焊接结构的脆性断裂疲劳断裂和腐蚀破坏课件.ppt

1、第三章焊接结构的脆性断裂、疲劳断裂第三章焊接结构的脆性断裂、疲劳断裂和腐蚀破坏和腐蚀破坏 第一节金属材料的断裂及其影响因素第一节金属材料的断裂及其影响因素 第二节防止焊接结构脆性断裂的措施第二节防止焊接结构脆性断裂的措施 第三节焊接结构的疲劳断裂第三节焊接结构的疲劳断裂 第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高措第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高措施施 第五节焊接结构的腐蚀破坏简介第五节焊接结构的腐蚀破坏简介返回第一节金属材料的断裂及其影响因素第一节金属材料的断裂及其影响因素一、断裂机制和断口形貌一、断裂机制和断口形貌 剪切和解理均为表示金属及其结构断裂机制的术语剪切和解理均为表示金属及其结

2、构断裂机制的术语 某些金属可沿着一定的结晶平面如某些金属可沿着一定的结晶平面如100平面发生断裂，称为解理平面发生断裂，称为解理断裂，这个结晶平面称为解理面。解理通常发生在体心立方、密排六断裂，这个结晶平面称为解理面。解理通常发生在体心立方、密排六方金属中，而面心立方晶体如奥氏体不锈钢只有在特殊情况下出现。方金属中，而面心立方晶体如奥氏体不锈钢只有在特殊情况下出现。一般情况下，解理断裂呈现脆性性质。解理断裂断口的微观特征是河一般情况下，解理断裂呈现脆性性质。解理断裂断口的微观特征是河流状花样，宏观断口常呈现人字纹花样。流状花样，宏观断口常呈现人字纹花样。二、影响金属脆断的主要因素二、影响金属脆

3、断的主要因素 同一种材料在不同条件下，可以显示出不同的破坏形式。研究表明，同一种材料在不同条件下，可以显示出不同的破坏形式。研究表明，最重要的影响因素是温度、加载速度和应力状态。此外，材料状态也最重要的影响因素是温度、加载速度和应力状态。此外，材料状态也有重大影响。有重大影响。下一页返回第一节金属材料的断裂及其影响因素第一节金属材料的断裂及其影响因素1.温度的影响温度的影响 如果把一组开有相同缺口的试样在不同温度下进行试验，就焊接结如果把一组开有相同缺口的试样在不同温度下进行试验，就焊接结构用钢而言，就会看到随着温度的降低，它们的破坏方式从延性破坏构用钢而言，就会看到随着温度的降低，它们的破坏

4、方式从延性破坏转为脆性破坏。转为脆性破坏。2.加载速度的影响加载速度的影响 提高加载速度提高加载速度(或应变速率或应变速率)，其作用相当于降低温度，提高了材料，其作用相当于降低温度，提高了材料的屈服应力，影响了材料塑性变形的能力，促使材料发生脆性破坏。的屈服应力，影响了材料塑性变形的能力，促使材料发生脆性破坏。在同样的加载速率下，当结构中有缺口时，由于受应力集中的影响，在同样的加载速率下，当结构中有缺口时，由于受应力集中的影响，应变速率可呈现出加倍的不利影响。结构钢一旦产生裂纹，就很容易应变速率可呈现出加倍的不利影响。结构钢一旦产生裂纹，就很容易扩展就是这个原因。扩展就是这个原因。上一页 下一

5、页返回第一节金属材料的断裂及其影响因素第一节金属材料的断裂及其影响因素 3.应力状态的影响应力状态的影响4.材料状态的影响材料状态的影响除上述因素外，材质也有一定的影响，因而对焊接结构选材也是非常除上述因素外，材质也有一定的影响，因而对焊接结构选材也是非常重要的。重要的。上一页返回第二节防止焊接结构脆性断裂的措施第二节防止焊接结构脆性断裂的措施一、选材措施一、选材措施 采用韧性材料是重要的措施，其含义如下所述。采用韧性材料是重要的措施，其含义如下所述。(1)结构在工作条件下，焊接接头最薄弱部位应具有一定的抗开裂结构在工作条件下，焊接接头最薄弱部位应具有一定的抗开裂能力能力;同时希望，如果在这些

6、地方产生了脆性的小裂纹，其周围基本同时希望，如果在这些地方产生了脆性的小裂纹，其周围基本金属应具有对小裂纹的止裂能力。金属应具有对小裂纹的止裂能力。(2)不宜采用比实际需要强度更高的材料。因为随着钢材强度的提不宜采用比实际需要强度更高的材料。因为随着钢材强度的提高，断裂韧性和工艺性一般都有所下降。所以不应单纯追求强度指标，高，断裂韧性和工艺性一般都有所下降。所以不应单纯追求强度指标，忽视其他性能。忽视其他性能。通常用以下两种方法进行材料的验收和评定。通常用以下两种方法进行材料的验收和评定。(1)按照缺口韧性试验检验材料。按照缺口韧性试验检验材料。(2)用断裂韧性评定材料。用断裂韧性评定材料。下

7、一页返回第二节防止焊接结构脆性断裂的措施第二节防止焊接结构脆性断裂的措施二、合理的焊接结构设计二、合理的焊接结构设计设计防止脆性断裂的焊接结构，注意以下几个原则。设计防止脆性断裂的焊接结构，注意以下几个原则。1.要尽量减小焊接结构或接头的应力集中要尽量减小焊接结构或接头的应力集中(1)构件截面改变的地方，必须设计成平缓过渡，不要形成尖角。如构件截面改变的地方，必须设计成平缓过渡，不要形成尖角。如图图3-2(a)为不合理设计，图为不合理设计，图(b)为合理设计为合理设计 (2)尽量采用应力集中系数小的对接接头，尽量采用应力集中系数小的对接接头，如图如图3-3(b)采用对接接头采用对接接头减小了应

8、力集中减小了应力集中 (3)不等厚度的构件对接接头应圆滑过渡，如不等厚度的构件对接接头应圆滑过渡，如图图3-4所示。同样，不所示。同样，不等宽度拼接时，也应平缓过渡，避免出现急剧转角，如等宽度拼接时，也应平缓过渡，避免出现急剧转角，如图图3-5所示所示上一页 下一页返回第二节防止焊接结构脆性断裂的措施第二节防止焊接结构脆性断裂的措施(4)设计时焊缝应布置在易于焊接设计时焊缝应布置在易于焊接(图图3-6所示所示)和易于检验和易于检验(图图3-7所示，所示，箭头表示射线照相方向箭头表示射线照相方向)的地方，不合理的设计无法保证质量，如图的地方，不合理的设计无法保证质量，如图3-6所示所示(5)尽量

9、避免焊缝密集，如尽量避免焊缝密集，如图图3-8所示的是焊接压力容器中焊缝之间的所示的是焊接压力容器中焊缝之间的最小距离。最小距离。2.减少结构刚度减少结构刚度 在满足结构使用条件下，尽量减少结构的刚度以便降低附加应力的在满足结构使用条件下，尽量减少结构的刚度以便降低附加应力的应力集中的影响。如应力集中的影响。如图图3-9所示是降低结构刚度的例子示意。同时，所示是降低结构刚度的例子示意。同时，尽量不要采用过厚的截面。厚板不但会引起三轴应力，而且其冶金质尽量不要采用过厚的截面。厚板不但会引起三轴应力，而且其冶金质量不如薄板。有时也可通过开工艺槽或缓和槽的方法降低结构刚度，量不如薄板。有时也可通过开

10、工艺槽或缓和槽的方法降低结构刚度，如如图图3-10所示。所示。上一页 下一页返回第二节防止焊接结构脆性断裂的措施第二节防止焊接结构脆性断裂的措施 3.对于附件或不受力焊缝的设计对于附件或不受力焊缝的设计 对于附件或不受力焊缝的设计，应和主要承力焊缝一样给予足够的对于附件或不受力焊缝的设计，应和主要承力焊缝一样给予足够的重视。如重视。如图图3-11(a)所示支架焊到受力构件上，焊缝质量不易保证，所示支架焊到受力构件上，焊缝质量不易保证，产生裂纹，图产生裂纹，图3-11(b)采用卡箍避免了上述缺点采用卡箍避免了上述缺点 4.减少和消除残余拉伸应力的不利影响减少和消除残余拉伸应力的不利影响 在制定工

11、艺过程中，应当考虑尽量减少焊接残余应力值，在必要时在制定工艺过程中，应当考虑尽量减少焊接残余应力值，在必要时应考虑消除应力热处理应考虑消除应力热处理.三、合理安排结构制造工艺三、合理安排结构制造工艺 1.充分考虑应变时效引起的局部脆性充分考虑应变时效引起的局部脆性 结构经过冷加工如剪切、矫正、弯曲等会产生一定的塑性变形，随结构经过冷加工如剪切、矫正、弯曲等会产生一定的塑性变形，随后再经后再经150-450温度范围的加热，就会引起应变时效。温度范围的加热，就会引起应变时效。上一页 下一页返回第二节防止焊接结构脆性断裂的措施第二节防止焊接结构脆性断裂的措施另外，焊接时金属受到热循环的作用，如果这时

12、在待焊焊缝附近存在另外，焊接时金属受到热循环的作用，如果这时在待焊焊缝附近存在有某些尖锐刻槽或在多层焊道中已焊完焊道中存在有缺陷的话，在焊有某些尖锐刻槽或在多层焊道中已焊完焊道中存在有缺陷的话，在焊接过程中在缺陷处产生焊接应力一应变集中，发生较大的塑性变形。接过程中在缺陷处产生焊接应力一应变集中，发生较大的塑性变形。热循环和塑性变形同时作用也会引起应变时效，一般称为热应变时效热循环和塑性变形同时作用也会引起应变时效，一般称为热应变时效或动应变时效。或动应变时效。2.合理的选择焊接方法、材料和工艺合理的选择焊接方法、材料和工艺 理论上讲，对所有焊接方法的焊缝金属缺口韧性的要求是一样的，理论上讲，

13、对所有焊接方法的焊缝金属缺口韧性的要求是一样的，然而，埋弧焊熔敷金属难以达到焊条熔敷的焊缝金属的要求，所以其然而，埋弧焊熔敷金属难以达到焊条熔敷的焊缝金属的要求，所以其数值要求是焊条熔敷焊缝数值的数值要求是焊条熔敷焊缝数值的70%。用。用C02气体保护焊焊接的焊缝气体保护焊焊接的焊缝金属缺口韧性较好，但在一般情况下其缺口韧性低于手弧焊水平。当金属缺口韧性较好，但在一般情况下其缺口韧性低于手弧焊水平。当增加氢气比例时，焊缝金属缺口韧性随之增加。增加氢气比例时，焊缝金属缺口韧性随之增加。上一页 下一页返回第二节防止焊接结构脆性断裂的措施第二节防止焊接结构脆性断裂的措施电渣焊熔敷金属在焊态下的缺口韧

14、性是很差的，但可以通过应力消除电渣焊熔敷金属在焊态下的缺口韧性是很差的，但可以通过应力消除和正火处理得到改善。和正火处理得到改善。在选择的焊接材料使焊缝金属与基本金属具有相同的延性、韧性的条在选择的焊接材料使焊缝金属与基本金属具有相同的延性、韧性的条件下，适当选用屈服点较高的焊缝金属，即高匹配可以提高焊缝的止件下，适当选用屈服点较高的焊缝金属，即高匹配可以提高焊缝的止裂性能。裂性能。3.严格管理生产严格管理生产 不要随意在构件上引弧，因为每个弧坑都是微裂纹源不要随意在构件上引弧，因为每个弧坑都是微裂纹源;不随意在构不随意在构件上焊接质量不高的附件，否则在去掉附件后须仔细打磨施焊处件上焊接质量不

15、高的附件，否则在去掉附件后须仔细打磨施焊处;妥妥善放置构件或产品，避免造成附加应力和温度应力等。善放置构件或产品，避免造成附加应力和温度应力等。上一页返回第三节焊接结构的疲劳断裂第三节焊接结构的疲劳断裂一、疲劳强度和疲劳极限一、疲劳强度和疲劳极限 对试样用不同载荷进行反复加载试验，即可测得不同载荷下使试样对试样用不同载荷进行反复加载试验，即可测得不同载荷下使试样破坏所需的加载循环次数破坏所需的加载循环次数N。按破坏应力与。按破坏应力与N绘成如图绘成如图3-12所示的曲所示的曲线即为疲劳曲线。线即为疲劳曲线。二、疲劳断裂过程二、疲劳断裂过程 疲劳破坏一般从应力集中处开始，而焊接结构的疲劳往往是从

16、焊接疲劳破坏一般从应力集中处开始，而焊接结构的疲劳往往是从焊接接头处开始。疲劳断裂一般由三个阶段组成接头处开始。疲劳断裂一般由三个阶段组成:疲劳裂纹的形成、裂纹疲劳裂纹的形成、裂纹扩展、断裂。可以说这三个阶段没有严格的界限，也可能三个阶段没扩展、断裂。可以说这三个阶段没有严格的界限，也可能三个阶段没有全部进行，像压力容器没有产生断裂阶段就出现了泄漏。有全部进行，像压力容器没有产生断裂阶段就出现了泄漏。下一页返回第三节焊接结构的疲劳断裂第三节焊接结构的疲劳断裂裂纹源包括疲劳裂纹成核的微观断口，在该断口处可以用肉眼观察到裂纹源包括疲劳裂纹成核的微观断口，在该断口处可以用肉眼观察到晶粒的粗滑移和用一

17、般放大镜能看的工程尺寸裂纹源晶粒的粗滑移和用一般放大镜能看的工程尺寸裂纹源(0.076 mm)。图图3-13(a)所示为轴类零件的疲劳断口所示为轴类零件的疲劳断口;图图3-13(b)为焊接压力容器接管为焊接压力容器接管部位的疲劳断口示意部位的疲劳断口示意 瞬时断裂区与断裂阶段相对应，一般呈粗晶状断口或出现放射棱线，瞬时断裂区与断裂阶段相对应，一般呈粗晶状断口或出现放射棱线，外观与脆性失稳断裂相似。如果材料韧性很好，出现塑性断裂，则断外观与脆性失稳断裂相似。如果材料韧性很好，出现塑性断裂，则断口可能出现具有纤维状结构，并可能出现口可能出现具有纤维状结构，并可能出现45。的剪切唇。的剪切唇 总的来

18、看，疲劳断裂的断口与脆性断裂的断口很相似，它们都比较总的来看，疲劳断裂的断口与脆性断裂的断口很相似，它们都比较平齐，而且断面与负载方向相垂直。但疲劳断口的表面具有上述的特平齐，而且断面与负载方向相垂直。但疲劳断口的表面具有上述的特征，同时疲劳破坏总是在工件承受多次交变载荷之后才能发生。因此，征，同时疲劳破坏总是在工件承受多次交变载荷之后才能发生。因此，疲劳破坏又可以很明显地与脆性破坏相区别。疲劳破坏又可以很明显地与脆性破坏相区别。上一页返回第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高措施措施一、影响焊接结构疲劳强度的因素一、影响焊接结构疲劳强度的因素 焊接结构是

19、用对接焊缝和角焊缝将板件或部件连接而成。根据焊接焊接结构是用对接焊缝和角焊缝将板件或部件连接而成。根据焊接接头是否传递力可分为工作焊缝接头是否传递力可分为工作焊缝(传力焊缝传力焊缝)和联系焊缝和联系焊缝(非传力焊缝非传力焊缝)。影响焊接接头疲劳寿命的主要因素是这些接头的细节类型及其承受应影响焊接接头疲劳寿命的主要因素是这些接头的细节类型及其承受应力幅值的大小。弄清楚影响因素对提高疲劳强度是有益的，下面介绍力幅值的大小。弄清楚影响因素对提高疲劳强度是有益的，下面介绍一些主要的影响因素。一些主要的影响因素。1.应力集中的影响应力集中的影响 在焊接结构中，结构元件设计不佳、接头形式不合理和焊接缺陷是

20、在焊接结构中，结构元件设计不佳、接头形式不合理和焊接缺陷是应力集中的根源。应力集中的根源。(1)对接接头。影响对接接头应力集中的因素是母材与焊缝过渡半对接接头。影响对接接头应力集中的因素是母材与焊缝过渡半径和余高，增大过渡半径或减小余高均可减小应力集中，从而使对接径和余高，增大过渡半径或减小余高均可减小应力集中，从而使对接接头的疲劳强度提高。接头的疲劳强度提高。下一页返回第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高措施措施(2)T(十十)形接头形接头T(十十)形接头由于焊缝向母材过渡处具有明显的截面变化，应力集中形接头由于焊缝向母材过渡处具有明显的截面变化，应力

21、集中系数高，其疲劳强度低于对接接头。系数高，其疲劳强度低于对接接头。(3)搭接接头搭接接头 搭接接头疲劳强度很低，仅有侧面角焊缝的搭接接头强度最低。加搭接接头疲劳强度很低，仅有侧面角焊缝的搭接接头强度最低。加盖板的搭接接头疲劳强度更低。盖板的搭接接头疲劳强度更低。(4)缺陷引起的应力集中缺陷引起的应力集中 缺陷本身是应力集中根源，因而对结构和接头的疲劳强度产生显著缺陷本身是应力集中根源，因而对结构和接头的疲劳强度产生显著影响，焊接缺陷的影响与缺陷的种类、方向和位置有关影响，焊接缺陷的影响与缺陷的种类、方向和位置有关 2.焊接残余应力的影响焊接残余应力的影响 焊接残余应力对焊接接头的疲劳强度有不

22、利影响，其中主要是由于焊接残余应力对焊接接头的疲劳强度有不利影响，其中主要是由于残余拉应力的作用导致疲劳强度下降。残余拉应力的作用导致疲劳强度下降。上一页 下一页返回第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高措施措施一般认为，残余压应力提高疲劳强度。焊后消除残余应力的焊接接头一般认为，残余压应力提高疲劳强度。焊后消除残余应力的焊接接头疲劳强度高于未消除残余应力的接头。疲劳强度高于未消除残余应力的接头。3.材质的影响材质的影响 研究表明，对焊接接头来说，它的疲劳强度与材料本身的抗拉强度研究表明，对焊接接头来说，它的疲劳强度与材料本身的抗拉强度没有关系。没有关系。

23、对于低碳钢来说，焊接导致的近缝区力学性能和冶金因素的变化对对于低碳钢来说，焊接导致的近缝区力学性能和冶金因素的变化对接头疲劳强度影响较小。低合金钢的情况较复杂，但在实际焊接结构接头疲劳强度影响较小。低合金钢的情况较复杂，但在实际焊接结构中，如果热影响区的尺寸不大，一般不会降低焊接接头的疲劳强度。中，如果热影响区的尺寸不大，一般不会降低焊接接头的疲劳强度。4.板材边缘切割的影响板材边缘切割的影响 由于火焰切割的切口不平可引起缺口效应，造成金相组织的改变，由于火焰切割的切口不平可引起缺口效应，造成金相组织的改变，产生高值拉伸残余应力，因而可对板材的疲劳强度产生影响。产生高值拉伸残余应力，因而可对板

24、材的疲劳强度产生影响。上一页 下一页返回第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高措施措施二、提高焊接接头疲劳强度的措施二、提高焊接接头疲劳强度的措施 1.设计措施设计措施 (1)降低构件中的应力集中。疲劳裂纹源于焊接接头或结构上的应降低构件中的应力集中。疲劳裂纹源于焊接接头或结构上的应力集中处，消除或降低应力集中的一切手段，都可以提高结构的疲劳力集中处，消除或降低应力集中的一切手段，都可以提高结构的疲劳强度强度 图图3-14和和图图3-15列出了两种承载下构造设计上的差别。列出了两种承载下构造设计上的差别。(2)采用其他的设计措施采用其他的设计措施 按照前述

25、，如果采用低碳钢能满足设计要求的话，从焊接性和疲按照前述，如果采用低碳钢能满足设计要求的话，从焊接性和疲劳强度的角度，就没必要采用高强钢。劳强度的角度，就没必要采用高强钢。有些情况下如循环应力较小，应力集中较高，致使焊接残余拉应有些情况下如循环应力较小，应力集中较高，致使焊接残余拉应力增大时采用热处理如退火来提高疲劳强度。力增大时采用热处理如退火来提高疲劳强度。上一页 下一页返回第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高第四节焊接结构疲劳强度的影响因素和提高措施措施用机加工方法沿着力的传递方向打磨焊缝区，打磨时保证把焊趾缺用机加工方法沿着力的传递方向打磨焊缝区，打磨时保证把焊趾缺陷除掉，如陷除掉，

26、如图图3-16(a)所示。有时焊缝质量较高时，可以用机加工方所示。有时焊缝质量较高时，可以用机加工方法消除接头区域的各种刻痕。法消除接头区域的各种刻痕。在某些情况下，可以通过开缓和槽使力线绕过焊缝的应力集中处来在某些情况下，可以通过开缓和槽使力线绕过焊缝的应力集中处来提高接头的疲劳强度。提高接头的疲劳强度。图图3-17所示的是几种元件设计正误比较。所示的是几种元件设计正误比较。2.工艺措施工艺措施(1)改善几何形状方法，见改善几何形状方法，见表表3-1(2)残余应力方法和涂装方法，见残余应力方法和涂装方法，见表表3-2。上一页返回第五节焊接结构的腐蚀破坏简介第五节焊接结构的腐蚀破坏简介一、焊接

27、接头腐蚀破坏的基本形式一、焊接接头腐蚀破坏的基本形式 焊接接头按腐蚀形成机制可将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大焊接接头按腐蚀形成机制可将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。通常见到的腐蚀现象绝大多数属于电化学性质的，金属材料与电类。通常见到的腐蚀现象绝大多数属于电化学性质的，金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化解质溶液接触，通过电极反应产生腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的反应过程，

28、反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物金属氧化物(或金属难溶盐或金属难溶盐);介质中的物质从金属表面获得电子而被还介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。被还原的物质习惯上称为去极化剂。金属的腐蚀形态分为全面腐蚀、局部腐蚀及在应力作用下的腐蚀等。金属的腐蚀形态分为全面腐蚀、局部腐蚀及在应力作用下的腐蚀等。全面腐蚀即均匀腐蚀，是在整个或大部分金属表面上发生的腐蚀，其全面腐蚀即均匀腐蚀，是在整个或大部分金属表面上发生的腐蚀，其金属

29、表面各处腐蚀速度大致相等，如金属表面各处腐蚀速度大致相等，如图图3-18所示。所示。下一页返回第五节焊接结构的腐蚀破坏简介第五节焊接结构的腐蚀破坏简介焊接接头电化学腐蚀的类型及特点见焊接接头电化学腐蚀的类型及特点见表表3-3。二、提高焊接接头抗腐蚀性的途径二、提高焊接接头抗腐蚀性的途径 焊接接头抗腐蚀性的改善是一个综合性的问题，从选材、设计、制焊接接头抗腐蚀性的改善是一个综合性的问题，从选材、设计、制造、防护到结构的运行维护，对每一个环节都必须予以足够重视，才造、防护到结构的运行维护，对每一个环节都必须予以足够重视，才能达到预期效果。以下简单介绍焊接接头抗腐蚀性的几个环节。能达到预期效果。以下

30、简单介绍焊接接头抗腐蚀性的几个环节。1.结构材料及焊接材料的合理选择结构材料及焊接材料的合理选择 结构材料的抗腐蚀性在一般的腐蚀手册中可查到，但焊接接头的抗结构材料的抗腐蚀性在一般的腐蚀手册中可查到，但焊接接头的抗腐蚀性则必须通过试验加以确定。腐蚀性则必须通过试验加以确定。表表3-4列出了用于焊接接头的腐蚀列出了用于焊接接头的腐蚀试验。试验。2.焊接结构的合理设计焊接结构的合理设计首先对结构在给定工况下可能产生的腐蚀类型有一概括的了解，在此首先对结构在给定工况下可能产生的腐蚀类型有一概括的了解，在此基础上开始有针对性地设计。基础上开始有针对性地设计。上一页 下一页返回第五节焊接结构的腐蚀破坏简

31、介第五节焊接结构的腐蚀破坏简介抗腐蚀结构设计必须遵循的共同准则包括正确的强度计算，避免应力抗腐蚀结构设计必须遵循的共同准则包括正确的强度计算，避免应力集中和在高应力区布置焊缝集中和在高应力区布置焊缝;尽量降低对腐蚀特别敏感部位的刚度和尽量降低对腐蚀特别敏感部位的刚度和避免可能引起过大残余应力的结合点或区域避免可能引起过大残余应力的结合点或区域;避免妨碍流体流动和排避免妨碍流体流动和排放的结构死区等等，如放的结构死区等等，如图图3-19所示所示 3.合理的焊接工艺合理的焊接工艺 要明确抗腐蚀结构不同于一般结构，在制造工艺上有更加严格的要要明确抗腐蚀结构不同于一般结构，在制造工艺上有更加严格的要求

32、。焊接工艺上除要正确选择焊接材料外，还包括焊接方法及线能量求。焊接工艺上除要正确选择焊接材料外，还包括焊接方法及线能量的选择、焊接顺序的确定、焊缝熔合比的控制、焊接缺陷的防止、残的选择、焊接顺序的确定、焊缝熔合比的控制、焊接缺陷的防止、残余应力及应力集中的防止和消除等。余应力及应力集中的防止和消除等。4.结构的表面防护结构的表面防护 在金属表面设置防护层以隔离腐蚀介质是重要的防腐措施。防护层在金属表面设置防护层以隔离腐蚀介质是重要的防腐措施。防护层分为金属镀层和非金属涂层两大类，见分为金属镀层和非金属涂层两大类，见表表3-5上一页 下一页返回第五节焊接结构的腐蚀破坏简介第五节焊接结构的腐蚀破坏

33、简介 5.介质的缓蚀处理介质的缓蚀处理 清除或减少介质中能促进腐蚀的有害成分，有时可加入缓蚀剂。清除或减少介质中能促进腐蚀的有害成分，有时可加入缓蚀剂。6.结构的电化学保护结构的电化学保护 将结构接在直流电源的负极，使之处于阴极极化状态而受到保护，将结构接在直流电源的负极，使之处于阴极极化状态而受到保护，称为外加电流阴极保护法，而在结构上接一电位较负的金属称为外加电流阴极保护法，而在结构上接一电位较负的金属(例如在例如在船体上接锌合金船体上接锌合金)作为阳极，以达到阴极极化目的，则称为牺牲阳极作为阳极，以达到阴极极化目的，则称为牺牲阳极保护法。大型结构进行外加电流保护时，应根据不同部位的实际电位保护法。大型结构进行外加电流保护时，应根据不同部位的实际电位使之处于安全范围内，以免过大的负电位引起氢脆。使之处于安全范围内，以免过大的负电位引起氢脆。上一页返回图图 3-2返回图图 3-3返回图图 3-4返回图图 3-5返回图图 3-6返回图图 3-7返回图图 3-8返回图图 3-9返回图图 3-10返回图图 3-11返回图图 3-12返回图图 3-13返回图图 3-14返回图图 3-15返回图图 3-16返回图图 3-17返回图图 3-18返回图图 3-19返回表表 3-1返回表表 3-2返回表表 3-3返回表表 3-4返回表表 3-5返回