影響結構脆斷的工藝因素
時間：2022-10-10關注：
在焊接結構脆性破壞事故中，裂紋起源于焊接接頭的情況是很多的，因此在制造時有必要對焊接接頭部位給予充分的注意。
(1)兩類應變時效引起的局部脆性鋼材隨時間發生脆化的現象稱為時效。鋼材經一不合同
定塑性變形后發生的時效稱為應變時效。焊接生產過程中一般包括切割、冷熱成形（剪切、
彎曲、矯正等）、焊接等工序，其中一些工序可能提高材料的韌-脆轉變溫度，使材料變脆。例如鋼材經過剪切、冷作矯形、彎曲等工序產生了一定的塑性變形后，經160-450℃溫度范圍的加熱而引起應變時效，使鋼材變脆。另一類應變時效是，在焊接時，近縫區的金屬，尤其是在近縫區上尖銳刻槽附近或多層焊道中已焊完焊道中的缺陷附近的金屬，受到熱循環和熱塑變循環（150-450℃）的作用，產生焊接應力一應變集中，產生較大的塑性變形，也會引起應變時效，這種時效稱為熱應變時效或動應變時效。
焊后熱處理（550-650℃）可消除兩類應變時效對低碳鋼和一些合金結構鋼的影響，可恢復其韌性。因此對應變時效敏感的一些鋼材，焊后熱處理既可以消除焊接殘余應力，也可以消除應變時效的脆化影響，對防止結構脆斷有利。
(2)焊接接頭金相組織改變對脆性的影響 焊接過程是一個不均勻的加熱過程，在快速加熱和冷卻條件下，使焊縫和熱影響區發生了一系列金相組織的變化，因而相應地改變了接頭部位的缺口韌性。熱影響區的顯微組織主要取決于母材的原始顯微組織、材料的化學成分、焊接方法和焊接熱輸入。當焊接方法和鋼種選定后，主要取決于焊接熱輸入。因此，合理地選擇焊接熱輸入是十分重要的，對高強度鋼更是如此。實踐證明，對高強度鋼的焊接，過小的焊接熱輸入易造成漳硬組織并易產生裂紋，過大的焊接熱輸入又易造成晶粒粗大和脆化，降低其韌性。通常需要通過工藝試驗，確定最佳的焊接熱輸入�？梢圆捎枚鄬雍福赃m結構
當的焊接參數焊接，來減小焊接熱輸入，可以獲得滿意的韌性。如日本德山球形容器(2226m)的臉性斷裂事故就是由于采用了過大的焊接熱輸入而造成的。該容器采用高強度鋼焊接，按工藝規定應采用的焊接熱輸入為48kJ/cm,但在冬季施工，預熱溫度偏高，焊接熱輸入也偏大。事故分析表明，脆性斷裂起源點的焊接熱輸入為80kJ/cm,明顯超過規定的熱輸入，使焊縫和熱影響區的韌性顯著降低。
(3)焊接殘余應力的影響 焊接殘余應力對結構脆斷的影響是有條件的，當工作溫度高于材料的韌、脆轉變溫度時，拉伸殘余應力對結構的強度無不利影響，但是當低于韌一脆轉變溫度時，拉伸殘余應力則有不利影響，它與工作應力疊加，可以形成結構的低應力脆性破壞。
(4)焊接缺陷的影響 在焊接接頭中，焊縫和熱影響區是最容易產生各種缺陷的地方。
據美國在第二次世界大戰中對船舶脆斷事故的調查表明，40%的脆斷事故是從焊縫缺陷處開始的。焊接缺陷如裂紋、未熔合、未焊透、夾渣、咬邊等都可以成為脆斷的發源地。我國吉林某液化石油氣廠的球罐破壞事故表明，斷裂的發源地就是有潛在裂紋的焊縫焊趾部位，在使用中進一步擴展而導致脆斷。
焊接缺陷均是應力集中部位，尤其是裂紋，裂紋尖端應力應變集中嚴重，最易導致脆性斷裂。裂紋的影響程度不但與尺寸、形狀有關，而且與其所在的位置有關。若裂紋位于高值拉應力區，就更容易引起低應力破壞。若在結構的應力集中區（如壓力容器的接管處、鋼結構節點上等）產生缺陷就更加危險，因此最好將焊縫布置在應力集中區以外。
(三）防止焊接結構脆性斷裂的措施
綜上所述，造成結構脆性斷裂的主要因素是：材料在工作條件下韌性不足，結構上存在嚴重應力集中（包括設計和工藝上的）和過大的拉應力（包括工作應力、殘余應力和溫度應力等）。若能有效地減少或控制其中某一因素，則發生脆斷的可能性將顯著減小。通常從選材、設計和制造三方面采取措施來防止結構的脆性斷裂。
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