自从焊接结构广泛应用以来，脆性断裂（简称脆断）、疲劳、应力腐蚀等造成的焊接结构的失效常常给人类带来灾难性的危害和巨大的损失，已经引起人们的高度重视。疲劳破坏在前面已经讲述过，本节主要介绍脆断、应力腐蚀断裂产生的原因及防止措施
一、焊接结构的脆断
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(一）焊接结构脆断的基本现象和特征
通过大量的焊接结构脆断事故分析，发现焊接结构脆断有下述一些现象和特征：1)通常在较低温度下发生，故称为低温脆断
2)结构在破坏时的应力远远小于结构设计的许用应力，故又称为低应力脆性破坏。
3)破坏总是从焊接缺陷处或几何形状突变、应力和应变集中处开始的。
4)断裂一般都在没有显著塑性变形的情况下发生，具有突然破坏的性质。
5)破坏一经发生，瞬时就能扩展到结构的大部或全体，因此脆断不易发现和预防。
(二）焊接结构脆断的原因
对各种焊接结构脆断事故进行分析和研究表明，焊接结构发生脆断是材料（包括母材和焊材）、结构设计及制造工艺三方面因素综合作用的结果。
1.影响金属材料脆断的主要因素
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，最重要的影响因素是温度、应力状态和加载速度。这就是说，在一定温度、应力状态和加载速度下，材料呈延性破坏，而在另外的温度、应力状态和加载速度下材料又可能呈脆性破坏。下面将讨论这些因素的影响。
(1)应力状态的影响实验证明，许多材料处于单向或双向拉应力时，呈现塑性；当材料处于三向拉应力时，不易发生塑性断裂而呈现脆性。在实际结构中，三向应力可能由向载荷产生，但更多的情况下是由于结构的几何不连续性引起的。裂纹尖端或结构上其他应力集中点和焊接残余应力容易出现三向应力状态。
(2)温度的影响金属的脆断在很大程度上决定于温度。一般而言，金属在高温时具三有良好的变形能力，当温度降低时，其变形能力就减小，金属这种低血留化的柜质粉水“低器院性”，把一组开有同样缺口的试样在不同温度下进行试验，随着温度降低，它物破坏方式从整性或坏变为脆性破坏，材料从型性向胸性断裂转变的温度称为国，抗转变温
(3)加载速度的影响随着加载速度的增加，材料的量服点提高，因而促使材料问题又称临界温度。
(4)材料状态的影响前述三个因素均属于引起材料胞断的外因，材料本身的状态等性转变，其作用相当于降低温度。
1)厚度的影响，厚度对跑新的不利影响可由两种因素决定。其一，厚板在缺口处容量其轻一胸性的转变也有重要影响
形成三向拉应力，沿厚度方向的收缩和变形受到较大的限制而形成平面应变状态，如例述，平面应变状态的三向应力使材料交脑；其二，厚板相对于薄板受机制次数少，终乳配度较高，组织成松，内外层均匀性较差，因而抗院断能力较低，不像源板生产时压延量大，的氧温度低，组织细密而具有较高的抗胞断能力。
2)品粒度的影响，对于低碳例和低合金钢来说，品粒度对钢的韧-腔转变温度有很大题啊，品粒度越小，转变温度越低，越不容易发生胞断。
(3)化学成分的影响，别中的碳、氮、氧、氢、硫、磷等元素增加钢的脆性，另一些元素如猛、深、络、氨等、如果加入量适当，则有助于减小纲的脆性。
4)显微组织的影响，一般情况，在给定的强度水平下，钢的韧-胞转变温度由它的显货组织来决定。例如阴中存在的主要显微组织的组成物铁素体具有最高的韧-腕转变温度，随后是珠光体、上贝氏体、下贝氏体和回火马氏体、其中每种组成物的转变温度又随组成物成时的湿度以及在需经回火时的回火温度发生变化
2.影响结构跑断的设计因素
焊接结构腔性新裂事故的发生，除了由于选材不当之外，结构的设计和制造不合理也是重要原因，在设计上，焊接结构的固有特点及某些不合理的设计都可能引起胞断，现分述如下。
(1)焊接结构是刚性连接焊接为刚性连接，连接构件不能产生相对位移，结构一开裂，裂纹很容易从一个构件穿越焊缝传播到另一构件，进而扩展到结构整体，造成整体表。够钉联接和螺栓联接由于接头处采用搭接，有一定相对位移的可能性，而使其刚度相降低，万一有一构件开裂，裂纹扩展到接头处因不能跨越面自动停止，不会导致整体结构断裂，如美国“自由轮”所发生的破坏事放，以往这种船舶采用锦接结构，虽然应力集很大，但未发生过能性破坏事故。而采用焊接结构后，却发生了脆性破坏事故。经深入研发现，除了材料选用不当外，船体设计不当也是其重要原因。图3-27a为“自由轮”甲板口部位的最初设计，图3-27b为改进后的结构形式。从图中可以看出，把拐角处的尖角圆滑过渡，应力集中得到缓和。拉力试验表明，改进后的结构不仅承载能力得到提高，抗胞断能力大大提高，几乎提高了25倍。
(2)焊接结构具有整体性这一特点为设计合理的结构提供了广泛的可能性，因焊接结构的优点之一，但是如果设计不当，反面增加结构脆断的危险性。如采用应力集度较大的搭接接头、T形接头或角接接头，端面突变处不作过渡处理，造成三向拉应态；在高工作应力区布置焊缝等。
3.影响结构胸断的工艺因素
在焊接结构脆性破坏事故中，裂纹起源于焊接接头的情况是很多的，因此在制造时有必要对焊接接头部位给予充分的注意
(1)两类应变时效引起的局部脆性钢材随时间发生脆化的现象称为时效。钢材经定型性变形后发生的时效称为应变时效。焊接生产过程中一般包括切割、冷热成形（剪切、考曲、矫正等）、焊接等工序，其中一些工序可能提高材料的切脆转变温度，使材料变脆。例如钢材经过剪切、冷作斯形、弯曲等工序产生了一定的塑性变形后，经-℃温度范围的加热而引起应变时效，使钢材变前，另一类应变时效是，在焊接时，近缝区的金属，尤其是在近建区上尖锐刻槽附近或多层焊道中已焊完焊道中的缺陷附近的金属，受到热循环和热塑交循环（-℃）的作用，产生焊接应力一应变集中，产生较大的塑性变形，也会引起应变时效，这种时效称为热应变时效或动应变时效。
焊后热处理（-℃）可消除两类应变时效对低碳钢和一些合金结构钢的影响，可恢复其韧性。因此对应变时效敏感的一些钢材，焊后热处理既可以消除焊接残余应力，也可以消除应变时效的脆化影响，对防止结构脆断有利
(2)焊接接头金相组织改变对脆性的影响焊接过程是一个不均匀的加热过程，在快速加热和冷却条件下，使焊缝和热影响区发生了一系列金相组织的变化，因而相应地改变了接头部位的缺口韧性，热影响区的显微组织主要取决于母材的原始显微组织、材料的化学成分，焊接方法和焊接热输入。当焊接方法和钢种选定后，主要取决于焊接热输入。因此，合理地选择焊接热输入是十分重要的，对高强度钢更是如此，实践证明，对高强度钢的焊接，过小的焊接热输入易造成漳硬组织并易产生裂纹，过大的焊接热输入又易造成品粒粗大和脆化，降低其韧性，通常需要通过工艺试验，确定最佳的焊接热输入。可以采用多层焊，以适当的形成参数得接，来减小得接热输入，可以获得满意的轻性，如日本德山球形节；(m)的我的新型事故就是由于采用了过大的得接热输入而益成的，该容器采用高器点：制得接，按工艺规定应采用的得接热输入为/m,但在条手施工，预热温度偏高，如图
热输入出偏大，事故分析表明，购性新型起源点的形接热输入为80U/cm,用显超过来系数的热输人，使得继和热影响区的钢性显著降低。
(3)群族线余应力的距响群族线余应力对结构服务的影响是有条件的，当工作期高于材料的解，我的空温度对，拉神线余应力对结构的强度无不到影响，但是当低于一转变量度时，按种线会应力则有不利距响，它与工作应力叠加，可以形成结构的低应力副关国在第二次世界大战中对影响统系事故的两查表明，40%的能断事故是从得建缺后处始的，要接缺后如裂纹，未给合，未得透，头渣，吸边等都可以成为的发源地，我国林某液化石油气厂的球诚诚坏事故表明，影裂的发源地就是有潜在裂纹的焊缝焊盐部位，表使用中进一步扩展到导致流断得接缺的均是应力集中部位，无其是裂仪，裂纹尖端应力应变集中严重，最易导致美断裂，裂纹的影响程度不但与尺寸，形状有关，而且与其所在的位置有关，若裂纹位于高控成力区，就更容易引起低应力破坏，若在结构的应力集中区（如压力容器的接管处、结构节点上等）产生缺防就更加危险，因此最好将焊键布置在应力集中区以外(三）防止得接结构胸性断裂的措施
综上所述，造成结构前性新型的主要因素是：材料在工作条件下切性不足，结构上存在严重应力集中（包括设计和工艺上的）和过大的拉应力（包括工作应力、残余应力和温度应力等）。若能有效地减少或控制其中某一因素，则发生前的可能性将显著减小，通常从选材，设计和制造三方面采取措施未防止结构的脆性断裂。
1.正确地选用材料
选择材料的基本原则是既要保证结构的安全性，又要考虑经济效益。一般面言，应使所选例材和得接填充全国材料保证在工作温度下具有合格的缺口钢性，因此选材应注意以下几于1)在结构工作条件下，焊缝、熔合区和热影响区部位应具有足够的抗开裂性能，母材应具有一定的止裂性能。也就是说，不能让接头首先开裂，万一开裂，母材应能够制止裂纹的传播。
2)钢材的强度和韧度要兼顾，不能片面追求强度指标。
3)充分了解结构的工作条件（如最低气温和气温变化以及载荷条件等）。
2.采用合理的结构设计
为减少和防止脆断，焊接结构设计必须遵守以下几项原则：
(1)尽量减少结构和接头的应力集中注意以下几点：①在结构中一些截面需要改变的地方，必须设计成平滑过渡，不允许有突变和尖角，如图3-28所示。②在设计中应尽量采用应力集中系数小的对接接头，搭接接头由于应力集中系数大，应尽量避免，如图3-29所示。③不同厚度的构件对接时，应尽可能采用圆滑过渡，如图3-30所示，其中以图b为最好，它的焊缝部位应力集中最小。④焊缝应布置在便于施焊和检验的部位，以减少焊接缺陷，如图3-31所示。⑤避免焊缝密集和采用十字交叉焊缝，相邻焊缝应保持一定的距离。
(2)尽量减少结构的刚度在满足结构的使用亲
降低应力集中和附加应力的影响。如在压力容器的焊接接管中，为减少焊接部位的刚性采用开“缓和槽”的方法使其拘束度降低，
4、这一节效这些不受来视得的产生，就会扩现到主要受力的构件中，使结构破坏。例如有一般决定的表达，我们说为他的小托架处开始的，因此，对于一些次要的附件也要仔处务构件人，如建政策建议保证、报易产生装核，图b中的方案采用了卡撤，这样全面控制制造质量焊接结构制造中留下的严重缺陷是结构脆断的主要根源之一，因此应精心制造，注意以下问题：1)要高生产质量，严格执行制造工艺规程，按规定的工艺参数进行焊接。在保证焊透的前提下，尽可能减小焊接热输入，禁止使用过大的焊接热输入，因为焊缝金属和热影响区过热会降低冲击韧度，焊接高强度钢时更应该注意
2)充分考虑应受时效引起局部脸性的不良影响，对应变时效敏感的材料，不应造成过大的型性变形量，并在加热温度上于以注意或采用热处理来消除
3)减小或消除焊接残余应力。焊后热处理不仅可以消除焊接残余应力，而且还可以消除两类应变时效的不良影响
4)保证焊接质量，加强生产管理，不能随意在构件上定位焊或引弧，因为任何弧坑都是微裂纹源，在制造中应将可能产生的缺陷减小到最低程度。
此外，在生产中要减少造成应力集中的儿何不连续性，如角变形和错边，还要采取措施商止焊接缺陷，如裂纹、未焊透、咬边等。在制造过程中还要加强质量检查，采用多种无损检测手段，及时发现缺陷，对超标的裂纹类缺陷应及时返修，但对气孔、夹渣类内部缺陷的得件的返修处理应格外慎重，以免因修复而引起新的问题
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