焊接缺陷对结构强度的影响

焊接缺陷对结构强度的影响

焊接缺陷的产生过程是十分复杂的，既有冶金的原因，也受到应力和变形的作用，缺陷对焊接结构承载能力有非常显著的影响，更为重要的是应力和变形与缺陷同时存在。焊接缺陷容易出现在焊缝及其附近地区，而那些地区正是结构中拉伸残余应力最大的地方。焊接缺陷之所以会降低焊接结构的强度，其主要原因是缺陷减小了结构承载横截面的有效面积，并且在缺陷周围产生了应力集中。在一般焊接结构中，由于设计或施工不当也会出现应力集中和承载截面的变化。焊接缺陷一般包括有未焊透、未熔合、裂纹、夹渣、气孔、咬边、焊穿和焊缝成型不良等。焊接缺陷是平面的或立体的，平面类型的缺陷比立体类型的缺陷对应力增加的影响要大得多，因而也危险得多。属于前者的有裂纹、未焊透、未熔合等；属于后者的有气孔、夹渣等。

1.焊接缺陷产生应力集中的机理

材料由于传递负载截面的突然变化而出现局部应力增大，这种现象叫作应力集中，缺陷的形状不同，引起截面变化的程度不同，对负载方向所成的角度不同，都会使缺陷周围的应力集中程度大不一样。以一个椭球状的空洞缺陷为例，空洞为各向同性的无限大弹性体所包围，并作用有应力，当椭球空洞逐渐变为片状裂纹，其结果是应力集中变得十分严重。除了空洞类型的气孔、裂纹和未焊透之外，还有夹渣也是常见的焊接缺陷，当多个缺陷间的距离较小时（如密集的气孔和夹渣等），在缺陷区域内将会产生很高的应力集中，使这些地方出现缺陷间裂纹将孔间连通。在此情况下，最大的应力集中出现在两外孔的边缘处。