焊接结构的断裂控制

焊接结构的断裂控制：

    焊接结构在及运行过程中行不可避免的存在或出现各种各样的缺陷、材料组织性能劣化，以及外力损伤等对结构性能构成影响的因素，特别是随着结构服役时间的延长，各种损伤因素的累计导致破坏概率上升，断裂控制是焊接结构完整性的关键，是焊接结构合于使用的基础，焊接结构的断裂控制主要研究各种因素对焊接结构强度、耐久性和损伤限等性能的影响，从而对影响焊接结构完整性的各种因素进行综合识别，科学评价焊接结构潜在失效的可能性，实现对焊接结构的完整性管理，以保证焊接结构的合理使用。

    焊接结构的整体性为设计制造合理的结构提供了可能性，但是，如果焊接结构一旦发生开裂，裂纹很容易由一个构件扩展到另一构件，继而扩展到结构的整体，造成结构整体破坏，然而对于铆接结构则不易发生整体破坏，因为铆接接头具有阻止裂纹跨越构件扩展的特点，即扩展中的裂纹可能会终止，从而就有可能避免灾难性的脆性破坏，因此，在许多大型焊接结构中，有时仍然保留少量的铆接接头，其道理就在于此。

    焊接结构的断裂包括裂纹起裂、稳态扩展和失稳裂纹过程，控制焊接结构断裂的基本方法与此相对应，即首先是阻止裂纹起裂（起裂控制）其次是设法对失稳扩展的裂纹进行止裂（止裂控制）建立焊接结构断裂的第二道防线，其断裂控制原则主要包括3个方面：

1、材料（包括焊缝）应具有足够的韧性以保证焊接结构在使用条件下的裂纹容限，以抵抗裂纹的起裂-抗开裂能力。

2、如果焊接结构发生破坏，其断裂性质应为延性，不允许发生脆性破坏。

3、一旦裂纹起裂，焊接结构要具有足够的能力吸收断裂能量以阻止延性裂纹的扩展-对裂纹扩展的止裂能力。

    扩展裂纹的开裂（起裂）与扩展是焊接结构断裂控制的基本准则，分别称为防止裂纹产生准则（开裂控制）和止裂准则（扩展控制），控制焊接结构断裂的主要因素有三个方面。

1、材料在一定的工作温度，加载速率和板厚条件下的断裂韧度。

2、结构断裂薄弱部位的裂纹和缺陷尺寸。

3、包括工作应力、应力集中、残余应力和温度应力在内的拉应力水平。

    根据断裂力学原理，当上述三方面因素的特定组合达到临界状态时，结构就会发生断裂破坏。

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