏，影响疲劳破坏的因素有那些

一、疲劳破坏现象

钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏，这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同样会发生。与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原因总会存在缺陷，而这些缺陷就成为裂缝的起源，在疲劳破坏过程中，可以认为不存在裂纹形成这个阶段。

因此，钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段。裂纹的扩展是十分缓慢的，而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的。在裂纹扩展部分，断口因经反复荷载频繁作用的磨合，表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑，而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征。

二、影响疲劳强度的因素

影响疲劳强度的主要因素是应力集中，这同样是影响钢结构和钢构件疲劳强度的主要因素。但在钢结构和钢构件中，产生应力集中的原因则极为复杂，因此钢结构和钢构件的疲劳强度的计算比钢材的要困难得多。

(3)什么是疲劳焊缝扩展阅读：

裂纹形成机理：

从微观角度分析，金属裂纹形成中最常见解释为滑移带开裂。随着载荷作用循环次数的不断增加，金属焊接结构材料内部晶体的位错密度不断加大，当位错密度增大到一定值时，晶体内部形成位错纠结，进而构成高密度的位错带和低密度的位错区域，这些区域对位错运动产生了阻碍作用。

在疲劳载荷继续作用下，位错之间相互作用，并向高能到低能方向转化，逐渐形成位错胞，继而发展成为亚晶结构。在这种方式下，晶体内部位错的演变和相互运动，导致金属内部出现滑移带。

滑移带的产生顺序一般是出现滑移线、形成滑移带和形成驻留滑移带这三部分。在疲劳载荷的循环作用下，首先在金属材料内部薄弱晶粒上出现位错运动，这种运动导致金属表面留下痕迹，即滑移线。在持续循环次数作用下，滑移线不断累积，逐渐形成滑移带。

而滑移带不断的被循环载荷挤入和挤出晶界面时，滑移带则转变成驻留滑移带。痕迹就是由驻留滑移带在材料表面留下的，当这种痕迹作用足够深时，便形成了初始的裂纹。因此，驻留滑移带是裂纹形成的关键因素。

⑷ 焊缝的几何尺寸指的是什么这些因素对焊缝疲劳有什么影响

焊缝的几何尺寸指的是焊缝的大小尺寸，这些因素对焊缝疲劳应该没有什么影响，影响焊缝疲劳的因素一般是在焊接及冷却时产生的焊接应力，会导致材料在使用中产生微观裂纹并扩展断裂。

⑸ 谁知道钢材焊缝位置的疲劳应力与母材的疲劳应力有多大的区别

静载强度对焊接结构疲劳强度的影响

在钢铁材料的研究中，人们总是希望材料具有较高的比强度，即以较轻的自身重量去承担较大的负载重量，因为相同重量的结构可以具有极大的承载能力；或是同样的承载能力可以减轻自身的重量。所以高强钢应运而生，也具有较高的疲劳强度，基本金属的疲劳强度总是随着静载强度的增加而提高。

但是对于焊接结构来说，情况就不一样了，因为焊接接头的疲劳强度与母材静强度、焊缝金属静强度、热影响区的组织性能以及焊缝金属强度匹配没有多大的关系，也就是说只要焊接接头的细节一样，高强钢和低碳钢的疲劳强度是一样的，具有同样的S-N曲线，这个规律适合对接接头、角接接头和焊接梁等各种接头型式。Maddox研究了屈服点在386—636MPa之间的碳锰钢和用6种焊条施焊的焊缝金属和热影响区的疲劳裂纹扩展情况，结果表明：材料的力学性能对裂纹扩展速率有一定影响，但影响并不大。在设计承受交变载荷的焊接结构时，试图通过选用较高强度的钢种来满足工程需要是没有意义的。只有在应力比大于+0.5的情况下，静强度条件起主要作用时，焊接接头母材才应采用高强钢。

造成上述结果的原因是由于在接头焊趾部位沿溶合线存在有类似咬边的熔渣楔块缺陷，其厚度在0.075mm-0.5mm，尖端半经小于0.015mm。该尖锐缺陷是疲劳裂纹开始的地方，相当于疲劳裂纹形成阶段，因而接头在一定应力幅值下的疲劳寿命，主要由疲劳裂纹的扩展阶段决定。这些缺陷的出现使得所有钢材的相同类型焊接接头具有同样的疲劳强度，而与母材及焊接材料的静强度关系不大。
接头类型的影响

焊接接头的形式主要有：对接接头、十字接头、T形接头和搭接接头，在接头部位由于传力线受到干扰，因而发生应力集中现象。

对接接头的力线干扰较小，因而应力集中系数较小，其疲劳强度也将高于其他接头形式。但实验表明，对接接头的疲劳强度在很大范围内变化，这是因为有一系列因素影响对接接头的疲劳性能的缘故。如试样的尺寸、坡口形式、焊接方法、焊条类型、焊接位置、焊缝形状、焊后的焊缝加工、焊后的热处理等均会对其发生影响。具有永久型垫板的对接接头由于垫板处形成严重的应力集中，降低了接头的疲劳强度。这种接头的疲劳裂纹均从焊缝和垫板的接合处产生，而并不是在焊趾处产生，其疲劳强度—般与不带垫板的最不佳外形的对接接头的疲劳强度相等。

十字接头或T形接头在焊接结构中得到了广泛的应用。在这种承力接头中，由于在焊缝向基本金属过渡处具有明显的截面变化，其应力集中系数要比对接接头的应力集中系数高，因此十字或T形接头的疲劳强度要低于对接接头。对未开坡口的用角焊缝连接的接头和局部熔透焊缝的开坡口接头，当焊缝传递工作应力时，其疲劳断裂可能发生在两个薄弱环节上，即基本金属与焊缝趾端交界处或焊缝上。对于开坡口焊透的的十字接头，断裂一般只发生在焊趾处，而不是在焊缝处。焊缝不承受工作应力的T形和十字接头的疲劳强度主要取决于焊缝与主要受力板交界处的应力集中，T形接头具有较高的疲劳强度，而十字接头的疲劳强度较低。提高T形或十字接头疲劳强度的根本措施是开坡口焊接，并加工焊缝过渡处使之圆滑过渡，通过这种改进措施，疲劳强度可有较大幅度的提高。

搭接接头的疲劳强度是很低的，这是由于力线受到了严重的扭曲。采用所谓“加强”盖板的对接接头是极不合理的，由于加大了应力集中影响，采用盖板后，原来疲劳强度较高的对接接头被大大地削弱了。对于承力盖板接头，疲劳裂纹可发生在母材，也可发生在焊缝，另外改变盖板的宽度或焊缝的长度，也会改变应力在基本金属中的分布，因此将要影响接头的疲劳强度，即随着焊缝长度与盖板宽度比率的增加，接头的疲劳强度增加，这是因为应力在基本金属中分布趋于均匀所致。

2.2.2 焊缝形状的影响

无论是何种接头形式，它们都是由两种焊缝连接的，对接焊缝和角焊缝。焊缝形状不同，其应力集中系数也不相同，从而疲劳强度具有较大的分散性。

对接焊缝的形状对于接头的疲劳强度影响最大。

(1) 过渡角的影响 Yamaguchi等人建立了疲劳强度和基本金属与焊缝金属之间过渡角(外钝角)的关系。试验中W(焊缝宽度)和h(高度)变化，但h/W比值保持不变。这意味着夹角保持不变，试验结果表明，疲劳强度也保持不变。但如果W保持不变，变化参量h，则发现h增加，接头疲劳强度降低，这显然是外夹角降低的结果。

(2) 焊缝过渡半径的影响Sander等人的研究结果表明焊缝过渡半径同样对接头疲劳强度具有重要影响，即过渡半径增加(过渡角保持不变)，疲劳强度增加。

角焊缝的形状对于接头的疲劳强度也有较大的影响。

当单个焊缝的计算厚度a与板厚B之比a/B<0.6～0.7时，一般断裂于焊缝；当a/B>0.7时，一般断于基本金属。但是增加焊缝尺寸对提高疲劳强度仅仅在一定范围内有效。因为焊缝尺寸的增加并不能改变另一薄弱截面即焊趾端处基本金属的强度，故充其量亦不能超过该处的疲劳强度。Soete，Van Crombrugge采用15mm厚板用不同的角焊缝施焊，在轴向疲劳载荷下的试验发现，焊缝的焊脚为13mm时，断裂发生在焊趾处基本金属或焊缝中。当焊缝的焊脚小于此值时，疲劳断裂发生在焊缝上；当焊脚尺寸为18mm时断裂发生在基本金属中。据此他们提出极限焊脚尺寸：S=0.85B 式中S为焊脚尺寸，B为板厚。可见纵使焊脚尺寸达到板厚时(15mm)，仍可得焊缝处的断裂结果，这一结果与理论结果符合得很好。

2.2.3 焊接缺陷的影响

焊趾部位存在有大量不同类型的缺陷，这些不同类型的缺陷导致疲劳裂纹早期开裂和使母材的疲劳强度急剧下降（下降到80%）。焊接缺陷大体上可分作两类：面状缺陷(如裂纹、未熔合等)和体积型缺陷（气孔、夹渣等），它们的影响程度是不问的，同时焊接缺陷对接头疲劳强度的影响与缺陷的种类、方向和位置有关。

1)裂纹 焊接中的裂纹，如冷、热裂纹，除伴有具有脆性的组织结构外，是严重的应力集中源，它可大幅度降低结构或接头的疲劳强度。早期的研究己表明，在宽60mm、厚12.7mm的低碳钢对接接头试样中，在焊缝中具有长25mm、深5.2mm的裂纹时(它们约占试样横截面积的10%)，在交变载荷条件下，其2×106循环寿命的疲劳强度大约降低了55%~65%。

2)未焊透 应当说明，不一定把未焊透均认为是缺陷，因为有时人为地要求某些接头为周部焊透，典型的例子是某些压力容器接管的设计。未焊透缺陷有时为表面缺陷（单面焊缝），有时为内部缺陷(双面焊缝)，它可以是局部性质的，也可以是整体性质的．其主要影响足削弱截面积和引起应力集中。以削弱面积10%时的疲劳寿命与未含有该类缺陷的试验结果相比，其疲劳强度降低了25%，这意味着其影响不如裂纹严重。

3)未熔合 由于试样难以制备，至今有关研究极其稀少．但是无可置疑，未熔合属于平面缺陷，因而不容忽视，一般将其和未焊透等同对待。

4)咬边表征咬边的主要参量有咬边长度L、咬边深度h、咬边宽度W。影响疲劳强度的主要参量是咬边深度h，目前可用深度h或深度与板厚比值(h/B)作为参量评定接头疲劳强度。

5)气孔 为体积缺陷，Harrison对前人的有关试验结果进行了分析总结， 疲劳强度下降主要是由于气孔减少了截面积尺寸造成，它们之间有一定的线性关系。但是一些研究表明，当采用机加工方法加工试样表面，使气孔处于表面上时，或刚好位于表面下方时，气孔的不利影响加大，它将作为应力集中源起作用，而成为疲劳裂纹的起裂点。这说明气孔的位置比其尺寸对接头疲劳强度影响更大，表面或表层下气孔具有最不利影响。

6)夹渣IIW的有关研究报告指明：作为体积型缺陷，夹渣比气孔对接头疲劳强度影响要大。

通过上述介绍可见焊接缺陷对接头疲劳强度的影响，不但与缺陷尺寸有关，而旦还决定于许多其他因素，如表面缺陷比内部缺陷影响大，与作用力方向垂直的面状缺陷的影响比其它方向的大；位于残余拉应力区内的缺陷的影响比在残余压应力区的大；位于应力集中区的缺陷(如焊缝趾部裂纹)比在均匀应力场中同样缺陷影响大。

⑹ 如何提高焊缝疲劳等级

1.采用合理的结构形式
先选用对接接头，重要结构改成对接接头，焊缝避开拐角部位，使用角接接头时，用全熔透对接焊缝，使构件内力的传递流畅，分布均匀，不产生附加应力，减少断面突变，避免偏心受载的设计，板厚或板宽相差大需要对接时，要设计平缓的过渡区。
不要在应力集中区设置焊缝，不要在主要受拉构件上设置横向焊缝，避免三向焊缝空间汇交，如果不能避免，要保障焊缝的内外质量，降低焊趾处的应力集中，对于只能单面焊接的对接焊缝，不允许放置永久性垫板，避免间断焊接，因为在每个焊缝的开始和结束处都有较高的应力集中。

2.正确的焊缝形状和良好的焊缝内外质量
对接接头焊缝的余高要小，焊后刨平不留余高比较好，T形接头不要采用凸度的角焊缝，要采用凹度的角焊缝，焊缝和母材表面的焊趾要平滑过渡，焊趾应进行磨削或氩弧重熔，减少应力集中。
焊接缺陷都存在不同程度的应力集中，会出现裂纹、未焊透、咬边等，尤其是薄板焊接缺陷，对疲劳强度影响较大，因此，在结构设计中，需要确保每条焊缝都易于焊接，以减少焊接缺陷，同时需要去除超标缺陷。
调整残余应力
构件表面的残余压应力或应力集中可以提高焊接结构的疲劳强度，通过调整局部加热和焊接顺序，有利于获得提高疲劳强度的残余应力场，缺口构件采取一次性预超载拉伸，得到残余压应力。

⑺ 什么是焊接接头力学性能实验额定的内容

1、焊接接拉伸试验（包括全焊缝拉伸试验）
2、焊接接弯曲试验
3、焊接接冲击试验
4、焊接接硬度试验
5、焊接接（管接）压扁试验
6、焊接接（焊缝金属）疲劳试验

焊接接头
焊缝区
接头金属及填充金属熔化后，又以较快的速度冷却凝固后形成。焊缝组织是从液体金属结晶的铸态组织，晶粒粗大，成分偏析，组织不致密。但是，由于焊接熔池小，冷却快，化学成分控制严格，碳、硫、磷都较低，还通过渗合金调整焊缝化学成分，使其含有一定的合金元素，因此，焊缝金属的性能问题不大，可以满足性能要求，特别是强度容易达到。
熔合区
熔化区和非熔化区之间的过渡部分。熔合区化学成分不均匀，组织粗大，往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织。其性能常常是焊接接头中最差的。熔合区和热影响区中的过热区(或淬火区)是焊接接头中机械性能最差的薄弱部位，
会严重影响焊接接头的质量。
热影响区
被焊缝区的高温加热造成组织和性能改变的区域。低碳钢的热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。
(1)过热区 最高加热温度1100℃以上的区域，晶粒粗大，甚至产生过热组织，叫过热区。过热区的塑性和韧性明显下降，是热影响区中机械性能最差的部位。
(2)正火区 最高加热温度从Ac3至1100℃的区域，焊后空冷得到晶粒较细小的正火组织，叫正火区。正火区的机械性能较好。
(3)部分相变区最高加热温度从Ac1至Ac3的区域，只有部分组织发生相变， 叫部分相变区。此区晶粒不均匀，性能也较差。 在安装焊接中，熔焊焊接方法应用较多。焊接接头是高温热源对基体金属进行局部加热同时与熔融的填充金属熔化凝固而形成的不均匀体。根据各部分的组织与性能的不同，焊接接头可分为三部分。如图2-l所示，
在焊接发生熔化凝固的区域称为焊缝，它由熔化的母材和填充金属组成。而焊接时基体金属受热的影响(但未熔化)而发生金相组织和力学性能变化的区域称为热影响区。熔合区是焊接接头中焊缝金属与热影响区的交界处，熔合区一彀很窄，宽度为0.1~0.4mm。

⑻ 焊缝疲劳开裂

那只能切去，再重新焊了。如果直接在开裂处直接焊，很不牢固，就你说的这个焊点很吃力，你不重新焊接，还是有可能出现疲劳开裂，而且也会很快。

⑼ 焊接剖口尺寸与焊缝疲劳等级有无对应关系

焊接坡口尺寸与焊缝疲劳等级有点关系，
但主要是焊接结构而不是坡口尺寸。