相关焊接接头强度匹配和焊缝韧性指标综述

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1、维普资讯http://www.cqvip.com俘掳专题综述焊接接头强度匹配和焊缝韧性指标综述安泰科技股份有限公司(北京市100081)李少华尹士科刘奇凡摘要综述了焊接接头匹配的三种类型及其利弊。指出了对于强度较低的钢种，采用等强或超强匹配都是可以的，但对于高强度钢，超强匹配是不利的，等强匹配是可取的，若焊缝韧性明显降低，则采用低强匹配更为有利，它可以获得更大的韧性储备，改善抗断裂性能。关于焊缝韧性指标，根据使用的情况不同也有所不同。关键词：焊接接头强度匹配韧性指标中图分类号：TG407接头的抗拉强度，深缺口试样缺口顶端的变形行为，

2、焊1焊接接头的强度匹配接接头的NDT试验等。大量试验结果表明：长期以来，焊接结构的传统设计原则基本上是强(1)对于抗拉强度490MPa级的低屈强比高强度设计。在实际的焊接结构中，焊缝与母材在强度上钢，选用具备一定韧性而适当超强的焊接材料是有利的配合关系有三种：焊缝强度等于母材(等强匹配)，焊的。如果综合焊接工艺性和使用适应性等因素，选用缝强度超出母材(超强匹配，也叫高强匹配)及焊缝强具备一定韧性而实际“等强”的焊接材料应更为合理。度低于母材(低强匹配)。从结构的安全可靠性考虑，该类钢焊接接头的断裂强度和断裂行为取决于焊接材一般都要求

3、焊缝强度至少与母材强度相等，即所谓“等料的强度和韧塑性的综合作用。因此，仅考虑强度而强”设计原则。但实际生产中，多数是按照熔敷金属强不考虑韧性进行的焊接结构设计，并不能可靠地保证度来选择焊接材料，而熔敷金属强度并非是实际的焊其使用的安全性。缝强度。熔敷金属不等同于焊缝金属，特别是低合金(2)对于抗拉强度690—780MPa级的高屈强比高强度钢用焊接材料，其焊缝金属的强度往往比熔敷高强钢，其焊接接头的断裂性能不仅与焊缝的强度、韧金属的强度高出许多。所以，就会出现名义“等强”而性和塑性有关，而且受焊接接头的不均质性所制约，焊实际“超强”

4、的结果。超强匹配是否一定安全可靠，认缝过分超强或过分低强均不理想，而接近等强匹配的识上并不一致，并且有所质疑。九江长江大桥设计中接头具有最佳的断裂性能，按照实际等强原则设计焊就限制焊缝的“超强值”不大于98MPa；美国的学者接接头是合理的。因此，焊缝强度应有上限和下限的Pellini则提出E，为了达到保守的结构完整性目标，可限定。采用在强度方面与母材相当的焊缝或比母材低137(3)抗拉强度匹配系数(．s，)即焊接材料的熔敷金MPa的焊缝(即低强匹配)；根据日本学者佑藤邦彦等属抗拉强度与母材抗拉强度之比值，它可以反映接头的研究结果J，

5、低强匹配也是可行的，并已在工程上得力学性能的不均质性。试验结果表明，当S，I>0．9时，到应用。但张玉风等人的研究指出，超强匹配应该可以认为焊接接头强度很接近母材强度。因此，生产是有利的。显然，涉及焊接结构安全可靠的有关焊缝实践中采用比母材强度降低10％的焊接材料施焊，是强度匹配的设计原则，还缺乏充分的理论和实践的依可以保证接头等强度设计要求的。当SI>0．86时，接据，未有统一的认识。为了确定焊接接头更合理的设头强度可达母材强度的95％以上。这是因为强度较高计原则和为正确选用焊接材料提供依据，清华大学陈的母材对焊缝金属产生拘束作用

6、，使焊缝的强度得到伯蠡教授等人承接了国家自然科学基金研究项目“高提高。强钢焊缝强韧性匹配理论研究”。课题的研究内容有：(4)母材的屈强比对焊接接头的断裂行为有重要490MPa级低屈强比高强钢接头的断裂强度，690—780的影响，母材屈强比低的接头抗脆断能力较母材屈强MPa级高屈强比高强钢接头的断裂强度，无缺口焊接比高的接头抗脆断能力更好。这说明母材的塑性储备收稿日期：2007-08一l0对接头的抗脆断性能亦有较大的影响。242008年第1期维普资讯http://www.cqvip.com专题综述俘掳(5)焊缝金属的变形行为受到焊缝与

7、母材力学性接接头的最薄弱部位也要具有足够的韧性储备。陈伯能匹配情况的影响。在相同拉伸应力下，低屈强比钢蠡教授等人在研究高强钢焊缝强韧性匹配时得出，等的超强匹配接头的焊缝应变较大，高屈强比钢的低强强或接近等强匹配时所用的焊材，焊接接头最容易获匹配接头的焊缝应变较小。焊接接头的裂纹张开位移得最优异的抗脆断性能。这是因为等强匹配时所用的(COD值)也呈现相同的趋势，即低屈强比钢的超强匹焊材，不需要将其韧性提高到优于低强或超强匹配时配接头具有裂纹顶端处易于屈服且裂纹顶端变形量更所要求的韧性。而如欲使低强匹配或超强匹配的断裂大的优势。达到等强

8、匹配的抗断裂性效果，则要进一步改善焊材(6)焊接接头的抗脆断性能与接头力学性能的不的韧性水平。降低焊材强度时，容易改善其韧性；而提均质性有很大关系，它不仅决定于焊缝的强度，而且受高焊材强度时，大幅度地提高其韧性则有相当难度。焊缝的韧性