⑴ 焊接件如何消除应力能达到什么效果
焊接应力是焊接构件由于焊接而产生的应力。焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时，焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形；焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。在没有外力作用的条件下，焊接应力在焊件内部是平衡的。焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，因此是设计和制造中必须考虑的问题。
为了消除和减小焊接残余应力，应采取合理的焊接顺序，先焊接收缩量大的焊缝。焊接时适当降低焊件的刚度，并在焊件的适当部位局部加热，使焊缝能比较自由地收缩，以减小残余应力。热处理(高温回火)是消除焊接残余应力的常用方法。整体消除应力的热处理效果一般比局部热处理好。焊接残余应力也可采用机械拉伸法（预载法）来消除或调整，例如对压力容器可以采用水压试验，也可以在焊缝两侧局部加热到200℃，造成一个温度场,使焊缝区得到拉伸，以减小残余应力。 随着科技发展，近几年开始采用豪克能技术来消除焊接应力。相比其他传统的焊接应力消除方式，豪克能技术有很多优势：
1、是目前最彻底消除焊接残余应力并产生出理想压应力的时效方法（各种时效方法消除残余应力 的情况如下：振动时效30～55％、热时效40～80%、豪克能时效80～100％）。
2、可使焊接接头疲劳强度提高50%-120%，疲劳寿命延长5-100倍。金属在腐蚀环境下的抗腐蚀能力提高约400%。
3、用于消除焊接应力可完全替代热处理、振动时效等时效方法，且处理工艺简单，效果稳定可靠。
4、不受工件材质、形状、结构、钢板厚度、重量、场地之限制，特别是在施工现场、焊接过程和焊接修复时用于消除焊接应力更显灵活方便。
5、可直接将焊趾处的焊接余高、凹坑、咬边处理成圆滑的几何过渡，从而大大降低应力集中系数。
6、可去除焊趾处的微观裂纹、熔渣缺陷，抑制裂纹的提前萌生。
7、因为豪克能消除应力处理能同时改善影响焊缝疲劳性能的几个方面的因素,如：残余应力、微观裂纹和缺陷、焊趾几何形状、表面强化等，所以是目前提高焊缝疲劳性能最有效的方法，且有事半功倍之效果。
8、更适用于大型结构件的工地焊缝、超高超低处焊缝、焊接修复焊缝的消除应力处理。
9、环保、节能、安全、无污染，施工现场使用更显灵活方便。
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⑵ 如何防止焊接缺陷
焊缝缺陷是造成锅炉、压力容器失效和事故的主要原因，因此，必须对焊缝缺陷的危害性有充分的认识。 （1）焊缝弧坑缺陷对焊接接头的强度和应力水平有不利的影响。焊瘤不仅影响了焊缝的外观，而且也掩盖了焊瘤处焊趾的质量情况，往往会在这个部位上出现未熔合缺陷。 （2）咬边是一种危险性较大的外观缺陷。它不但减少焊缝的承压面积，而且在咬边根部往往形成较尖锐的缺口，造成应力集中，很容易形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹。因此，对咬边有严格的限制。 （3）气孔、夹渣等体积性缺陷的危害性主要表现为降低焊接接头的承载能力。如果气孔穿透焊缝表面。介质积存在孔穴内，当介质有腐蚀性时，将形成集中腐蚀，孔穴逐渐变深、变大，以至腐蚀穿孔而泄漏。夹渣边缘如果有尖锐形状，还会在该处形成应力集中。 （4）未熔合和未焊透等缺陷的端部和缺口是应力集中的地方，在交变载荷作用下很可能生成裂纹。 （5）裂纹是最尖锐的一种缺口，它的缺口根部曲率半径接近于零。尖锐根部有明显的应力集中，当应力水平超过尖锐根部的强度极限时，裂纹就会扩展，以至贯穿整个截面而造成锅炉压力容器失效。特别是当焊接接头处于脆性状态时，裂纹的扩展速度极快，造成脆性破裂事故。裂纹还会加剧疲劳破坏和应力腐蚀破坏。 要保证焊接接头的质量，就应在焊接过程中采用有效措施，防止产生焊接缺陷。 （1）防止咬边的措施是电流大小要适当；运条要均匀；焊条角度要正确；焊接电弧要短些；埋弧自动焊的焊速要适当。 （2）防止产生气孔的措施是：不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏心或焊芯锈蚀的焊条；各种类型的焊条或焊剂都应按规定的温度和保温时间进行烘干；焊接坡口及其两侧应清理干净；正确地选择焊接工艺参数；碱性焊条施焊时，应短弧操作。
⑶ 常见的焊接缺陷如何防止
你好，不同的焊接缺陷产生的机理和预防措施是不一样的。介绍如下：
形状缺欠
外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变；焊缝与母材非圆滑过渡。
主要原因：操作不当，返修造成。
危害：应力集中，削弱承载能力。
尺寸缺欠
焊缝尺寸不符合施工图样或技术要求。
主要原因：施工者操作不当
危害：尺寸小了，承载截面小； 尺寸大了，削弱了某些承受动载荷结构的疲劳强度。
咬边
原因：⒈焊接参数选择不对，U、I太大，焊速太慢。
⒉电弧拉得太长。熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。
危害：母材金属的工作截面减小，咬边处应力集中。
弧坑
由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。
原因：焊丝或者焊条停留时间短，填充金属不够。
危害：⒈减少焊缝的截面积；
⒉弧坑处反应不充分容易产生偏析或杂质集聚，因此在弧坑处往往有气孔、灰渣、裂纹等。
烧穿
原因：⒈焊接电流过大；
⒉对焊件加热过甚；
⒊坡口对接间隙太大；
⒋焊接速度慢，电弧停留时间长等。
危害：⒈表面质量差
⒉烧穿的下面常有气孔、夹渣、凹坑等缺欠。
焊瘤
熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。
原因：焊接参数选择不当； 坡口清理不干净，电弧热损失在氧化皮上，使母材未熔化。
危害：表面是焊瘤下面往往是未熔合，未焊透； 焊缝几何尺寸变化，应力集中，管内焊瘤减小管中介质的流通截面积。
气孔
原因：⒈电弧保护不好，弧太长。
⒉焊条或焊剂受潮，气体保护介质不纯。
⒊坡口清理不干净。
危害：从表面上看是减少了焊缝的工作截面；更危险的是和其他缺欠叠加造成贯穿性缺欠，破坏焊缝的致密性。连续气孔则是结构破坏的原因之一。
夹渣
焊接熔渣残留在焊缝中。易产生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位，焊道形状突变，存在深沟的部位也易产生夹渣。
原因：⒈熔池温度低（电流小），液态金属黏度大，焊接速度大，凝固时熔渣来不及浮出；
⒉运条不当，熔渣和铁水分不清；
⒊坡口形状不规则，坡口太窄，不利于熔渣上浮；
⒋多层焊时熔渣清理不干净。
危害：较气孔严重，因其几何形状不规则尖角、棱角对机体有割裂作用，应力集中是裂纹的起源。
未焊透
当焊缝的熔透深度小于板厚时形成。单面焊时，焊缝熔透达不到钢板底部；双面焊时，两道焊缝熔深之和小于钢板厚度时形成。
原因：⒈坡口角度小，间隙小，钝边太大；
⒉电流小，速度快来不及熔化；
⒊焊条偏离焊道中心。
危害：工作面积减小，尖角易产生应力集中，引起裂纹
未熔合
熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。
原因：⒈电流小、速度快、热量不足；
⒉坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分热量损失在熔化杂物上，剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属。
⒊焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置，熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱的未熔化部分，容易产生未熔合。
危害：因为间隙很小，可视为片状缺欠，类似于裂纹。易造成应力集中，是危险性较大的缺陷。
焊接裂纹
危害最大的一种焊接缺陷
在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙称为裂纹。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，易引起较高的应力集中，而且有延伸和扩展的趋势，所以是最危险的缺陷。
⑷ 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。
⑸ 焊接结构疲劳强度相关知识
1. 焊接结构疲劳失效的原因
焊接结构疲劳失效的原因主要有以下几个方面：
① 客观上讲，焊接接头的静载承受能力一般并不低于母材；而承受交变动载荷时，其承受能力却远低于母材，而且与焊接接头类型和焊接结构形式有密切的关系。这是引起一些结构因焊接接头的疲劳而过早失效的一个主要的因素；
② 早期的焊接结构设计以静载强度设计为主，没有考虑抗疲劳设计，或者是焊接结构疲劳设计规范并不完善，以至于出现了许多现在看来设计不合理的焊接接头；
③ 工程设计技术人员对焊接结构抗疲劳性能的特点了解不够，所设计的焊接结构往往照搬其它金属结构的疲劳设计准则与结构形式；
④ 焊接结构日益广泛，而在设计和制造过程中人为盲目追求结构的低成本、轻量化，导致焊接结构的设计载荷越来越大；
⑤ 焊接结构有往高速重载方向发展的趋势，对焊接结构承受动载能力的要求越来越高，而对焊接结构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。
2 影响焊接结构疲劳强度的主要因素
2.1 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。
2.2 应力集中对疲劳强度的影响
2.2.1 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。
2.3 焊接残余应力对疲劳强度的影响
焊接残余应力是焊接结构所特有的特征，因此，它对于焊接结构疲劳强度的影响是人们广为关心的问题，为此人们进行了大量的试验研究工作。试验往往采用有焊接残余应力的试样与经过热处理消除残余应力后的试样，进行疲劳试验作对比。由于焊接残余应力的产生往往伴随着焊接热循环引起的材料性能变化，而热处理在消除残余应力的同时也恢复或部分地恢复了材料的性能，同时也由于试验结果的分散性，因此对试验结果就产生了不同的解释，对焊接残余应力的影响也就有了不同的评价。
试举早期和近期一些人所进行的研究工作为例，可清楚地说明这一问题，对具有余高的对接接头进行的2×106次循环试验结果，不同研究者得出了不同结论。有人发现：热处理消除应力试样的疲劳强度比焊态相同试样的疲劳强度增加12.5%；另有人则发现焊态和热处理的试样的疲劳强度是一致的，即差异不大；但也有人发现采用热处理消除残余应力后疲劳强度虽有增加，但增加值远低于12.5%等等。对表面打磨的对接接头试样试验结果也是如此，即有的试验认为，热处理后可提高疲劳强度17%，但也有的试验结果说明，热处理后疲劳强度没有提高等。这个问题长期来使人困惑不解，直到前苏联一些学者在交变载荷下进行了一系列试验，才逐渐澄清了这一问题。
其中最值得提出的是Trufyakov对在不同应力循环特征下焊接残余应力对接头疲劳强度影响的研究。试验采用14Mn2普通低合金结构钢，试样上有一条横向对接焊缝，并在正反两面堆焊纵向焊道各一条。一组试样焊后进行了消除残余应力的热处理，另一组未经热处理。疲劳强度对比试验采用三种应力循环特征系数r=-1, 0, +0.3。 在交变载荷下(r=-1)，消除残余应力试样的疲劳强度接近130MPa，而未经消除残余应力的仅为75MPa，在脉动载荷下(r=0)，两组试样的疲劳强度相同，均为185MPa。而当r=0.3时，经热处理消除残余应力的试样疲劳强度为260MPa，反而略低于未热处理的试样(270MPa)。产生这个现象的主要原因是：在r值较高时，例如在脉动载荷下(r=0)，疲劳强度较高，在较高的拉应力作用下，残余应力较快地得到释放，因此残余应力对疲劳强度的影响就减弱；当r增大到0.3时，残余应力在载荷作用下，进一步降低，实际上对疲劳强度已不起作用。而热处理在消除残余应力的同时又软化了材质，因而使得疲劳强度在热处理后反而下降。这一试验比较好地说明了残余应力和焊接热循环所引起材质变化对疲劳强度的影响。从这里也可以看出焊接残余应力对接头疲劳强度的影响与疲劳载荷的应力循环特性有关。即在循环特性值较低时，影响比较大。
前面己指出，由于结构焊缝中存有达到材料屈服点的残余应力，因此在常幅施加应力循环作用的接头中，焊缝附近所承受的实际应力循环将是由材料的屈服点向下摆动，而不管其原始作用的循环特征如何。例如标称应力循环为+S1到-S2，则其应力范围应为S1+S2。但接头中的实际应力循环范围将是由Sy(屈服点的应力幅)到Sy-(S1+S2)。这一点在研究焊接接头疲劳强度时是非常重要的，它导致了一些设计规范以应力范围代替了循环特征r。
此外，在试验过程中，试件的尺寸大小、加载方式、应力循环比、载荷谱也对疲劳强度有很大的影响
⑹ 提高焊接结构疲劳强度的措施有哪些
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。
⑺ 影响焊接接头性能的因素有哪些如何影响
影响焊接接头性能的因素及成因：
(1)焊接材料
手工电弧焊的焊条，埋弧自动焊专和气体保护焊等用的焊丝，熔化属后成为焊缝金属的组成部分，直接影响焊缝金属化学成分。焊剂也会影响焊缝的化学成分。
(2)焊接方法
不同焊接方法的热源，其温度高低和热量集中程度不同。因此，热影响区的大小和焊接接头组织粗细都不相同，接头的性能也就不同。此外，不同焊接方法，机械保护效果也不同。因此，焊缝金属纯净程度，即有害杂质含量不同，焊缝的性能也会不同。
(3)焊接工艺
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，叫焊接工艺参数。
⑻ 焊接接头容易出现哪些缺陷如何防止
一、焊缝成形差 焊缝成形差主要表现在焊缝波纹不美观，且不光亮；焊缝弯曲不直，宽窄不一，接头太多；焊缝中心突起，两边平坦或凹陷；焊缝满溢等。 1.产生原因 ⑴焊接规范选择不当； ⑵焊枪角度不正确； ⑶焊工操作不熟练； ⑷导电嘴孔径太大； ⑸焊接电弧没有严格对准坡口中心； ⑹焊丝、焊件及保护气体中含有水分； 2.防止措施 ⑴反复调试选择合适的焊接规范； ⑵保持焊枪合适的倾角； ⑶加强焊工技能培训； ⑷选择合适的导电嘴径； ⑸力求使焊接电弧与坡口严格对中； ⑹焊前仔细清理焊丝、焊件；保证保护气体的纯度。 二、裂纹 铝及铝合金焊缝中的裂纹是在焊缝金属结晶过程中产生的，称为热裂纹，又称结晶裂纹。其形式有纵向裂纹、横向裂纹（往往扩展到基体金属），还有根部裂纹、弧坑裂纹等等。裂纹将使结构强度降低，甚至引起整个结构的突然破坏，因此是完全不允许的。 1.产生原因 ⑴焊缝隙的深宽比过大； ⑵焊缝末端的弧坑冷却快； ⑶焊丝成分与母材不匹配； ⑷操作技术不正确。 2.防止措施 ⑴适当提高电弧电压或减小焊接电流，以加宽焊道而减小熔深； ⑵适当地填满弧坑并采用衰减措施减小冷却速度； ⑶保证焊丝与母材合理匹配； ⑷选择合适的焊接参数、焊接顺序，适当增加焊接速度，需要预热的要采取预热措施。 三、气孔 在铝及铝合金MIG焊中，气孔是最常见的一种缺陷。要彻底清除焊缝中的气孔是很难办到的，只能是最大限度地减小其含量。按其种类，铝焊缝中的气孔主要有表面气孔、弥散气孔、局部密集气孔、单个大气孔、根部链状气孔、柱状气孔等。气孔不但会降低焊缝的致密性，减小接头的承载面积，而且使接头的强度、塑性降低，特别是冷弯角和冲击韧性降低更多，必须加以防止。 1.产生原因 ⑴气体保护不良，保护气体不纯； ⑵焊丝、焊件被污染； ⑶大气中的绝对湿度过大；耐磨焊条 ⑷电弧不稳，电弧过长； ⑸焊丝伸出长度过长、喷嘴与焊件之间的距离过大； ⑹焊丝直径与坡口形式选择不当； ⑺在同一部位重复起弧，接头数太多。 2.防止措施 ⑴保证气体质量，适当增加保护气体流量，以排除焊接区的全部空气，消除气体喷嘴处飞溅物，使保护气流均匀，焊接区要有防止空气流动措施，防止空气侵入焊接区，保护气体流量过大，要适当适当减少流量； ⑵焊前仔细清理焊丝、焊件表面的油、污、锈、垢和氧化膜，采用含脱氧剂较高的焊丝； ⑶合理选择焊接场所； ⑷适当减少电弧长度； ⑸保持喷嘴与焊件之间的合理距离范围； ⑹尽量选择较粗的焊丝，同时增加工件坡口的钝边厚度，一方面可以允许允许使用大电流，也使焊缝金属中焊丝比例下降，这对降低孔率是行之有效的； ⑺尽量不要在同一部位重复起弧，老板娘重复起弧时要对起弧处进行打磨或刮除清理；一道焊缝一旦起弧后要尽量焊长些，不要随意断弧，以减少接头量，在接头处需要有一定的焊缝重叠区域。 四、烧穿 1.产生原因 ⑴热输入量过大； ⑵坡口加工不当，焊件装配间隙过大； ⑶点固焊时焊点间距过大，焊接过程中产生较大的变形量； 操作姿势不正确。 3.防止措施 ⑴适当减小焊接电流、电弧电压，提高焊接速度； ⑵加大钝边尺寸，减小根部间隙； ⑶适当减小点固焊时焊点间距； ⑷焊接过程中，手握焊枪姿势要正确，操作要熟练。 五、未焊透 1.产生原因 ⑴焊接速度过快，电弧过长； ⑵坡口加工不当，装配间隙过小； ⑶焊接技术较低，操作姿势掌握不当； ⑷焊接规范过小； ⑸焊接电流不稳定。 2.防止措施 ⑴适当减慢焊接速度，压低电弧； ⑵适当减小钝边或增加要部间隙； ⑶使焊枪角度保证焊接时获得最大熔深，电弧始终保持在焊接熔池的前沿，要有正确的姿势； ⑷增加焊接电流及电弧电压，保证母材足够的热输入获得量； ⑸增加稳压电源装置或避开开用电高峰。 六、未熔合 1.产生原因 ⑴焊接部位氧化膜或锈未清除干净； ⑵热输入不足； ⑶焊接操作技术不当。 2.防止措施 ⑴焊前仔细清理待焊处表面； ⑵提高焊提高电流、电弧电压，减速小焊接速度； ⑶焊接时要稍微采用运条方式，在坡口面上有瞬间停歇，焊丝在熔池的前沿，提高焊工技术。 七、夹渣 1.产生原因 ⑴焊前清理不彻底； ⑵焊接电流过大，导致电嘴局部熔化混入熔池而形成夹渣； ⑶焊接速度过高。 2.防止措施 ⑴加强焊接前的清理工作，多道焊时，每焊完一道同样要进行焊缝清理； ⑵在保证熔透的情况下，适当减少焊接电流，大电流焊接时，导电嘴不要压得太低； ⑶适当降低速度，采用含脱氧剂较高的焊丝，提高电弧电压。
⑼ 焊接 脆性断裂和疲劳断裂的原因及预防措施
脆性断裂的原因多数是焊缝含氢或者材料硬度高、韧性差引起，主要选择正确的焊接方式和材料一般就能够避免；
疲劳断裂是你结构设计的问题，在设计时要避免应力集中就可以避免。
⑽ 确保厚板焊接质量的常见措施和办法有哪些
1 厚板焊接工艺
由于材料为低合金结构钢，含有少量的合金元素，淬硬倾向大，焊接性差，焊缝中极易出现裂纹，因此厚板焊接是本工程的一大难题，为防止焊接缺陷的产生，除遵循上述“焊接通则”要求外，特制定如下工艺措施：
(1)焊接材料
①选择强度、塑性、韧性相同的焊接材料，并且焊前要进行工艺评定试验，合格后方可正式焊接，焊接材料选择低氢型焊接材料。
②CO2气体保护焊：选用药芯焊丝E71T-1或ER50-6。
CO2气体：CO2含量(V/V)不得低于99.9%，水蒸气与乙醇总含量(m/m)不得高于0.005%，并不得检出液态水。
③手工电弧焊时：选用焊条为E50型， 焊接材料烘干温度如下所示：
(2)焊前预热
①为减少内应力，防止裂纹，改善焊缝性能，母材焊接前必须预热。
②预热最低温度：
③T型接头应比对接接头的预热温度高25-50℃。
④操作地点环境温度低于常温时(高于0℃)应提高预热温度为15-25℃。
⑤预热方法
采用电加热和火焰加热两种方式，火焰加热仅用于个别部位且电加热不宜施工之处，并应注意均匀加热。电加热预热温度由热电仪自动控制，火焰加热用测温笔在离焊缝中心75mm的地方测温，测温点应选取加热区的背面。
(3)工艺参数选择
为提高过热区的塑性、韧性，采取小线能量进行焊接。根据焊接工艺评定结果，选用科学合理的焊接工艺参数。
(4)焊接过程采取的措施
①由于后层对前层有消氢作用，并能改善前层焊缝和热影响区的组织，采用多层多道焊，每一焊道完工后应将焊渣清除干净并仔细检查和清除缺陷后再进行下一层的焊接。
②每层焊缝始终端应相互错开50mm左右。
③层间温度必须保持与预热温度一致。
④每道焊缝一次施焊中途不可中断。
⑤焊接过程中采用边振边焊技术或锤击消除焊接应力。
在边焊边振过程中，可以延迟焊缝组织结晶，使焊缝中的H等有害杂质有更充足的时间逸出，从而降低焊缝金属含氢量及杂质偏析，减少裂纹及层状撕裂趋向；可使焊缝晶粒更加细化，提高焊接接头塑性和韧性，从而大大提高焊接接头的机械性能；焊缝金属在振动状态下结晶，可降低焊接应力，提高焊缝抗层状撕裂及抗疲劳能力。
⑥焊接过程要注意每道焊缝的宽深比大于1.1。
(5)采取合理的焊接顺序及坡口形式可降低焊缝内应力：
厚板接料尽量采取对称的X型坡口，并且对称焊接。
(6)后热：
后热不仅有利于氢的逸出，可在一定程度上降低残余应力，适当改善焊缝的组织，降低淬硬性，因此焊后立即将焊缝加热至200-250℃，并且保温时间不得小于1小时。
(7)外观质量控制：
焊缝加强高及过渡角的圆滑过渡可适当提高接头的疲劳强度，因此：
①对焊缝内部质量在焊后24小时按规定进行无损检测。
②对焊缝的外表面要进行磁粉探伤。
对焊缝外观进行打磨处理，不得出现加强高过高、焊缝咬边等缺陷。
(8)厚板焊接防止层状撕裂的措施
板厚方向承受焊接拉应力的板材端头伸出接头焊缝区；
工艺措施：
采用气体保护焊施焊，并匹配药芯焊丝。
消氢处理：
消氢处理的加热温度应为200-250℃，保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚不小于0.5h、且总保温时间不得小于1h确定。达到保温时间后应缓冷至常温。
消氢处理的加热和保温方法按上述方法中规定执行。
采用边振动边焊接工艺：
在边焊边振过程中，可以延迟焊缝组织结晶，使焊缝中的H等有害杂质有更充足的时间逸出，从而降低焊缝金属焊量及杂质偏析，减少裂纹及层状撕裂趋向；可使焊缝晶粒更加细化，提高焊接接头塑性和韧性，从而大大提高焊接接头的机械性能；焊缝金属在振动状态下结晶，可降低焊接应力，提高焊缝抗层状撕裂及抗疲劳能力。
2 厚板焊接t8/5值及焊接规范控制
(1)厚板焊接存在的一个重要问题是焊接过程中，焊缝热影响区由于冷却速度较快，在结晶过程中最容易形成粗晶粒马氏体组织，从而使焊接时钢材变脆，产生冷裂纹的倾向增大。因此在厚板焊接过程中，一定要严格控制t8/5。即控制焊缝热影响区尤其是焊缝熔合线处，从800℃冷却到500℃的时间，即t8/5值。
(2)t8/5过于短暂时，焊缝熔合线处硬度过高，易出现淬硬裂纹；t8/5过长，则熔合线处的临界转变温度会升高，降低冲击韧性值，对低合金钢，材质的组织发生变化。出现这两种情况，皆直接影向焊接结头的质量。
(3)对于手工电弧焊，焊接速度的控制：在工艺上规定不同直径的焊条所焊接的长度，规定焊工按此执行，从而确保焊接速度，其它控制采用电焊机控制，从而达到控制焊接线能量的输入，达到控制厚板焊接质量之目的。
3 厚板加热方法
厚板焊接预热，是工艺上必须采取的工艺措施，对于本工程钢结构焊接施工采用电加热板预加热的方法。加热时应力求均匀，预热范围为坡口两侧至少2t，且不小于100mm
宽，测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处；预热温度宜在焊件反面测量。
经研究表明产生氢致裂纹要以下四项基本先决条件：
(1)敏感的微观组织（硬度是敏感度的一个粗略的指标）
(2)适当的扩散氢含量
(3)合适的拘束度
(4)适宜的温度
其中一项或几项是处于支配地位的，但这四项条件都必须具备才会产生氢致裂纹。防止氢致裂纹的实用方法就是预热，就是设法控制这些因素中的一项或几项。
一般来说有两种不同的方法来预估预热温度。根据大量的裂纹试验，提出一种基于热影响区临界值，就可消除氢致裂纹的危险。被认可的临界硬度可能是氢含量的函数。另一种预估预热温度的方法是基于控制氢。为弄清低温时的冷却速度即300℃~100℃之间的冷却速度的作用，已经通过高约束度下坡口焊缝试验确立了临界冷却速度，化学成份以及氢含量之间的关系。
通过上述的理论分析，经实践试验证明对于板厚不小于36mm的钢板预热温度达到120℃即可，对于t=60~70mm的钢板预热温度需达到150℃。
4 层间温度控制
(1)厚板为防止出现裂纹采取加热预热后，在焊接过程中应注意的一个重要问题，就是焊缝层间温度控制措施。如果层间温度不控制，焊缝区域会出现多次热应变，造成的残余应力对焊缝质量不利，因此在焊接过程中，层间温度必须严格控制。
(2)层间温度一般控制在200℃～250℃之间。为了保持该温度，厚板在焊接时，要求一次焊接连续作业完成。
(3)当构件较长（L>10米）时，在焊接过程中，厚板冷却速度较快，因此在焊接过程中一直保持预加热温度，防止焊接后的急速冷却造成的层间温度的下降，焊接时还可采取焊后立即盖上保温板，防止焊接区域温度过快冷却。