焊接接头强度与韧性的计算
铝合金焊接接头的力学性能评估及优化设计
铝合金焊接接头的力学性能评估及优化设计引言：铝合金作为一种轻质高强度材料，广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑工程等领域。
而焊接是铝合金加工常用的连接方法之一，焊接接头的性能评估和优化设计对于提高铝合金焊接结构的可靠性和寿命至关重要。
本文将从力学性能评估和优化设计两个方面来探讨铝合金焊接接头。
一、力学性能评估铝合金焊接接头的力学性能评估是通过对接头的强度、韧性和疲劳寿命等指标进行测试和分析来完成的。
1. 接头强度测试接头强度是评估接头负荷能力的重要指标。
常用的测试方法有拉伸试验和剪切试验。
拉伸试验通过施加拉伸力来测试接头的极限拉伸强度和屈服强度，剪切试验则测试接头的抗剪强度。
测试结果可以用于评估接头焊缝的质量和设计的可靠性。
2. 接头韧性测试接头的韧性代表了接头在承受外力作用下的抗变形和破坏能力。
常用的测试方法有冲击试验和硬度测试。
冲击试验可以评估接头的抗冲击能力和断裂特性，硬度测试可以反映接头焊缝和热影响区的硬度变化情况。
3. 接头疲劳寿命评估接头在长期加载或循环加载过程中容易产生疲劳破坏。
通过疲劳试验来评估接头的疲劳寿命，可以确定接头在实际使用条件下的可靠性。
疲劳试验需要根据实际应力条件进行模拟，并根据疲劳寿命曲线来评估接头的寿命。
二、优化设计通过对铝合金焊接接头的力学性能评估，可以发现接头的强度、韧性和疲劳寿命存在一定的改进空间。
因此，优化设计是提高接头性能的关键。
1. 材料选择优化设计首先考虑的是选择合适的焊接材料。
不同的合金成分和热处理方式对接头的性能有很大的影响。
通过选择合适的焊接基材和填充材料，可以提高接头的强度和抗疲劳性能。
2. 设计改进设计上的改进可以包括改变接头的几何参数和焊接方式。
通过优化焊缝的形状和尺寸，可以提高接头的载荷传递能力。
选择合适的焊接方式，如气体保护焊、电弧焊或激光焊等，也可以改善接头的焊缝形态和质量。
3. 焊接工艺控制焊接工艺是影响接头质量的关键因素之一。
通过优化焊接参数，如焊接电流、焊接速度和焊接温度等，可以改善焊缝的形成和热影响区的性能。
电渣压力焊中焊接接头的力学性能测试
电渣压力焊中焊接接头的力学性能测试电渣压力焊是一种常用的焊接方法，适用于焊接金属材料。
焊接接头的力学性能测试对于确保焊接质量和工程安全至关重要。
本文将介绍电渣压力焊中焊接接头的力学性能测试方法与步骤。
一、引言电渣压力焊是一种高效、高质量的焊接方法，广泛应用于船舶建造、桥梁制造、石油化工等领域。
焊接接头的力学性能测试是评估焊接质量的重要手段之一。
通过力学性能测试，可以判断焊接接头的强度、韧性、疲劳寿命等关键指标，为工程设计和使用提供依据。
二、焊接接头力学性能测试的方法1. 抗拉试验抗拉试验是常用的焊接接头力学性能测试方法之一。
通过在试验机上对焊接接头进行拉伸，可以测得焊接接头的抗拉强度、屈服强度、断裂延伸率等参数。
该方法适用于评估焊接接头在拉伸应力下的表现。
2. 弯曲试验弯曲试验是测试焊接接头在弯曲应力下的性能的方法。
通过在试验机上对焊接接头进行弯曲，可以测得其抗弯强度、弯曲刚度等参数。
该方法适用于评估焊接接头在弯曲载荷作用下的性能。
3. 冲击韧性试验冲击韧性试验是评估焊接接头在冲击载荷下的性能的方法。
常用的冲击试验方法有冲击试验机法、夏比基裂纹落锤冲击试验法等。
通过该试验可以获得焊接接头的冲击韧性、断裂模式等信息，对于评估焊接接头的抗冲击性能提供重要依据。
4. 金属log性测试金属log性测试是一种非破坏性测试方法，通过对焊接接头进行超声波检测，可以检测焊接接头中的缺陷、夹杂物、裂纹等情况，评估焊接接头的质量。
该方法适用于评估焊接接头的内部缺陷情况。
三、焊接接头力学性能测试步骤1. 准备样品根据需要进行焊接接头力学性能测试的焊接接头样品。
样品要求焊接质量良好，尺寸符合标准要求。
2. 选择测试方法根据待测试的力学性能指标，选择适当的测试方法进行。
可以综合考虑抗拉试验、弯曲试验、冲击韧性试验和金属log性测试等。
3. 进行测试按照所选择的测试方法，开始进行焊接接头的力学性能测试。
确保测试设备正常，样品夹持牢固，保证测试的准确性和可靠性。
焊接接头性能评定方法解析
焊接接头性能评定方法解析焊接接头是连接金属材料的一种常见方法，通过焊接可以实现材料间的牢固连接。
为了确保焊接接头的质量，需要进行性能评定。
本文将对焊接接头性能评定的方法进行解析，从而使读者更好地了解焊接接头的质量控制。
一、焊接接头性能评定的意义焊接接头的性能评定是评估接头质量的重要手段。
准确评定焊接接头的性能可以帮助我们判断其适用性和可靠性，从而进行相应的改进和优化。
焊接接头性能评定还是确保工程项目的安全性和可靠性的重要环节。
二、焊接接头性能评定的指标焊接接头性能评定的指标包括强度、硬度、塑性、疲劳性能等。
强度指标用于评估接头抗拉力、抗剪力等承受外力的能力；硬度指标用于评估焊接接头的硬度程度；塑性指标用于评估接头的可塑性和延展性；疲劳性能指标用于评估接头在循环应力下的使用寿命。
三、焊接接头性能评定的方法1. 强度评定方法强度评定方法主要包括拉伸试验、剪切试验和压力试验。
拉伸试验用于评估焊接接头的拉断强度，剪切试验用于评估接头的抗剪强度，压力试验用于评估接头的承压性能。
2. 硬度评定方法硬度评定方法主要包括布氏硬度试验、洛氏硬度试验和维氏硬度试验。
这些试验可以通过测量焊接接头表面的硬度来评估其硬度水平。
3. 塑性评定方法塑性评定方法主要包括冲击试验和弯曲试验。
冲击试验用于评估焊接接头在受冲击载荷下的韧性，弯曲试验用于评估接头的可塑性和延展性。
4. 疲劳性能评定方法疲劳性能评定方法主要包括疲劳试验和寿命评定。
疲劳试验通过施加循环载荷来评估接头的疲劳性能，寿命评定则用于预测接头的使用寿命。
四、焊接接头性能评定的注意事项在进行焊接接头性能评定时，需要注意以下几点：1. 根据不同的焊接接头类型和应用领域，选择合适的评定方法和指标；2. 评定时需要使用标准的试验设备和工艺，确保评定结果的准确性；3. 评定的过程中要注意保持测试样品的完整性，并按照相关规范进行操作；4. 对于评定结果的分析和解读，需要结合实际应用情况进行综合考量。
焊接接头抗拉强度标准要求
焊接接头抗拉强度标准要求
焊接接头是一种常见的连接方式，它通过熔化金属来实现工件的连接。
焊接接头的抗拉强度是评估其性能和质量的重要指标之一。
为了确保焊接接头能够在工程中承受足够的力量，有一些标准要求需要满足。
焊接接头的抗拉强度标准要求在不同的行业和应用中可能有所不同，以下是一些通用的要求：
1. 抗拉强度测试：焊接接头的抗拉强度通常通过拉伸试验来评估。
标准要求在特定条件下对焊接接头进行拉伸试验，以确定其能够承受的最大拉力。
这个数值通常以兆帕（MPa）作为单位。
2. 最小抗拉强度要求：为了确保焊接接头具有足够的强度，标准要求焊接接头在拉伸试验中达到一定的最小抗拉强度。
这个数值根据具体的行业和应用来设置，可以根据焊接接头所处环境和所需承受力量进行调整。
3. 焊接材料和焊接接头设计：除了抗拉强度的要求，标准还可以规定焊接接头的材料选用和设计要求。
焊接接头的材料需要具备足够的强度和韧性，以及适合焊接的特性。
而焊接接头的设计要求考虑到应力分布、焊缝尺寸、焊接角度等因素，以确保焊接接头的强度和稳定性。
4. 认证和合格检测：为了确保焊接接头满足标准的要求，通常需要进行认证和合格检测。
认证机构或相关部门将对焊接接头进行检测和评估，以验证其抗拉强度是否符合标准要求。
合格的焊接接头可以获得相应的认证，并用于工程项目中。
总而言之，焊接接头的抗拉强度标准要求是确保焊接接头具备足够强度和可靠性的重要指标。
通过抗拉强度测试、最小抗拉强度要求、材料和设计要求以及认证和合格检测等措施，可以确保焊接接头能够在工程中承受所需的力量，并具备良好的性能。
焊缝强度测试方法
焊缝强度测试方法焊缝强度测试是指对焊接工艺和焊接材料进行质量检测的一种手段，以评估焊接工艺的可靠性和焊接接头的强度。
焊缝强度测试的目的是确定焊接接头的抗拉强度、屈服强度、硬度和冲击韧性等力学性能。
下面将介绍几种常用的焊缝强度测试方法。
1.拉伸试验法拉伸试验法是最常用的焊缝强度测试方法之一，它可以测定焊接接头的抗拉强度和屈服强度。
在拉伸试验中，焊接接头被放入拉伸试验机中，逐渐施加拉力，直到接头发生断裂。
通过测量断裂前的应变和载荷，可以计算出焊接接头的抗拉强度和屈服强度。
2.硬度测试法硬度测试法是一种简单快捷的焊缝强度测试方法，它可以评估焊接接头的硬度和强度。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度试验、巴氏硬度试验和维氏硬度试验。
在硬度测试中，通过在焊接接头表面施加一定的载荷，并测量产生的印痕大小，就可以确定焊接接头的硬度，进而推算出其强度。
3.冲击韧性测试法冲击韧性测试法主要用于评估焊接接头在冲击加载下的破坏行为。
常用的冲击试验方法有冲击试验和落锤试验。
冲击试验通过在焊接接头上施加冲击载荷，测量其吸能能力和破坏模式，来确定焊接接头的韧性。
落锤试验则是通过在焊接接头上不断进行冲击，直到发生破坏，来评估焊接接头的韧性。
4.组合试验法组合试验法是将多个测试方法结合起来，对焊接接头进行综合评估。
例如，可以通过进行拉伸试验和硬度测试，得到焊接接头的抗拉强度和硬度，然后根据相应的公式计算出焊接接头的冲击韧性。
这种方法可以更全面地评估焊接接头的强度性能，并确定是否符合要求。
总之，焊缝强度测试方法的选择应根据具体情况来确定，同时可以根据实际需要采用多种测试方法组合进行评估，以获得更全面准确的结果。
无论采用何种测试方法，都应遵循相应的标准和规范，并注意对测试设备的校准和维护，以确保测试结果的准确性和可靠性。
金属材料焊接接头机械性能试验记录
金属材料焊接接头机械性能试验记录试验名称：金属材料焊接接头的机械性能试验试验目的：评估焊接接头的机械性能，包括强度、韧性和硬度等指标。
试验设备：拉力试验机、冲击试验机、硬度计等。
试验对象：金属材料焊接接头。
试验方法：1.强度试验a.将焊接接头样品固定在拉力试验机上。
b. 设置拉力试验机的拉力速度为每分钟20mm。
c.开始测试，记录下每个时间点的载荷和位移。
d.在试验过程中，观察接头的裂纹发展情况。
e.当试验样品断裂时，记录下最大承载力。
2.韧性试验a.将焊接接头样品固定在冲击试验机上。
b.将冲击试验机的冲击锤规定的高度自由落下，冲击接头。
c.观察接头的断裂形态和裂纹扩展情况。
d.根据试验结果，评估接头的韧性性能。
3.硬度试验a.使用硬度计对焊接接头进行硬度测试。
b.对焊接接头进行多次测量，保证结果的准确性。
c.选取合适的硬度测试方法，如布氏硬度或洛氏硬度等。
d.根据试验结果，评估接头的硬度性能。
试验结果：1.强度试验结果根据强度试验数据，计算焊接接头的抗拉强度和屈服强度。
抗拉强度：XXXMPa屈服强度：XXXMPa2.韧性试验结果根据韧性试验数据，评估焊接接头的韧性性能。
韧性评估：良好/合格/不合格3.硬度试验结果根据硬度试验数据，评估焊接接头的硬度性能。
硬度评估：合格/不合格试验结论：根据以上试验结果，我们对焊接接头的机械性能进行评估如下：1.抗拉强度和屈服强度均达到设计要求，焊接接头的强度满足使用要求。
2.韧性试验结果表明焊接接头的韧性良好，具有较好的抗冲击能力。
3.硬度试验结果符合标准要求，焊接接头的硬度符合设计需求。
综上所述，焊接接头具有良好的机械性能，达到了预期的要求。
但仍需注意焊接接头的裂纹扩展问题，以确保接头的长期使用安全性。
焊接强度计算课件
电流大小直接影响焊接质量和 效率，要根据母材厚度、电导
率等参数选择合适的电流。
焊接电压
电压过低会导致电弧不稳定， 过高则会导致电弧飞溅，需要 根据实际情况选择合适的电压 。
焊接速度
焊接速度过慢会导致热影响区 过大，速度过快则会导致母材 未充分熔合，需要选择合适的 焊接速度。
预热和后热
对于某些高强度材料，需要进 行预热和后热处理，以降低应 力、防止裂纹等缺陷的产生。
焊接试样的制备
试样选择
选择具有代表性的焊接接头，确 保试样无缺陷、无变形。
试样制备
按照相关标准进行试样制备，包 括切割、研磨、抛光等步骤，保 证试样表面质量。
焊接强度的试验方法
拉伸试验
通过拉伸试验机对焊接接头进行 拉伸，测试其抗拉强度和延伸率
。
弯曲试验
通过弯曲试验机对焊接接头进行 弯曲，测试其冷弯性能和塑性变
02
焊接强度是评估焊接质量的重要 指标之一，它与焊接接头的几何 形状、尺寸、材料、热处理等因 素有关。
焊接强度的影响因素
焊接材料的质量和化学成分
焊接材料的力学性能和化学成分对焊接接头的强度有重要影响。
焊接工艺和参数
焊接工艺和参数如焊接电流、电压、焊接速度等对焊接接头的形状 、尺寸和内部质量有直接影响，从而影响焊接强度。
焊接变形的控制
焊接过程中由于局部高温和应力作用，往往导致工件产生变形。为确保工件的尺 寸精度和形状稳定性，需要采用反变形、刚性固定等方法进行控制。
智能化焊接的发展趋势
自动化焊接
随着机器人技术的发展，自动化焊接 已成为一种趋势。自动化焊接可以减 少人为因素的影响，提高焊接质量和 效率。
数字化焊接
数字化焊接是指通过数字化技术对焊 接过程进行实时监控和控制。这有助 于提高焊接精度和稳定性，同时降低 对工人技能的要求。
焊缝的结构与计算
引言概述焊缝是焊接过程中产生的一个连接点，它对于焊接接头的强度和耐用性至关重要。
焊缝的结构和计算是焊接工程师需要了解和掌握的重要知识。
本文将介绍焊缝的结构和计算的相关内容，帮助读者更好地理解焊缝的设计和评估。
正文内容一、焊缝的基本结构1.焊缝类型：介绍常见的焊缝类型，如角焊缝、对接焊缝、搭接焊缝等。
2.焊缝特点：简要描述焊缝具有的特点，如强度、刚度和韧性等。
3.焊缝元素：分析焊缝的组成部分，如焊脚、根部和顶部等。
二、焊缝的强度计算1.强度计算原理：介绍焊缝强度计算的基本原理，如拉力计算和剪力计算等。
2.拉力计算：详细解释焊缝受拉力作用下的强度计算方法和公式。
3.剪力计算：详细解释焊缝受剪力作用下的强度计算方法和公式。
4.弯曲计算：介绍焊缝受弯曲作用下的强度计算方法和公式。
5.压力计算：解析焊缝受压力作用下的强度计算方法和公式。
三、焊缝的耐久性评估1.腐蚀性评估：介绍如何评估焊缝在不同环境条件下的耐腐蚀性能。
2.疲劳性评估：解释焊缝在循环加载下的疲劳寿命评估方法和准则。
3.高温性能评估：介绍焊缝在高温环境下的耐久性评估方法和标准。
4.其它考虑因素：讨论其他可能影响焊缝耐久性的因素，如焊接接头的设计和施工质量等。
四、焊缝的质量控制1.焊接材料的选择：介绍选择合适的焊接材料对焊缝质量的影响。
2.焊接参数的优化：讨论焊接过程中参数的选择和优化，以确保焊缝质量。
3.焊接质量检测：介绍焊接过程中常用的焊缝质量检测方法，如X射线检测和超声波检测等。
五、焊缝的设计与优化1.设计原则：介绍焊缝设计的基本原则，如尽量减小应力集中和提高焊缝的强度等。
2.焊缝几何形状：讨论焊缝几何形状对焊缝强度和耐久性的影响。
3.焊接顺序：解释焊接过程中焊接顺序对焊缝质量和性能的影响。
4.焊接变形控制：探讨如何控制焊接变形对焊缝质量的影响。
5.焊接后加工：介绍焊接后的加工操作对焊缝质量的影响和优化方法。
总结本文从焊缝的基本结构开始，详细介绍了焊缝的强度计算、耐久性评估、质量控制和设计与优化等方面的内容。
钢结构焊接计算书
钢结构焊接计算书
1. 引言
此计算书旨在对钢结构焊接进行计算和设计。
钢结构焊接是一项重要的工程技术，用于连接和加固钢结构的组件。
本计算书将介绍一些基本的焊接计算和设计原则，以确保焊接的强度和可靠性。
2. 焊接材料选择
在进行焊接计算之前，首先需要选择适当的焊接材料。
焊接材料的选择应考虑以下因素：
- 焊接材料的强度和可靠性
- 焊接材料的兼容性
- 焊接材料的成本
3. 焊接强度计算
焊接强度计算是确定焊接接头的强度和可靠性的过程。
以下是一些常见的焊接强度计算原则：
- 考虑焊接材料的强度和断裂韧性
- 确保焊接接头的强度至少满足设计要求
- 考虑焊接材料的热影响区域对强度的影响
4. 焊接设计原则
在进行焊接设计时，应考虑以下原则：
- 确定焊接接头的位置和数量以达到结构强度要求
- 考虑焊接接头的形状和尺寸
- 确保焊接接头的质量和可靠性，包括焊缝的准备和检验
5. 结论
本文档介绍了钢结构焊接计算和设计的基本原则。
在进行钢结构焊接时，应注意选择适当的焊接材料并遵循焊接强度计算和设计原则，以确保焊接的强度和可靠性。
请根据具体的工程要求和实际情况进行计算和设计。
焊缝尺寸计算公式大全
在金属焊接过程中，焊缝过宽、焊脚尺寸过大，不但焊接接头受热严重，引起焊缝晶粒粗大，塑性、韧性下降，而且焊接热影响区较大，易产生焊接应力及变形；再者浪费材料增加成本。
反之，焊缝过窄、焊脚尺寸过小，母材与焊缝可能熔合不良，引起应力集中，同时还使焊缝易产生咬边、裂纹等焊接缺陷，影响接头强度。
因此正确确定焊缝尺寸是保证焊接质量的关键。
经过多年的研究，得出了手弧焊、埋弧焊焊缝尺寸的经验计算公式，本经验公式为焊接工艺中确定手弧焊、埋弧焊焊缝尺寸提供了理论依据，具有较强的实用性。
手弧焊焊缝尺寸的经验计算公式1、对接焊焊缝尺寸经验计算公式根据板厚及焊接方法要求不同，对接焊缝可分为I形焊缝（即不开坡口对接焊缝）、V形坡口对接焊缝、U形坡口对接焊缝。
（1）I形焊缝宽度的经验计算公式生产中，一般板厚小于6mm不开坡口，形成I形焊缝，焊缝宽度C=δ+2 （1）式中δ——工件厚度，mm。
（2）带钝边V形对接焊缝宽度经验计算公式如图1所示带钝边V形坡口焊缝，坡口角度为α，间隙为b，钝边为P，根据解三角形的方法：焊缝宽度C=AB+CD+b+2e=2(δ-P)tan(α/2)+b+2e≈δ+3 ⑵式中e——坡口两边焊缝覆盖宽度，一般取e=1.5~2mm。
取P=2，b=2，α=60°，e=1.5。
（3）带钝边的U形坡口对接焊缝宽度经验计算公式如图2所示的带钝边的U形坡口，钝边为P，间隙为b，坡口角度为β，根部半径为R，根据解三角形的方法：焊缝宽度C=2（δ-P-R）tanβ+2R+b+2e≈0.35δ+12.5 ⑶取P=2，b=2，e=1.5，R=5，β=10°。
2、角焊缝焊脚尺寸的经验计算公式角焊缝时两焊件接合面构成直角式或接近直角所焊接的焊缝，角焊缝的焊缝尺寸主要是指焊脚尺寸。
如图3所示，T形接头角焊缝焊脚尺寸K=δ+2 ⑷式中δ——两焊件较薄者厚度3、组合焊缝尺寸的经验计算公式组合焊缝是指同一接头焊缝由几种不同焊缝组成。
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焊接接头强度匹配和焊缝韧性指标综述1 焊接接头的强度匹配长期以来，焊接结构的传统设计原则基本上是强度设计。
在实际的焊接结构中，焊缝与母材在强度上的配合关系有三种：焊缝强度等于母材（等强匹配），焊缝强度超出母材（超强匹配，也叫高强匹配）及焊缝强度低于母材（低强匹配）。
从结构的安全可靠性考虑，一般都要求焊缝强度至少与母材强度相等，即所谓“等强”设计原则。
但实际生产中，多数是按照熔敷金属强度来选择焊接材料，而熔敷金属强度并非是实际的焊缝强度。
熔敷金属不等同于焊缝金属，特别是低合金高强度钢用焊接材料，其焊缝金属的强度往往比熔敷金属的强度高出许多。
所以，就会出现名义“等强”而实际“超强”的结果。
超强匹配是否一定安全可靠，认识上并不一致，并且有所质疑。
九江长江大桥设计中就限制焊缝的“超强值”不大于98MPa；美国的学者Pellini则提出〔1〕，为了达到保守的结构完整性目标，可采用在强度方面与母材相当的焊缝或比母材低137MPa的焊缝（即低强匹配）；根据日本学者佑藤邦彦等的研究结果〔2〕，低强匹配也是可行的，并已在工程上得到应用。
但张玉凤等人的研究指出〔3〕，超强匹配应该是有利的。
显然，涉及焊接结构安全可靠的有关焊缝强度匹配的设计原则，还缺乏充分的理论和实践的依据，未有统一的认识。
为了确定焊接接头更合理的设计原则和为正确选用焊接材料提供依据，清华大学陈伯蠡教授等人承接了国家自然科学基金研究项目“高强钢焊缝强韧性匹配理论研究”。
课题的研究内容有：490MPa级低屈强比高强钢接头的断裂强度，690～780MPa级高屈强比高强钢接头的断裂强度，无缺口焊接接头的抗拉强度，深缺口试样缺口顶端的变形行为，焊接接头的NDT试验等。
大量试验结果表明：（1）对于抗拉强度490MPa级的低屈强比高强钢，选用具备一定韧性而适当超强的焊接材料是有利的。
如果综合焊接工艺性和使用适应性等因素，选用具备一定韧性而实际“等强”的焊接材料应更为合理。
该类钢焊接接头的断裂强度和断裂行为取决于焊接材料的强度和韧塑性的综合作用。
因此，仅考虑强度而不考虑韧性进行的焊接结构设计，并不能可靠地保证其使用的安全性。
（2）对于抗拉强度690～780MPa级的高屈强比高强钢，其焊接接头的断裂性能不仅与焊缝的强度、韧性和塑性有关，而且受焊接接头的不均质性所制约，焊缝过分超强或过分低强均不理想，而接近等强匹配的接头具有最佳的断裂性能，按照实际等强原则设计焊接接头是合理的。
因此，焊缝强度应有上限和下限的限定。
（3）抗拉强度匹配系数（Sγ）即焊接材料的熔敷金属抗拉强度与母材抗拉强度之比值，它可以反映接头力学性能的不均质性。
试验结果表明，当Sγ≥0.9时，可以认为焊接接头强度很接近母材强度。
因此，生产实践中采用比母材强度降低10％的焊接材料施焊，是可以保证接头等强度设计要求的。
当Sγ≥0.86时，接头强度可达母材强度的95％以上。
这是因为强度较高的母材对焊缝金属产生拘束作用，使焊缝的强度得到提高。
（4）母材的屈强比对焊接接头的断裂行为有重要的影响，母材屈强比低的抗脆断能力较母材屈强比高的接头抗脆断能力更好。
这说明母材的塑性储备对接头的抗脆断性能亦有较大的影响。
（5）焊缝金属的变形行为受到焊缝与母材力学性能匹配情况的影响。
在相同拉伸应力下，低屈强比钢的超强匹配接头的焊缝应变较大，高屈强比钢的低强匹配接头的焊缝应变较小。
焊接接头的裂纹张开位移（COD值）也呈现相同的趋势，即低屈强比钢的超强匹配接头具有裂纹顶端处易于屈服且裂纹顶端变形量更大的优势。
（6）焊接接头的抗脆断性能与接头力学性能的不均质性有很大关系，它不仅决定于焊缝的强度，而且受焊缝的韧性和塑性所制约。
焊接材料的选择不仅要保证焊缝具有适宜的强度，更要保证焊缝具有足够高的韧性和塑性，即要控制好焊缝的强韧性匹配。
对于强度级别更高的钢种，要使焊缝金属与母材达到等强匹配则存在很大的技术难度，既使焊缝强度达到了等强，却使焊缝的塑性、韧性降低到了不可接受的程度；抗裂性能也是显著下降，为了防止出现焊接裂纹，施工条件要求极为严格，施工成本大大提高。
为了避免这种只追求强度而损害结构整体性能，提高施工上的可靠性，不得不把强度降下来，采用低强匹配方案。
如日本的潜艇用钢NS110，它的屈服强度≥1098MPa；而与之配套的焊条和气保焊焊丝的熔敷金属屈服强度则要求≥940MPa，其屈服强度匹配系数为0.85[4]。
采用低强匹配的焊接材料后，焊缝的含碳量及碳当量都可以降低，这将使焊缝的塑韧性得到提高，抗裂性能得到改善，给焊接施工带来了方便，降低了施工方面的成本。
另外，日本学者佐滕邦彦的一些试验数据表明〔2〕，只要焊缝金属的强度不低于母材强度的80％，仍可保证接头与母材等强，但是低强焊缝的接头整体伸长率要低一些。
在疲劳载荷作用下，如不削除焊缝的余高，疲劳裂纹将产生在熔合区；但若削除焊缝的余高，疲劳裂纹将产生在低强度的焊缝之中。
因此，关于低强焊缝的运用，应当结合具体条件进行一些试验工作为宜。
2 焊缝的韧性指标问题2.1焊接接头强度匹配对焊缝韧性的要求很多焊接结构的破坏事故是典型的低应力下发生的脆性断裂，断前在表观上几乎不发生明显的塑性变形。
工程上的脆断事故，总是从存在宏观缺陷或裂纹作为“源”而开始的，它在远低于屈服应力的条件下，由于疲劳或应力腐蚀等原因而逐渐扩展，最后导致突然地低应力断裂。
只要存在裂纹源，裂纹的扩展总是沿着韧性最差的部位进行。
从这一点考虑，总希望焊接接头的最薄弱部位也要具有足够的韧性储备。
陈伯蠡教授等人在研究高强钢焊缝强韧性匹配时得出，等强或接近等强匹配时所用的焊材，焊接接头最容易获得最优异的抗脆断性能。
这是因为等强匹配时所用的焊材，不需要将其韧性提高到优于低强或超强匹配时所要求的韧性。
而如欲使低强匹配或超强匹配的断裂达到等强匹配的抗断裂性效果，则要进一步改善焊材的韧性水平。
降低焊材强度时，容易改善其韧性；而提高焊材强度时，大幅度地提高其韧性则有相当难度。
由此可知，低强匹配比超强匹配更容易改善接头的抗脆断性能。
故从抗脆性断裂方面考虑，超强匹配未必有利，在一定条件下，低强匹配反而是可行的。
对于低强度钢，无论是母材还是焊缝都有较高的韧性储备，所以按等强原则选用焊接材料时，既可保证强度要求，也不会损害焊缝韧性。
但对于高强钢，特别是超高强钢，其配套用的焊接材料韧性储备是不高的，此时如仍要求焊缝与母材等强，则焊缝的韧性水平就有可能降低到安全限以下，有可能出现因其韧性不足而引起脆断。
此时，如适当降低焊缝强度而提高其韧性，将会更为有利。
已有这方面的事故教训，某厂家容量10000t的油罐脆性破坏时，其强度和伸长率都是合格的，脆断主要是由于韧性不足引起的。
2.2焊缝韧性的相关指标目前采用最广泛的韧性判剧是V形缺口的夏比（Charpy）试样冲击吸收功，它是根据20世纪40年代初美国船体破坏事故的分析经验得出来的〔5〕。
当时的船体均采用低碳沸腾钢，在事故温度下试验时，船体钢未断裂部位的冲击吸收功平均为21 J(15 ft-1 h)，因此，认为可采用这一数值作为判剧来确定临界温度，即所谓VTr15判剧，后来又发展为平均冲击吸收功不小于27 J(20 fr-1b)，且允许有一个试样低于此值，但不得低于21 J。
1954年又出现了油船断为两半的事故，该船体钢为细晶粒钢或低合金钢，经英国劳埃德船级社调查分析得出，这类钢的V形缺口冲击吸收功低于47 J(35 fr-1b)时易于发生脆性断裂，因此提议以47 J冲击吸收功作为最低保证值。
可见，在同样的使用条件和韧性下，高强度钢比低强度钢更易于断裂。
为安全考虑，对于钢材冲击吸收功的要求，应随其强度的提高而作适当的提高。
1978年挪威船级社在采油平台结构入级规范中给出了冲击吸收功要求值与屈服强度最低值之间的关系函数，写为数学公式即：VE T≥0.1σγ（1）式中VE T──在规定试验温度时的冲击吸收功，Jσγ──最低屈服强度保证值，MPa。
1980年英国颁布的桥梁规程BS-5400中，不仅将焊缝韧性要求与屈服强度联系起来，而且还考虑了板厚δ的影响，其表达式为：σγδVE T≥ ─── × ── （2）355 2另有报导，对于大多数大型复杂结构，如桥梁、船舶、压力容器等，根据断裂力学原则，要求其结构材料的“韧强比”（RA）满足如下要求其中（韧性值为冲击吸收功，J，强度值为最低屈服强度保证值，MPa）：RA≥0.001 6δ+0.01式中δ──板厚，mm。
近年来，中国船级社（CCS）参照国外各船级社（LR、NV、ABS、NK）的规范，对高强度钢用焊条、自动焊及半自动焊焊丝的熔敷金属强度和韧性作出的规定见表1。
表1 高强度钢用焊材的熔敷金属力学性能要求该表中的数值与数学公式VE T＝0.1σγ，是相一致的，也是目前各国船级社都采用的。
笔者认为，VE T＝0.1σγ的适用范围不是无限的，而是有一定限制的。
表中所列的690MPa和－60℃下69 J的强韧性配合指标已经是上限范围了，再进一步提高强度和冲击功的双重要求将是难以实现的。
这是金属材料本身的性能所决定的，强度和韧性是要相互制约的。
在焊缝韧性指标上，有的规范不是这样要求的，它对各种强度级别的焊缝，都要求相同的韧性水平。
如潜艇用钢，按照日本防卫厅规格〔6、7〕，对各种强度级别的焊条或焊丝的熔敷金属，都要求－50℃下的冲击吸收功不小于27 J；其焊缝金属的屈服强度包括460，630，800和940MPa四个等级，其焊接方法适用于焊条电弧焊、埋弧焊、MIG焊等。
除了对熔敷金属的冲击吸收功有指标要求外，对焊接接头还要进行落锤试验，根据屈服强度等级和试板厚度选用规定的打击功，要求在－50℃下不发生试样断裂。
从这两个方面进行韧性考核应是更为科学的。
美国军标（MIL）对潜艇用焊接材料的韧性考核，有些方面与日本一致，但也有不同之处。
对熔敷金属的韧性考核，早期也是采用夏比V形冲击试验，要求－50℃下的冲击吸收功不小于27，47或68 J，这些冲击吸收功的提高不是因为强度的提高而相应提高，它是根据焊接材料的韧性储备等因素来确定的。
后来又改为动态撕裂试验（DT试验），常用的试样厚度约为16mm（5/8吋），试样的宽度和长度分别为41mm和180mm；对裂纹源缺口的加工有着更严格的要求。
试验温度为30℉（约为0℃），撕裂功的最低值要求为610，645，680及780 J(450，475，500和575 ft-1b)。
这些数值的确定也不是与强度的提高成线性关系，而与材料的韧性储备有直接关系，例如，屈服强度大于等于920MPa级的焊缝DT值要求645 J(475 ft-1b)，而屈服强度大于等于700MPa级的焊缝，则要求其DT值≥780 J(575 ft-1b)。