焊接结构脆性断裂的预防措施
焊接结构脆性断裂的预防措施
摘要： 自从焊接结构得到广泛应用以来，许多国家都发生过一些焊接结构
的脆性断裂事故，由于脆断事故具有突然发生不易预防的特点，其后果十分严重，
甚至是灾难性的，随着国防工业、石化工业、机械工业、 交通运输业的发展，
焊接结构在我国已经得到广泛应用，也曾发生过脆断事故。因此如何预防焊接结
构的脆断事故，成为有关行业的重大研究课题。
关键词：脆性断裂；预防措施；合理设计
焊接过程中，由于多种原因，往往会在焊接接头区域产生各种焊接缺陷。了
解焊接缺陷产生的原因，及时采取相应的预防措施，避免缺陷的产生或将缺陷控
制在可以接受的最低限度，从而提高焊接接头的质量。若断裂前发生了较明显的
塑性变形，这样的断裂称为韧性断裂。若断裂前未发生较明显的塑性变形，这样
的断裂称为脆性断裂。二者断裂机理不同，机理是截面应力重分布。脆性断裂时
截面应力几乎没有重分布，整个截面突然因为某点应力达到材料极限强度而宣告
破坏。韧性断裂时截面应力存在重分布，某点先达到极限强度，但是截面未破坏，
而是开始应力重分布，随后其它位置点也达到极限强度，使截面应力图形呈饱满
的塑性发展，产生韧性破坏。本文重点对焊接结构脆性断裂的特征、原因和预防
措施展开论述。
1.焊接结构脆性断裂特征
脆断时承受的工作应力较低，通常不超过材料的屈服强度，甚至不超过常规
的许用应力，所以又称为低应力脆断脆性断裂总是以零件内部存在的宏观裂纹
（如肉眼可见的0.1mm～1mm）作为源开始的。这种宏观裂纹可以是在生产工
艺过程中产生，还可能是由于疲劳或应力腐蚀而产生。中低强度钢在10℃～15℃
以下发生的由韧性状态转变为脆性状态（韧-脆转变）。
1.1脆性断口的宏观特征。在断裂前没有可以观察到的塑性变形，断口一般
与正应力垂直，断口表面平齐，断口边缘没有剪切“唇口”（或很小）。
1.2脆性断裂的微观特征 脆性断裂的微观判据是解理花样和沿晶断口形态。
因原子间结合键的破坏而造成的穿晶断裂，开裂速度快，一般钢中的解理速度大
约是1030m/s，在低温和三向应力状态时更快；沿着特定的结晶面（称为解理面）
发生，这些结晶面一般是属于低指数的。在不同高度的平行解理面之间产生解理
台阶。
2.焊接结构产生脆断的原因
焊接结构之所以发生脆性断裂，是因为焊缝接头处几何的不连续性形成或多
或少的焊接缺陷，从而引起应力集中，形成断裂源。另外，还由于焊接接头处的
力学性质的不均匀，使附近热影响区材料性质变脆，以及焊缝接头处总是不可避
免地要产生焊接变形及焊接残余应力。
2.1存在裂纹、未焊透、未熔合、咬边等缺陷
断裂总是从缺陷处开始，裂纹缺陷最为危险，而焊接是产生裂纹的主要原因，
目前的焊接技术只能对裂纹进行控制而不能彻底避免。
2.2存在很大的残余应力和应力集中程度
不良的制造装配工艺和不正确的设计是产生残余应力及应力集中的主要原
因，必须高度重视。
2.3材料的韧性不足
随着低合金高强钢的发展，强度值不断上升，而塑性和韧性有所下降，是造
成低应力脆性破坏的主要原因。
3.焊接结构脆性断裂的预防措施
3.1合理设计焊接结构
（1）尽量减少焊接结构和接头部位的应力集中
（2）不同厚度构件的对接尽量采用圆滑过渡。
（3）减少和避免焊缝的裂纹、咬边、未焊透、焊缝外表成型不良等缺陷。
（4）尽量避免焊缝的密集，两条焊缝距离应不低于最短距离限度。
3.2尽量减少结构的刚性
在满足结构的使用条件下，尽量减少结构刚性，从而降低应力集中和附加应
力的影响。
3.3不能忽视次要焊缝的设计
因为脆性断裂具有扩展性，不受力焊缝和附件的设计，和重要焊缝同等重要。
3.4尽量减少焊接残余应力
在制定焊接工艺规程时，应考虑如何减少焊接残余应力值，以避免其不利影
响。
3.5不应采用大厚度的截面
由于焊接可以连接很厚的截面，有的焊接结构会选用比铆接结构厚得多的截
面，这样就会提高钢材脆性转变温度，降低断裂韧度，反而更易引起脆断。
3.6选用材料要合理
（1）在结构工作条件下，焊缝、热影响区、熔合线的最脆部位要有足够抗
裂性能，母材应具有一定止裂性能。
（2）不宜采用比实际需要强度更高的材料，特别不应该单纯追求强度指标，
而忽视其他性能。
4.结束语
脆断一般都在应力不高于结构的设计许用应力和没有显著的塑性变形的情
况下发生，并瞬时扩展到结构整体，具有突然破坏性质，不易事先发现和预防，
往往造成人员伤亡和巨额财产损失，因此，为保障各种焊接结构的生产安全和使
用安全，需要结合各行业实际状况，进一步提高和完善预防水平。
参考文献：
[1]泰山出版社《金属焊接作业安全与技术》
[2]郝继升.焊接工艺中焊接缺陷对结构强度的影响[J].黑龙江科技信息，2008
年30期.
史上最全！！常见焊接缺陷产生原因、危害及防止措施
史上最全！！常见焊接缺陷产生原因、危害及防止措施一、焊接缺陷的分类焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷两种1．外部缺陷1）外观形状和尺寸不符合要求；2）表面裂纹；3）表面气孔；4）咬边；5）凹陷；6）满溢；7）焊瘤；8）弧坑；9）电弧擦伤；10）明冷缩孔；11）烧穿；12）过烧。
2．内部缺陷1）焊接裂纹：ａ.冷裂纹；ｂ.层状撕裂；ｃ.热裂纹；ｄ.再热裂纹。
2）气孔；3）夹渣；4）未焊透；5）未熔合；6）夹钨；7）夹珠。
二、各种焊接缺陷产生原因、危害及防止措施1、外表面形状和尺寸不符合要求表现：外表面形状高低不平，焊缝成形不良，焊波粗劣，焊缝宽度不均匀，焊缝余高过高或过低，角焊缝焊脚单边或下凹过大，母材错边，接头的变形和翘曲超过了产品的允许范围等。
危害：焊缝成形不美观，影响到焊材与母材的结合，削弱焊接接头的强度性能，使接头的应力产生偏向和不均匀分布，造成应力集中，影响焊接结构的安全使用。
产生原因：焊件坡口角度不对，装配间隙不匀，点固焊时未对正，焊接电流过大或过小，运条速度过快或过慢，焊条的角度选择不合适或改变不当，埋弧焊焊接工艺选择不正确等。
防止措施：选择合适的坡口角度，按标准要求点焊组装焊件，并保持间隙均匀，编制合理的焊接工艺流程，控制变形和翘曲，正确选用焊接电流，合适地掌握焊接速度，采用恰当的运条手法和角度，随时注意适应焊件的坡口变化，以保证焊缝外观成形均匀一致。
2、焊接裂纹表现：在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏形成的新界面所产生的缝隙，具有尖锐的缺口和大小的长宽比特征。
按形态可分为：纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、焊趾裂纹、焊根裂纹、热影响区再热裂纹等。
危害：裂纹是所有的焊接缺陷里危害最严重的一种。
它的存在是导致焊接结构失效的最直接的因素，特别是在锅炉压力容器的焊接接头中，因为它的存在可能导致一场场灾难性的事故的发生，裂纹最大的一个特征是具有扩展性，在一定的工作条件下会不断的“生长”，直至断裂。
焊接应力及焊接变形预防措施
钢结构工程焊接应力与变形差生的危害及采取的措施随着“绿色建筑”理念的推广，以钢结构件为主体框架结构结合复合砌筑体结构已成为一种必然趋势，因为以钢结构为主的框架结构的回收利用性有效避免钢筋混凝土结构建筑垃圾的产生，具有可持续性。
由于钢结构工程的特有型，焊接作业时钢结构工程最重要的工序之一，而焊接应力及焊接变形产生是影响钢结构安全性及可靠性的重要因素。
本文着重对焊接应力及焊接变形的危害及所采取的对应措施进行分析。
一、焊接应力与变形产生机理焊接热输入引起材料不均匀局部加热，使焊缝区熔化，而熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制，产生不均匀的压缩塑性变形。
在冷却过程中，已发生压缩塑性变形的这部分材料又受到周围材料的制约，不能自由收缩，在不同程度上又被拉伸而卸载，与此同时，熔池凝固，金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。
这种随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形，称为瞬态应力与变形。
而焊后，在室温条件下，残留于构件中的内应力场和宏观变形称为焊接残余应力与焊接残余变形。
焊接残余应力和变形，严重影响焊接构件的承载力和构件的加工精度，应从设计、焊接工艺、焊接方法、装配工艺着手降低焊接残余应力和减小焊接残余变形。
二、焊接残余应力的危害及降低焊接应力的措施1．焊接残余应力的危害影响构件承受静载能力；影响结构脆性断裂；影响结构的疲劳强度；影响结构的刚度和稳定性；易产生应力腐蚀开裂；影响构件精度和尺寸的稳定性。
2．降低焊接应力的措施(1)设计措施尽量减少焊缝的数量和尺寸，在减小变形量的同时降低焊接应力；防止焊缝过于集中，从而避免焊接应力峰值叠加；要求较高的容器接管口，宜将插入式改为翻边式。
(2)工艺措施采用较小的焊接线能量，减小焊缝热塑变的范围，从而降低焊接应力；合理安排装配焊接顺序，使焊缝有自由收缩的余地，降低焊接中的残余应力；层间进行锤击，使焊缝得到延展，从而降低焊接应力；焊接高强钢时，选用塑性较好的焊条；预热拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸）；采用整体预热；降低焊缝中的含氢量及焊后进行消氢处理，减小氢致集中应力。
钢结构焊接接头断裂破坏的影响因素及控制措施
48焊接质量控制与管理焊接技术第42卷第7期20t3年7月文章编号：1002-025X(2013)07-0048—03钢结构焊接接头断裂破坏的影响因素及控制措施赵芳(河北建筑工程学院，河北张家口075000)摘要：断裂破坏是钢结构失效的主要形式之一，其中脆性断裂是危害最大、后果最严重的破坏，而焊接辏要是钢结构中最薄弱区，因此控制焊接接头脆断是钢结构制造时的关键技术。
本文主要阐述脆性断裂破坏的影响因素，并针对其影响因素提出了钢结构焊接接头脆断的控制措施。
关建词：钢结构；焊接接头；断裂破坏中图分类号：T G421l文献标志码：B0序言由于钢结构具有强度高、质量轻、材质均匀、气密性好、制造运输方便、塑韧性好、抗冲击抗震动能力强等优点。
因而广泛应用于建筑、桥梁、车辆、电力、机械、石油化工、航空航天、海洋工程等工业部门。
焊接技术作为一种先进制造技术，是实现钢结构精确、可靠、低成本和高效连接的关键。
同时由于焊接接头化学成分、组织和性能不均匀性及易产生焊接缺陷的特点，使得焊接钢结构在制造和使用过程中都带有一定的风险，其中焊接接头断裂破坏是危害最大、后果最严重的。
甚至是灾难性的。
从事钢结构设计、生产的工程技术人员应对风险有足够的认识，掌握风险的分析和控制方法，提高应对风险的能力。
本文主要阐述焊接接头断裂破收稹日期：2012一11—06坏的影响因素及其控制措施。
1断裂的概念和种类断裂是在外力作用下材料发生分离的过程，是材料失效的主要形式之一。
按断裂前塑性变形的大小，分为脆性断裂和延性断裂2种。
1．1脆性断裂脆性断裂前没有或只有少量塑性变形，吸收的能量也较少。
1．1．1脆性断裂的过程由于材料或焊接接头的微小缺陷或裂纹处存在应力集中，在较低的工作应力作用下。
从裂纹的尖端开始扩展．直至迅速断裂。
1．1，2脆性断裂的主要特征(1)断口表面平齐光亮，表面有许多放射状或人字状条纹．这些条纹汇聚于裂纹源。
如图1所不。
i I●…h川●I Il l,1-1I PI．．-[Hl●11114"111I●…◆I Il●…I,11．I II I●…I●¨l I'Q II II●||il◆…●…◆川◆【il I◆Ⅻ14"1II l●111"4■1…◆…I+lI I'0-…●…I I●I il i●…◆lI I●…14-I il◆…14．1Ii{◆◆f●…●…l●…◆川●f●…●…●…●”●_j_l●】●-●i『f●川◆}●】】I=+1…●。
焊接缺陷及产生原因
焊接缺陷产生原因及防止措施一、焊接缺陷定义焊接接头的不完整性称为焊接缺陷，主要有焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺陷等。
这些缺陷减少焊缝截面积，降低承载能力，产生应力集中，引起裂纹；降低疲劳强度，易引起焊件破裂导致脆断。
其中危害最大的是焊接裂纹和气孔。
二、焊接缺陷的分类焊接生产中产生焊接缺陷的种类是多种多样的，按其在焊接接头中所处的位置和表现形式的不同，可以把焊接缺陷大致分为两类：一类是外部缺陷；另一类是内部缺陷。
焊接缺陷的详细分类如图1所示。
图1 焊接缺陷分类图焊接缺陷示意图如图2所示：（a）裂纹（b）焊瘤（c）焊穿（d）弧坑（e）气孔（f）夹渣（g ）咬边 （h ）未融合 （i ）未焊透图2 焊接缺陷示意图三、影响焊接缺陷的因素1. 材料因素所谓材料因素是指被焊的母材和所使用的焊接材料，如焊丝、焊条、焊剂及保护气体等。
这些材料在焊接时都直接参与熔池或熔合区的物理化学反应，其中，母材本身的材质对热影响区的性能起着决定性的作用，当然，所采用的焊接材料对焊缝金属的成分和性能也是关键因素。
如果焊材与母材匹配不当，不仅可能引起焊接区内的裂纹、气孔等各种缺陷，也可能引起脆化、软化等性能变化。
所以，为了保证得到良好的焊接接头，必须对材料因素予以重视。
2.工艺因素同一种母材，在采用不同的焊接方法和工艺措施的条件下，其焊接质量会表现出很大的差别。
焊接方法对焊接质量的影响主要在两个方面：首先是焊接热源的特点，其可以直接改变焊接热循环的各项参数，如线能量、高温停留时间、冷却速度等；其次是对熔池和接头附近区域的保护方式，如渣保护、气保护等。
焊接热过程和冶金过程必然对接头的质量和性能会有决定性的影响。
3.结构因素焊接接头的结构设计影响其受力状态，其既可能影响焊接时是否发生缺陷，又可能影响焊后接头的力学性能。
设计焊接结构时，应尽量使接头处于拘束度较小、能自由伸缩的状态，这样有利于防止焊接裂纹的产生。
4.使用条件焊接结构必须符合使用条件的要求，如载荷的性质、工作温度的高低、工作介质有无腐蚀性等，其必然会影响到接头的使用性能。
钢结构的脆性断裂成因与防治
材在循 环 应力 的反 复 作用 下 生成 疲 劳裂 纹 ， 而裂 纹
钢结 构 具有 材 料 强度 高 ， 塑性 和 韧 性好 、 质 材
裂 的可能性 。
４ 构 件 的 尺 寸 ．
均匀 ， 力学 计算 的假 定 比较符 合 ， 构件制 造 简便 ， 施
工 周期 短 ． 质量 轻 的特 点 ， 钢结 构 在 建 筑领 域 应 使
这 里构件 的尺寸 主要是 指构件 板材 的厚度 。 较 薄的构 件一 般呈 现平 面应力 状态 ， 而在 平面 应力状
抗 拉强 度ｆ 高 ， 材 的塑 性指 标 截 面收 缩率 降 Ｊ 升 钢 低， 屈强 比 ｆ ／Ｊ 。也就是 说 ， 材本 身变脆 。 增加 钢
ｕ
钢 材 的塑性 、韧性 以及对 裂纹 的敏 感性等都 将
影 响其抗 脆性断裂 的性 能 ，其 中冲击韧性 起着决 定
作用 。 选择 钢材时 ， 应根 据钢材类 型和工作环境 选技
变） 。在 钢结 构 的设 计 中应避 免 结构或 构件 的工 作 环境 温度 低于Ｔ 而对 在Ｔ 一 之 间工作 的结 构和 ，
构 件 应进行 抗 脆性破 坏设 计 。 常把钢 结构或 构件 通
性， 限制 其 塑 性 变形 ， 而 提 高 了构 件 产 生脆 性 断 从
在 低温 下 的脆 性破 坏称 之为 “ 温冷 脆现 象” 低 。
因此 ． 在选 择 结 构 钢材 时 ， 可 能 发生 脆 性破 对
不 当等 ， 育 了钢结构 质 量缺 陷的产 生 。钢结 构质 孕 量缺 陷 的延 伸发 展 ， 最终 造成 了钢 结构 的破 坏 。本 文对钢 结 构工程 常 见 的脆 性破 坏进 行探 讨分 析 ， 并 针对性 地 提 出一 些 防治 措施 。
焊接结构--教学大纲
《焊接结构》课程教学大纲课程代码：050141030课程英文名称：Welding Construction课程总学时：48 讲课：42 实验：6 上机：0适用专业：材料成型及控制工程大纲编写（修订）时间：2017.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标焊接结构将焊接应力变形、焊接应力对焊接结构的影响、焊接接头和结构的脆性断裂及疲劳断裂的基本规律及物理现象的本质结合在一起，反映出各种焊接结构的特殊性，是“材料成型与控制工程”专业的专业课。
本课程的教学目的是阐述材料焊接过程中焊接应力变形的普遍规律，揭示焊接应力及焊接变形对焊接结构的影响，总结出防止焊接变形的措施。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.知识方面的基本要求：掌握焊接结构的基本特点；掌握焊接应力与变形的形成原理和分析方法，了解不同接头的应力与变形分布特点；掌握焊接应力与变形的预防、控制与消除的基本方法和手段；掌握各种接头强度的计算方法。
了解焊缝代号规定和含义；掌握焊接结构脆性破坏的原理，了解金属材料断裂的能量理论，了解金属断裂的特征以及影响因素；掌握脆断评定的原理和方法。
了解脆性破坏的特点、影响因素和预防措施；掌握疲劳破坏的基本概念，掌握焊接结构疲劳破坏的特点和影响因素；掌握焊接结构疲劳强度计算方法。
2.能力方面的基本要求：具备分析和解决焊接结构损伤与失效问题的基本能力。
初步具备设计常用焊接结构的基本能力。
3.技能方面的基本要求：能够对焊接残余应力和变形进行测量和分析,熟练应用残余应力与变形仪器。
（三）实施说明本教学大纲依据专业教学性指导性计划制定，指导教学环节。
1.理论教学环节：教学以课堂讲授为主，多媒体辅助教学。
以应力与变形基本理论——不同接头应力与变形分布——静载强度分析——动载强度分析为主线。
对课程中的重点、难点问题着重讲解。
由于本课程既具有理论性又具有实践性，因此在教学过程中要注意理论联系实际，通过实例锻炼学生分析解决问题的能力。
焊接的缺陷及预防措施
２ ． ２焊接表面缺陷 ： 如咬边、 焊瘤 、 内凹、 满 者使用低氢焊条可得 到满意 的解决 。 溢、 未焊透 、 表面气孔 、 表面裂纹 等。 裂纹是 最危险 的一种缺陷 ， 它除了减少承 ２３焊缝内部缺陷 ： ＿ 如气孑 夹渣 、 Ｌ、 裂纹 、 未 载截面之外 ， 还会产生严重 的应力集中 ， 在使用 熔合 、 夹钨 、 双面焊的未 焊透等。 中裂纹会 逐渐 扩大， 最后可能导致构件的破坏 。 ２ ． ４焊接接 头性能不 符合要求 ： 因过热 、 过 所 以焊接结构 中一般不允许存 在这种缺 陷 ， 一 烧等原因导致焊接接头的机械性能 、抗腐蚀性 经 发 现 须铲 去 重 焊 。 能降低等。 ３３ 电弧 产 生 偏 吹 ． ３缺陷产生 的原因及解决办法 使 用低 氢焊条 在直流 电焊机上 焊接 时往 ３１焊缝金 属产生 的气孔 ． 往 发生偏 吹现象 。可 以用下面方法解决。 ３１１内部气孑 ： ．． Ｌ 有两种形状 。 一种是球状 ３３１线放在 电弧偏吹的方向。 ．． 气孑 多半是产生 在焊缝 的中部 。产生的原因 ：． Ｌ ａ ３３ ＿２线分成两个 以上。 ． 焊 接 电流 过 大 ；． 过 长 ＿＇ 棒 速 度 太 快 ；． ｂ电弧 ｃ 运 ｄ ３３３ 电弧 偏 吹 的 方 向进 行 焊 接 。 ．＿ 熔接部位不 洁净 ．＇ ｅ焊条受潮等。 ３３ ＿４取短弧操作。 ． 上述造成 气孑 原因如 进行适 当调 整和注 Ｌ ３４其它 ， 意焊接工 艺及操作方法 ， 就可 以得到解决 。 除 以上缺 陷外 ，气 焊 时由于火焰 能率 过 ３１ 表 面气 孑 ．． ２ Ｌ：产 生 表 面 气 孑 的 原 因 和 大 ， Ｌ 焊接速度慢或炬在某处停留时问长 ， 以及火 解决 方法 ：．母 材含 Ｃ、 、ｉ ａ Ｓ Ｓ 量高 容易 出现气 焰性质不适当等 ，都会引起焊缝金属过热或过 孑。 Ｌ 其解决办法或是更换母材 ， 或是采用低氢渣 烧 。 系的焊条 。 ． ｂ 焊接部位不洁净也容易产生气孔 。 过热 的特 征是金 属表 面变黑 ，并 起氧 化 因此焊接部位要求在焊接前清除油污 ，铁锈等 皮 ， 金属晶粒粗大 ， 性能变脆 ， 赤烧时， 属晶粒 金 脏物 。 使用低氢焊条焊接 时要求更为严格 。 ． ｃ焊 粗大 ，晶粒表面被氧化而破坏了晶粒 之间的连 接 电流过大 。 使焊条后半部药皮变红 ， 也容易产 接 ， 金属变脆 ， 使 产生 过烧缺 陷时 ， 必须将其 铲 生气孔 。 因此要求采取适宜 的焊接规范。 焊接电 除 重 新 焊 接 。 流最 大限度 以焊 条尾部 不红为宜 。ｄ低 氢焊条 ． 为防止过热和过烧 ， 应选 用适宜 的火 焰能 容易吸潮 ，因此在使用 前均需在 ３ ０ ５ ℃的温度 率 ， 注意火 焰性质 ， 握好焊接速度 ， 时拍 起 掌 适
低温锡易脆的解决方案
低温锡易脆的解决方案低温锡易脆是指在低温下，铅锡合金焊点易出现脆性断裂现象。
由于低温环境的不稳定性，焊点中的锡会经历金属结构的相变，使得焊点变脆，容易发生断裂。
这不仅会影响焊接质量，还可能导致设备故障。
本文将从锡的结构和性质、焊接原理、锡脆性的形成机理以及解决方案等方面进行详细阐述。
一、锡的结构和性质锡是一种以网状结构排列的晶体，它的熔点相对较低（约232℃），因此被广泛应用于电子产品的焊接中。
在焊接过程中，铅锡合金在高温下熔化并涂在焊接表面，随着温度的下降，锡会逐渐固化形成焊点。
锡的固态结构是一种金属晶格结构，在高温下具有较好的延展性和韧性。
然而，当焊接温度下降到低于锡的熔点时，锡的结构会发生相变，从金属晶格结构转变为一种不稳定的非晶态结构。
在这种结构下，锡的延展性和韧性急剧下降，容易发生脆性断裂。
二、焊接原理焊接过程中，铅锡合金熔化后填充在焊接表面，随着温度的下降，合金逐渐固化形成焊点。
焊点的强度取决于合金的成分和结构。
一般来说，添加了铅的合金具有较好的延展性和韧性，有助于防止锡脆性的产生。
三、锡脆性的形成机理锡脆性的形成机理比较复杂，主要有以下几个方面的因素：1. 温度变化：低温环境下焊点的温度变化较大，锡易于发生相变，从晶态结构转变为非晶态结构，其延展性和韧性降低，容易发生断裂。
2. 金属应力：焊点中的锡受到周围金属和基底物的限制，存在应力集中现象。
当焊点受到外力作用时，应力集中会导致焊点的局部应力超过了其承受能力，从而产生断裂。
3. 合金成分：合金中添加的其他元素会改变锡的结构和性质。
一些元素的添加可以增加焊点的延展性和韧性，而其他一些元素可能会降低焊点的强度。
4. 焊接工艺：焊接过程中的温度、时间、压力等参数也会对焊点的性质产生影响。
不合理的焊接工艺参数可能导致焊点的结构破坏，增加脆性断裂的风险。
四、解决方案为了解决低温锡易脆的问题，我们可以采取以下解决方案：1. 优化焊接工艺：合理控制焊接过程中的温度、时间、压力等参数，避免过快或过慢的冷却速度，以及过高的焊接温度。
影响焊接钢结构脆性断裂的主要因素及其效应
影响焊接钢结构脆性断裂的主要因素及其效应钢材的脆性断裂，是钢结构在静力或加载次数不多的动荷载作用下发生的脆性破坏。
在破坏前无明显变形，平均应力亦小（一般都小于屈服点y f ），没有任何预兆，破坏断口平直和呈有光泽的晶粒状。
具体说来，导致焊接结构脆性断裂破坏事故的主要原因主要有以下几点： ⑴焊缝经常或多或少存在一些缺陷，如裂纹、欠焊、夹渣和气孔等，这些缺陷能够成为断裂的起源；⑵焊接后结构内部存在残余应力。
残余应力未必是破坏的主因，但和其他因素结合在一起，可能导致开裂；⑶焊接结构的连接往往有较大刚性，当出现3条相互垂直的焊缝时，材料的塑性变形就很难发展；⑷焊接使结构形成连续的整体，一旦裂缝开裂，就有可能一断到底。
综上所述，影响结构脆性断裂的直接因素主要是裂纹尺寸、作用应力和以及材料的韧性，下面具体说明各个因素对焊接钢结构脆性断裂产生的影响：⑴裂纹根据断裂力学的观点，对脆性断裂必须从结构内部存在着微小裂纹的情况出发进行分析。
断裂是在荷载和侵蚀型环境的作用下，裂纹扩展到临界尺寸时发生的。
尖锐的裂纹使构件受力时处于高度的应力集中。
裂纹随应力增加而扩展，起初是稳定的扩展，后来达到临界状态，出现失稳扩展而断裂。
根据线弹性断裂力学，当板处于平面应变条件下时，如果应力强度因子IC I K a K ≥⋅=σπα (1.1)则裂纹将迅速扩展而造成张开型（即I 型）断裂。
式中σ为板所受的拉应力，如果构件内部存在残余应力，则应包括在内；a 为裂纹尺寸，中心裂纹取宽度的一半，边缘裂纹取全宽度，如图1.1所示；α为和裂纹形状、板的宽度以及应力集中造成的应力梯度等因素有关的系数，当中心线上有贯穿裂纹，板宽很大并承受均匀拉应力时，1=α；IC K 代表材料抵抗裂纹失稳扩展的能力，称为断裂韧性，是材料本身固有的特性。
图1.1 裂纹尺寸由式(1.1)可见，裂纹尺寸a越大，构件所能安全承受的应力σ就越小。
焊接缺陷对结构脆断的影响与缺陷产生的应力集中程度和缺陷附近材料的性能有关。
焊接裂纹形成的原因及防止措施
焊接裂纹形成的原因及防止措施作者：刘成国来源：《名城绘》2019年第01期摘要：当前，我国工业正处于蓬勃发展阶段，焊接作为一门重要的金属加工工艺，在机械、石油、化工、建筑、交通、矿山等各行业都得到了广泛的应用。
焊接是生产过程中的一个重要环节，必须保证其质量可靠，进而提高安全性，促进生产的发展。
焊接缺陷是生产中极为不利的因素，为提高焊接质量和结构的可靠性，应该避免在焊接接头中产生裂纹。
基于此，本文对焊接裂纹形成的原因及防止措施进行探讨，以供参考。
关键词：焊接裂纹；形成原因；防止措施1、引言在焊接应力及其他致脆因素的作用下，焊接接头中局部区域因开裂而产生的缝隙称为焊接裂纹。
在焊接生产中出现的裂纹形式是多种多样的，根据裂纹产生的情况，可把焊接裂纹归纳为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂。
裂纹是焊接结构最危险的一种缺陷，不仅会使产品报废，而且还可能引起严重的事故。
所以如何避免裂纹的产生是保证焊接质量的关键。
本文主要讨论焊接裂纹形成的原因及防止措施。
2、焊接裂纹的分类通常焊接裂纹可以分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、和层状撕裂四类。
首先是热裂纹，当焊接焊缝凝固时，在高温区域，会沿着奥氏体品界面开裂，形成热袋纹，其特点是在焊接完成之后，就可以明显的观察到裂纹，同时经常发生在焊缝中心位置，沿着焊缝长度方向分布。
其次是冷裂纹，冷裂纹是在焊后较低的温度下产生的，焊接中碳钢、高碳钢、低合金高强度钢、某些超高强度钢、工具钢、钛合金等材料时容易出现这种缺陷。
冷裂纹经常产生在热影响区，有时也产生在焊缝金属中。
冷裂纹的特征是穿过晶粒内部开裂，裂纹断面上没有明显的氧化色彩，断口发亮。
再者是再热裂纹，焊件焊后在一点温度范围再次加热（进行消除热应力热处理）时，由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹，叫做再热裂纹，又叫消除应力裂纹（国外简称“SR”裂纹）。
最后是层状裂纹，这是冷裂纹的一种特殊形式。
在大型焊接结构中，往往采用30～100mm甚至更厚的轧制钢材，轧制钢材中的硫化物、氧化物和硅酸盐等非金属夹杂物，平行于钢板表面，片状分布在钢板中。