焊接结构的脆性断裂
脆性断裂事故及其危害性
发生特点
脆性断裂一般都在应力不高于结构的设计应力和没有显著的塑性变形的情况下发生，不易事先发现和预防，因此往往会造成人身伤亡和财产的巨大损失，所以通常称这类破坏为低应力脆断
塑性材料在一定条件下也可能发生脆性断裂
脆性断裂总是由构件内部存在宏观尺寸的裂纹源扩展引起。这种宏观裂纹源可能是在制造过程或使用过程中产生的
裂纹源一旦超过某个临界尺寸，裂纹将以极高的速度扩展，并瞬时扩展到结构整体，直到断裂，具有突然破坏的性质
中、低强度钢的脆性断裂事故，一般发生在较低的温度，而高强度材料没有明显的温度效应
金属断裂特征及焊接结构脆性断裂影响因素
断裂的分类
按断裂塑性应变分类
韧性断裂（断裂前有明显的塑性变形）
脆性断裂（断裂前没有或只有少量塑性变形）
按断裂微观路径分类
穿晶断裂
沿晶断裂
混合断裂
按构件断裂时的断口形貌分类
解理断裂
准解理断裂
沿晶断裂
纯剪切断裂
微孔聚集型断裂
按断裂原因分类
过载断裂
疲劳断裂
蠕变断裂
环境断裂
金属材料断裂的形态特征
韧性断裂的形态特征
宏观特征
纤维区
放射区
剪切唇区
微观特征
韧性断裂断口的微观特征形态是韧窝，韧窝的实质是材料微孔聚集型开裂所留下的圆形或椭圆形凹坑
脆性断裂的形态特征
宏观特征
没有明显的宏观塑性变形特征
断口平齐并与拉伸载荷方向垂直
表面有时发亮，有时灰暗，光亮的断口有时呈现放射状台阶（在一定条件下会发展为人字纹花样，人字纹是宏观脆性断口诊断的重要依据）
灰暗的脆性断口呈现粗糙表面，有时呈现颗粒外形
微观特征
解理断裂
有解理台阶、河流花样、舌状花样、扇形花样等
准解理断裂
大量高密度的短而弯曲的撕裂棱线条，点状裂纹源由准解理面中部向四周放射的河流花样，可以看到撕裂棱和解理面同时存在，具有混合特征
沿晶断裂
呈不同程度的晶粒多晶体外形岩石花样及冰糖花样，颗粒明显且立体感强，晶界面上多显示光滑形貌
影响金属及其焊接结构脆性断裂的主要因素
内部因素
金属的化学成分
晶粒度
结构制造特征和缺陷
焊接结构的制造工艺
外部条件
应力状态的影响
温度的影响
加载速率的影响
焊接结构制造特点与脆性断裂的关联性
应变时效引起的焊接结构局部脆性
金相组织改变对脆性的影响
焊接缺陷的影响
接头形状缺陷的影响
焊接残余应力的影响
预防焊接结构脆性断裂的措施
选材
按照缺口韧性检验材料
用断裂韧度评定材料
设计
原则
防止断裂引发原则（要求结构的一些薄弱环节具有一定的抗开裂性能)
止裂原则（要求一旦产生裂纹，材料应具有将其止住的能力）
方法
设计中尽量减少结构或焊接接头部位的应力集中
将结构承载截面突变位置设计成平缓过渡，尽量避免形成尖角
在设计中应尽量采用应力集中系数小的对接接头，减少或避免使用搭接接头，十字接头及T形接头
不等厚工件应当采用圆滑过渡
设计中避免密集的焊缝布置
避免焊接高应力区域与结构几何突变位置（应力集中区）重叠
不采用过厚的截面设计
对于附件或联系焊缝的设计，应和主要承力焊缝一样给予足够重视
制造
制造中避免和减少焊缝的缺陷
制造中采用调整和控制结构焊接残余应力的措施