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1、焊接结构的断裂失效与防治 本章重点：1.焊接结构断裂失效的分类及危害2.焊接脆性断裂的防治方法3.焊接疲劳断裂的防治方法4.焊接应力腐蚀断裂防治方法 本章难点：1.焊接结构断裂失效的分类及危害2.焊接脆性断裂的防治方法 1.焊接结构断裂失效的分类及危害 5.1 焊接结构断裂失效的分类及危害焊接结构断裂失效中，最为严重的是脆性断 裂失效、疲劳断裂失效和应力腐蚀断裂失效三 种类型。 1. 脆性断裂失效脆性断裂-通常称为低应力脆断。一般都在应 力低于结构的设计应力和没有显著的塑性变形 的情况下发生的。焊接结构断裂失效的分类及危害疲劳断裂失效 金属材料及其结构因受交变载荷 而发生损坏或断裂的现象，称
2、为疲劳断裂。 疲劳断裂过程一般由三个阶段组 成： 初始疲劳裂纹在应力集中区孕 育、萌生； 裂纹亚临界扩展或稳定扩展； 失稳扩展，以至与断裂。 焊接结构断裂失效的分类及危害应力腐蚀断裂失效 腐蚀是材料与周围介质作 用产生的物理化学过程 。而应力腐蚀是指敏感 金属或合金在一定的拉 应力和一定腐蚀介质环 境共同作用下所产生的 腐蚀断裂过程。2.焊接结构脆性断裂的防治 1. 焊接结构脆性断裂的原因 由大量破坏、失效事故的分析研究中发 现，焊接结构低应力脆断破坏的根本原因 在于结构中存在着各种缺陷和裂纹。 这些裂纹和缺陷的产生一部分是在结构 的加工制造过程中。另一部分是在使用过 程中如疲劳裂纹、应力腐蚀
3、裂纹。 其中裂纹是最严重的缺陷，而焊接则是 产生裂纹的主要原因。焊接过程引起的两种脆化 焊接时由于加热、冷却引起接头区冶金 组织变化，冷却过程中形成的高碳马氏体 和粗大晶粒等金相组织将使焊接接头区韧 性降低，另外，微量有害元素偏聚和氢含 量增加也是导致韧性降低的原因。 焊接热循环过程中产生的塑性应变会引 起热应变脆化。焊接结构脆性断裂的防治方法 1 降低结构局部区域的应力水平 设计过程中的控制措施制造工艺中的控制措施消除焊接残余应力 焊接结构脆性断裂的防治方法2 减少结构缺陷 合理设计 优化制造工艺焊接结构脆性断裂的防治方法3 改善材料的断裂韧性 正确的设计选材应采用“等韧性”或“等性能”原则
4、，才能保 证 焊缝区不成为结构的薄弱环节，以 避免脆 性断裂。 优化焊接工艺 合理制订、严格执行耐压试验规程 3 焊接结构疲劳断裂的防治方法 1.焊接结构疲劳断裂的原因和影响因素疲劳断裂是在循环应力、拉应力和塑 性应变这三者的共同作用下发生的低应力 破坏。由于焊接结构易于存在焊接缺陷和 较严重的应力集中，所以焊接结构的疲劳 往往是从焊接接头处产生。焊接结构疲劳断裂的原因和影响因素1.应力的影响 增加拉伸应力会降低疲劳寿命，而增加 压缩应力则可提高疲劳强度。 焊接残余应力会降低焊接接头的疲劳强 度，这时构件的平均应力随之提高，应力比增 大，裂纹扩展速率会增加。 2.接头形式及应力集中的影响 3.
5、焊接缺陷的影响 4.热影响区金属性能变化的影响提高焊接结构疲劳强度的方法2.1 降低应力集中凡是降低应力集中的措施都可提高结构的疲劳 强度，有： 合理设计构件的结构形式，减少应力集中。 尽量选择应力集中系数小的焊接接头形式， 并保证母材与焊缝之间平缓过渡。 2.2 减少、调整焊接应力对于焊接接头，减小、消除残余拉应力或使该 处产生残余应力都可提高疲劳强度。 2.3 焊缝表面打磨、抛光，表面强化处理4.焊接结构应力腐蚀断裂的防治 1 应力腐蚀裂纹产生的机理和影响因素 1.1 定义：应力腐蚀：指敏感金属或合金在一定拉应 力和一定腐蚀介质环境共同作用下所引起 的腐蚀断裂过程。 1.2 两种机理：1.
6、2.1 电化学应力腐蚀机理1.2.2 机械破裂应力腐蚀开裂机理防止和控制焊接结构产生应力腐蚀 的措施2 防止和控制焊接结构产生应力腐蚀的措施 2.1 设计方面的控制 2.2 制造工艺过程中的控制 焊接材料选择 焊接工艺条件的控制 控制冷作变形(4)主轴轴承径向间隙的调整，根据实际使用情况进行调整。 4.工作台快速移动离合器的调整要求 (1)摩擦离合器脱开时，摩擦片之间的总和间隙不应该少于23mm。 (2)摩擦离合器闭合时，摩擦片应紧密地压紧，并且电磁铁的铁芯要完全拉紧，如果电磁铁的铁芯配合得正确，在拉紧状态中电磁铁不会有响声。 编辑本段龙门铣床的常见故障龙门铣床大都由钢或铸铁制成，在长期的使用
7、过程中，由于两个接触面间存在不同程度的摩擦，会造成铣床导轨表面产生不同程度的磨损 ，严重影响设备的加工精度和生产效率。传统修复方法通常采用金属板镶贴或更换等方法，但需要进行大量精确的加工制造和人工刮研，修复需要的工序多，工期长。目前针对龙门铣床划伤、拉伤问题可以采用高分子复合材料解决，其中应有成熟的有美嘉华技术体系。由于材料具有出色的粘着力、抗压强度及耐油、耐磨性能，可为部件提供一个长久的保护层。只需几个小时即可将机床划伤的部位修复完毕，投入使用，相对传统方法操作更为简单，所需成本更低。 编辑本段卧式镗铣床和落地铣镗床的技术特点卧式镗铣床的发展以其注入加速度概念而倍受关注，为高速运行作技术支撑
8、的传动元件电主轴、直线电机、线性导轨等得到广泛应用，将机床的运行速度推向了新的高度。而主轴可更换式卧式镗铣加工中心的创新设计解决了电主轴与镗杆移动伸缩式结构各存利弊的不足，具有复合加工与一机两用的功效，也是卧式镗铣床的一大技术创新。 落地式铣镗床的发展以其新的设计理念引领现代加工的潮流，以高速加工为理念的无镗轴滑枕式、多种铣头交换使用的结构型式尽显风采，大有替代传统铣削加工的趋势。以两坐标摆角铣头为代表的各种铣头附件成为实现高速、高效复合加工的主要手段，其工艺性能更广，功率更大，刚性更强，是落地铣镗床发展的一大突破。 结构特点卧式镗铣床 卧式镗铣床的主要关键部件是主轴箱，安装在立柱侧面，也有少
9、数厂家采用双立柱的热对称结构，将主轴箱置于立柱中间，这种结构最大特点是刚性、平衡性、散热性能好，为主轴箱高速运行提供了可靠保证。但是，双立柱结构不便于维护保养，是当今采用的厂家不多的原因。主轴箱移动多通过电机驱动滚珠丝杆进行传动，是主轴驱动核心传动装置，多采用静压轴承支承，由伺服电机驱动滚珠丝杆进行驱动。由于主轴转速越来越高，主轴升温快，现在，已有很多厂家将采用油雾冷却以替代油冷却，更有效地控制主轴升温，使其精度得到有效保证。 主轴系统主要有两种结构型式，一种是传统的镗杆伸缩式结构，具有镗深孔及大功率切削的特点；另一种是现代高速电主轴结构，具有转速高，运行速度快，高效、高精的优点。 精品课件文档，欢迎下载， 下载后可以复制、编辑。
