焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂培訓(xùn)課件.ppt

1、焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂,2016年6月 主講：劉偉,第一節(jié) 金屬材料的斷裂及影響因素,一、斷裂概述 1、斷裂的概念及分類 斷裂材料在應(yīng)力的作用下分解成兩部分或兩部分以上的現(xiàn)象。 從結(jié)晶學(xué)的微觀角度，斷裂分為解理斷裂和剪切斷裂； 從斷面與應(yīng)力的關(guān)系角度，斷裂分為正斷（與max垂直）與切斷（與max平行）； 從斷裂時的應(yīng)變與能量吸收角度，斷裂分為脆性斷裂與韌性斷裂。,解理斷裂時，材料幾乎沒有發(fā)生塑性變形就出現(xiàn)破斷，其斷口為閃閃發(fā)光的結(jié)晶狀斷口，亦稱脆性斷裂。 剪切斷裂時，材料在發(fā)生足夠大的塑性變形后出現(xiàn)斷裂，其斷口灰暗無光，通常為纖維狀，亦稱韌性斷裂、切變斷裂。,2、斷裂的一般過程 中碳鋼的斷裂過程如

2、下： 首先，構(gòu)件在拉伸時，隨著應(yīng)力的增大，將從均勻變形過渡到局部的塑性變形，并發(fā)生頸縮。頸縮處的心部由于受三向拉應(yīng)力，不易變形，故滑移受阻，此時將出現(xiàn)位錯增殖、堆積，并形成空孔和微裂紋。 第二，隨著應(yīng)力的增大，上述空孔和微裂紋將合并長大并緩慢擴張，逐步達到臨界裂紋尺寸。 第三，達到臨界裂紋尺寸的裂紋將會急速擴張，最后發(fā)生脆性斷裂。,3、解理斷裂 解理斷裂在拉應(yīng)力的作用下，晶體材料沿某些特定的結(jié)晶學(xué)截面即解理面發(fā)生的斷裂。 解理斷裂是一種脆性斷裂。在低溫、高應(yīng)變速率或高應(yīng)力集中的體心立方、密排六方金屬中，當(dāng)材料的塑性變形嚴(yán)重受阻，材料不能以形變的形式而只能以分離來順應(yīng)外加應(yīng)力，此時變形速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟

3、不上斷裂速度，就會發(fā)生解理斷裂。,在解理斷裂中，體心立方金屬常沿100面解理；而密排六方金屬沿0001面解理。其解理斷口常表現(xiàn)為河流花樣、解理臺階、舌狀花樣、魚骨狀花樣等。,解理斷裂通常并不是沿一個晶面解理，而是沿一族相互平行的晶面同時發(fā)生解理，不同高度的解理面將形成解理臺階。在裂紋擴張過程中，臺階的高度由小的差異逐漸導(dǎo)致大的差異，尤如小河川匯成大河川，故稱為“川流結(jié)構(gòu)”或“河流花樣”。,圖1 河流花樣的裂紋擴展示意圖,圖2 河流花樣,當(dāng)解理發(fā)展遇到障礙（如孿晶面）時，如果繞不過去，則會在障礙物前的晶粒上停留，當(dāng)形成多個新的裂紋源后再向前發(fā)展，并繞過障礙物，而留下小部分孤島。故在“河流花樣”中

4、常存在著“舌狀結(jié)構(gòu)”。,圖3 舌狀結(jié)構(gòu)形成示意圖,圖4 舌狀結(jié)構(gòu),4、剪切斷裂 剪切斷裂在切應(yīng)力的作用下，沿滑移面滑移并產(chǎn)生大量塑性變形后出現(xiàn)的斷裂。,圖5 圓柱試樣拉伸時不同韌性的斷裂形式 a-頸縮型；b-雙杯型；c-杯錐型；d-剪切型,不論哪種形式的剪切斷裂，均是滑移變形的結(jié)果。其滑移的基本形式有兩種： 一是滑移變形集中在狹小區(qū)域里的滑移切斷；二是左右同時滑移產(chǎn)生的頸縮斷裂。,圖6 滑移切斷,圖7 頸縮型斷裂,5、裂紋的形成與擴張 一是由于同號位錯在障礙物夾雜、第二相、氣孔或晶界等處堆積，或由于兩個交叉的滑移面上的位錯皆向交叉處滑移、堆積，從而形成微裂紋，即型裂紋。,圖8 型微裂紋的形成示

5、意圖,二是由于異號位錯在相鄰很近的滑移面上相對滑移，在交錯處形成微裂紋，即型裂紋。,圖9 型微裂紋的形成示意圖,隨著滑移的進行，在型和型裂紋中，不斷移入多余的位錯，由于滑移和附加應(yīng)力的作用，使微裂紋擴張成稍大的裂紋或空孔。截面上的應(yīng)力狀態(tài)不同，最后斷裂的微觀斷口形式也不同。,圖10 空孔的合并與斷口的走向示意圖,在上述空孔合并最后形成蜂窩狀斷口的韌性斷裂中，空孔或微裂紋主要是由于第二相或夾雜物前面大量堆積的位錯產(chǎn)生的。故第二相顆粒的大小和分布狀態(tài)對韌性斷裂有重要影響。,圖11 韌性斷口的“韌窩”,二、影響金屬材料斷裂的主要因素 1、應(yīng)力的影響 物體在外力的作用下，在其截面上將產(chǎn)生正應(yīng)力和切應(yīng)力

6、。當(dāng)物體受到單向拉應(yīng)力時，其最大正應(yīng)力max作用在與外力垂直的平面上，最大切應(yīng)力max作用在與外力成45的截面上。 當(dāng)正應(yīng)力達到材料的正斷抗力時，將產(chǎn)生正斷，斷口與外力方向垂直。 當(dāng)切應(yīng)力達到材料的屈服點時，將發(fā)生塑性變形；當(dāng)切應(yīng)力達到材料的剪斷抗力時，將發(fā)生剪斷。,構(gòu)件在外力的作用下，在正應(yīng)力max未達到材料的正斷抗力前，如果切應(yīng)力max首先達到屈服點，則構(gòu)件將產(chǎn)生塑性變形，隨后出現(xiàn)塑性斷裂；如果在切應(yīng)力max達到屈服點之前，正應(yīng)力max首先達到正斷抗力，則構(gòu)件將發(fā)生脆性斷裂。,當(dāng)有缺口的構(gòu)件受到拉應(yīng)力y時，由于缺口根部橫向收縮受阻，將在橫向和厚度方向產(chǎn)生拉伸應(yīng)力x和z，從而在缺口根部產(chǎn)生三

7、軸拉應(yīng)力，并使該處材料變脆。缺口越深、越尖，局部應(yīng)力和應(yīng)變就越大。,圖12 缺口根部應(yīng)力分布,2、溫度的影響 隨著溫度的降低，構(gòu)件的破壞方式將由塑性破壞變?yōu)榇嘈云茐摹Ｓ身g性斷裂到脆性斷裂的轉(zhuǎn)變溫度稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。 在較高溫度時，材料處于臨界溫度以上，位錯借助于熱激活能可以比較容易地進行移動，并可能會出現(xiàn)新的滑移面，因而脆性裂紋難于形成。而當(dāng)溫度較低時，位錯的運動將受到極大阻礙，位錯的堆積將導(dǎo)致裂紋形成。,3、加載速度的影響 隨著變形速度的增加，材料來不及進行塑性變形和滑移，因而位錯擺脫束縛進行滑移所需的熱激活時間減少，使脆性轉(zhuǎn)變溫度提高，故易于脆斷。當(dāng)材料中有缺口時，應(yīng)變速率將快速提高，從而

8、將大大降低材料的局部韌性。,圖13 韌脆轉(zhuǎn)變溫度與應(yīng)變速率的關(guān)系,4、組織狀態(tài)的影響 a、化學(xué)成分的影響 降低C、P、S的含量和增加Mn的含量，既可保證鋼的強度，又可提高鋼的塑性，對防止斷裂有利。 適當(dāng)增加鋼中Ni、V、Cr、Nb、Ti、Zr、Al等元素的含量，可細(xì)化晶粒，有利于提高材料的抗斷裂能力。 氫在鋼中易產(chǎn)生氫脆；氮在鋼中易形成氣團，阻止位錯的運動，產(chǎn)生位錯積塞，降低韌性。同時，氮易以針狀氮化物的形式存在于鋼中，嚴(yán)重降低韌性；氧常以氧化物夾雜形式存在于鋼中，降低材料的強度、硬度和塑性，產(chǎn)生脆化。,b、組織狀態(tài)和板厚的影響 材料的晶粒度越小，其斷裂強度就越高。隨著晶粒度的增大，材料發(fā)生脆

9、性解理斷裂的可能性增加。 構(gòu)件的厚度越大，材料的塑性約束增加，斷裂將由塑性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變。,第二節(jié) 焊接材料斷裂的評定方法,一、臨界轉(zhuǎn)變溫度和斷裂判據(jù) 溫度、變形速度、構(gòu)件狀態(tài)對脆性斷裂有重要影響：降低溫度、提高變形速度以及構(gòu)件的大厚度、存在缺口和殘余應(yīng)力會增大脆斷的可能性。 為防止脆斷，常模擬實際工作條件進行試驗，將材料韌性急劇下降的溫度定為由塑性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變的臨界溫度，以此作為材料是否發(fā)生脆性斷裂的判據(jù)。如果構(gòu)件的實際使用溫度高于該臨界溫度，則認(rèn)為構(gòu)件沒有發(fā)生脆斷的危險。,二、防止裂紋發(fā)生和阻止裂紋擴展的原則 止裂原則：焊接構(gòu)件在最低工作溫度下工作時，必須能夠阻止脆性裂紋的自由擴

10、展。 止裂條件：裂紋起源于材料的局部脆化區(qū)內(nèi)，且處于較高的應(yīng)力場中。當(dāng)焊縫及近縫區(qū)的缺陷及應(yīng)力集中所產(chǎn)生的脆性裂紋擴展進入韌性區(qū)和較低的應(yīng)力場中時，已經(jīng)裂開的裂紋長度如果小于新區(qū)域中裂紋失穩(wěn)斷裂的臨界長度時，則裂紋的擴展將受到阻止。 一般情況下，在高于止裂溫度時，材料內(nèi)出現(xiàn)的脆性裂紋將被相鄰的母材制止，從而可有效防止構(gòu)件出現(xiàn)整體脆性斷裂。,三、防止結(jié)構(gòu)脆斷的試驗研究方法 1、沖擊試驗 在沖擊試驗中，V形缺口沖擊試驗應(yīng)用較多。 a、按能量標(biāo)準(zhǔn)確定臨界溫度 將被測工件浸入相關(guān)的控溫介質(zhì)（如酒精、冰、液氮等）中，然后在低溫下做系列沖擊試驗，并測定沖擊功隨溫度改變的變化曲線，當(dāng)沖擊斷裂功aK降至某一特

11、定數(shù)值時的溫度即為臨界溫度TK。,右圖為兩種典型的系列沖擊試驗曲線。曲線A的沖擊功在某一溫度時突然下降，該溫度即為材料的臨界溫度TK。 但大多數(shù)材料的沖擊功是在某一溫度范圍內(nèi)連續(xù)下降的，如曲線B。此時應(yīng)根據(jù)各材料的沖擊功降至某一特定值時來確定其對應(yīng)的臨界溫度TK。,圖14 沖擊斷裂功和試驗溫度的關(guān)系,b、按斷口形貌確定臨界溫度 隨著溫度的降低，沖擊斷口的纖維狀區(qū)域面積將減小，結(jié)晶狀區(qū)域?qū)⒃黾?。根?jù)纖維狀區(qū)域與結(jié)晶狀區(qū)域相對面積的大小來確定其對應(yīng)的臨界溫度TK。通常將結(jié)晶區(qū)域面積占總面積50%時所對應(yīng)的溫度作為臨界溫度TK。,圖15 沖擊斷口形貌示意圖,沖擊斷口纖維區(qū),沖擊斷口放射區(qū),沖擊斷口剪

12、切唇,2、落錘試驗 在厚度為25.4mm的長條狀試件中部焊一6313 mm的脆性焊道，然后在焊道中部的垂直方向上鋸一1.5mm以下的人工缺口，將試件焊面朝下置于一砧座上，在不同溫度下，用一頭部半徑為25.4mm的圓柱面重錘向試件的中部加載，當(dāng)試件發(fā)生斷裂的最高溫度就是臨界溫度。,圖16 落錘試驗 1-砧座；2-試件；3-重錘；4-終止撓度；5-止撓塊,由于落錘試驗是裂紋傳播試驗，如果鋸口根部未開裂，則試驗無效；鋸口開裂但被母材制止，未能擴展至試件邊緣則判為未斷；鋸口根部開裂并擴展至邊緣則判定為斷裂。,3、邏伯遜試驗和ESSO試驗 如右圖，試件一端呈半圓形，在其心部鉆孔，并鋸一缺口，然后將試件焊

13、接到聯(lián)接板上。試驗時，先在試件上制造一有穩(wěn)定溫度梯度的溫度場，然后在試件上帶有缺口的一端用重錘施加沖擊載荷，使缺口開裂。在均勻拉應(yīng)力作用下，試件中的裂紋將繼續(xù)擴展，直至某一溫度區(qū)域才被制止。裂紋尖端出現(xiàn)剪切唇的溫度即為止裂轉(zhuǎn)變溫度。,圖17 邏伯遜試件,右圖為邏伯遜止裂溫度試驗（CAT試驗）測定的典型曲線。由圖可見，在低溫區(qū)由于鋼材的韌性極差，使CAT曲線平緩，即在該區(qū)間內(nèi)溫度對鋼材的承載能力影響很小。當(dāng)溫度高于某一值時，材料的止裂能力顯著提高。,圖18 邏伯遜試驗的CAT曲線,CAT曲線也可用ESSO試驗求得。將右圖試件置于一溫度場中，其一側(cè)有一尖銳缺口，在另一側(cè)也開一極細(xì)的切口，當(dāng)被冷卻到

14、指定溫度時，對缺口用楔子錘擊加載，使之引發(fā)脆性裂紋，根據(jù)裂紋擴展情況可繪制出相應(yīng)的CAT曲線。,圖19 ESSO裂紋擴展試驗試件,佩里尼把DW落錘試驗、ESSO法以及邏伯遜法進行了綜合，從而把溫度、缺陷尺寸的大小與脆斷之間建立起了有機聯(lián)系，形成了佩里尼斷裂分析圖（FAD）。 當(dāng)溫度低于NDT時，隨缺陷尺寸的增加，斷裂強度明顯下降；當(dāng)工作溫度高于NDT時，斷裂強度明顯上升。,圖20 佩里尼裂紋分析圖,4、寬板試驗 寬板試驗用于再現(xiàn)焊接結(jié)構(gòu)中低應(yīng)力脆性斷裂的開裂情況。它由兩個半塊組成，試件的焊邊刨成X形坡口，并在坡口上鋸出切口。然后在X形坡口上用焊條電弧焊焊成縱向?qū)雍缚p，將試件裝配在特制的拉伸試

15、驗機上，當(dāng)試件中部冷卻至不同溫度后加載將其拉斷。,圖21 寬板試驗示意圖,寬板試驗的低應(yīng)力脆性斷裂的幾種情況： a、低應(yīng)力下產(chǎn)生裂紋并立即斷裂，如H點。此為焊接結(jié)構(gòu)中非常危險的失穩(wěn)斷裂，該斷裂溫度稱為失穩(wěn)斷裂溫度。,圖22 寬板試驗示意圖,b、低應(yīng)力下產(chǎn)生脆性裂紋，但裂紋發(fā)展到一定程度會自行停止。繼續(xù)增加負(fù)載，低溫下當(dāng)構(gòu)件達到屈服強度后出現(xiàn)斷裂，如A、B、C等點。 c、在較高溫度及在屈服強度的應(yīng)力下才會產(chǎn)生裂紋，最后發(fā)生斷裂。如F點。,圖23 寬板試驗示意圖,木原的寬板試驗斷裂行為圖分為7個區(qū)域： 、有殘余應(yīng)力和尖銳缺口，裂紋開裂后不擴展； 、應(yīng)力較高，裂紋開裂后即擴展； 、應(yīng)力超過屈服強度s

16、時發(fā)生斷裂的區(qū)域； 、溫度高于裂紋開裂臨界溫度，但不產(chǎn)生脆性開裂；,圖24 木原寬板試驗斷裂行為圖,、溫度較高，應(yīng)力較低，既不發(fā)生脆性開裂又能制止別處引發(fā)裂紋； 、有尖銳缺口，但無殘余應(yīng)力，達到塑斷區(qū)域時才能發(fā)生塑性斷裂； 、有尖銳缺口，但無殘余應(yīng)力，試件開裂后不會擴展，能夠止裂。,圖25 木原寬板試驗斷裂行為圖,第三節(jié) 焊接結(jié)構(gòu)的特點 及其對脆斷的影響,一、焊接結(jié)構(gòu)的特點 1、脆性斷裂的特征： a、突然性構(gòu)件在沒有顯著塑性變形的情況下突然發(fā)生斷裂； b、擴展性脆性破壞一經(jīng)發(fā)生，瞬間就能擴展到整個構(gòu)件； c、低應(yīng)力性構(gòu)件發(fā)生脆斷時，材料中的平均應(yīng)力比屈服極限小得多，為低應(yīng)力下的破壞。,2、發(fā)生

17、脆斷事故的原因： a、構(gòu)件在低溫下工作，使材料變脆； b、構(gòu)件中存在的缺陷和裂紋，造成了嚴(yán)重的應(yīng)力集中； c、焊接接頭中殘余應(yīng)力的作用，促進了裂紋的擴展； d、構(gòu)件為不合格的材料或性能較差的材質(zhì)組成； e、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理造成應(yīng)力集中而破壞。,3、焊接與鉚接對脆斷的影響： 焊接接頭是冶金結(jié)合，具有良好的致密性和整體性。但是，如果焊接結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)開裂，裂紋就很容易由一個構(gòu)件擴展至另一構(gòu)件，并擴展至構(gòu)件整體，造成結(jié)構(gòu)整體破壞。 鉚接接頭則有阻止裂紋跨越構(gòu)件擴展的特點。即使構(gòu)件中出現(xiàn)了裂紋，當(dāng)裂紋擴展到鉚接接頭處時會停下來，不會擴展至另一構(gòu)件中，從而可避免嚴(yán)重的脆斷后果。,二、焊接結(jié)構(gòu)制造工藝的影響

18、1、焊接殘余應(yīng)力的影響 在韌脆轉(zhuǎn)變溫度以上時，外加載荷使得殘余應(yīng)力均勻化，對脆性斷裂影響不大；在韌脆轉(zhuǎn)變溫度以下時，殘余應(yīng)力將使斷裂應(yīng)力顯著減小。 2、焊接應(yīng)力循環(huán)和應(yīng)變循環(huán)對脆斷的影響 在焊接構(gòu)件的脆斷研究中，常采用帶缺口的焊接寬板試驗：一種為開了初始裂紋后再進行焊接；另一種是焊完后再開裂紋。,研究表明，焊前開缺口（裂紋源）與焊后開缺口對應(yīng)力循環(huán)沒有明顯差別，且殘余應(yīng)力大體相當(dāng)；但這兩者的熱應(yīng)變循環(huán)卻有很大差別：焊前開缺口的構(gòu)件在焊接熱循環(huán)中有嚴(yán)重的應(yīng)變集中和較大的熱應(yīng)變量，因此其應(yīng)變循環(huán)和殘余應(yīng)變分布與焊后開缺口的構(gòu)件有明顯的差別。,圖26 焊接寬板試驗應(yīng)力應(yīng)變情況 a-應(yīng)力循環(huán)；b-應(yīng)變

19、循環(huán)（實線為焊前開缺口）,對于焊前預(yù)制裂紋的構(gòu)件，在焊接過程中裂紋尖端將受到極大的熱應(yīng)變。由于應(yīng)力和應(yīng)變循環(huán)的作用，使裂紋處的局部區(qū)域產(chǎn)生“動應(yīng)變時效脆化”現(xiàn)象，從而增大脆性斷裂的危險。,圖27 焊接寬板試驗裂紋延長線上縱向殘余應(yīng)力和應(yīng)變分布情況 a-殘余應(yīng)力；b-殘余應(yīng)變 1、焊前開缺口；2、3-焊后開缺口（前、后）；4-缺口尖端位置,霍爾（Hall）動應(yīng)變時效脆化試驗： 三種類型缺口試樣： 第一種：預(yù)先開缺口，后焊接； 第二種：焊前開缺口，焊后再聯(lián)通； 第三種：先焊接，后開缺口。,圖28 Hall寬板裂紋加工圖,霍爾（Hall）試驗結(jié)果表明，第一、第二類型缺口試樣的轉(zhuǎn)變溫度比第三種類型缺口

20、試樣高33。因此，焊接應(yīng)力、應(yīng)變循環(huán)對焊前有裂紋和焊后開裂紋的構(gòu)件抗脆斷能力有不同程度的影響。在多層焊時，如果在先焊的焊道中產(chǎn)生了焊接裂紋或未焊透，則在后續(xù)的焊道焊接過程中，有可能在這些缺陷處產(chǎn)生熱應(yīng)變時效，使焊接結(jié)構(gòu)的抗脆斷能力下降。,3、預(yù)應(yīng)變對結(jié)構(gòu)脆斷的影響 在焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程中，一般要經(jīng)過剪切和成型等加工工序，材料在成型加工中的預(yù)應(yīng)變量可達到2-3%。一般而言，預(yù)應(yīng)變將使材料斷裂時的殘余塑性變形減小，斷裂韌性降低，因此使材料的塑性降低，脆斷傾向增加。高溫（200-600）預(yù)應(yīng)變對材料脆化傾向的影響比室溫預(yù)應(yīng)變的影響更大。,下圖為C-Mn鋼缺口彎曲試件預(yù)應(yīng)變對脆斷的影響試驗。預(yù)彎時先使

21、缺口張開0.16mm，然后向里彎曲到原來的尺寸。可見，不同溫度下的預(yù)彎處理，其轉(zhuǎn)變溫度不同 ：20預(yù)彎試件的轉(zhuǎn)變溫度最低，250預(yù)彎試件的轉(zhuǎn)變溫度最高；預(yù)彎變形量越大，轉(zhuǎn)變溫度越高。,圖29 缺口彎曲試件預(yù)應(yīng)變對脆斷的影響,4、焊接熱循環(huán)的組織變化對脆斷的影響 在焊接過程中，由于快速的加熱和冷卻，其熱影響區(qū)的作用使接頭中各部位的缺口韌性不同。焊接工藝參數(shù)，尤其是焊接熱輸入對熱影響區(qū)的組織有重要影響。對于高強鋼的焊接結(jié)構(gòu)，更應(yīng)注意焊接熱輸入的選擇：過小的熱輸入會引起淬硬組織，容易產(chǎn)生裂紋；過大的熱輸入易導(dǎo)致晶粒粗大，韌性降低，材料脆化。,5、焊接缺陷對脆斷的影響 焊接缺陷是焊接結(jié)構(gòu)脆斷的重要原因

22、，40%的脆斷事故均是從焊接缺陷處開始破壞的。 焊接缺陷分為平面缺陷和非平面缺陷。 平面缺陷如裂紋、未焊透等，其對斷裂的影響取決于缺陷大小、位置、尖銳程度； 非平面缺陷如氣孔、夾渣等，其對斷裂的影響程度低于平面缺陷。,第四節(jié) 預(yù)防焊接結(jié)構(gòu)脆斷的措施,一、正確選擇材料 選材的原則是： 1、在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，同時要考慮經(jīng)濟效益； 2、母材及焊縫填充材料應(yīng)有較好的缺口韌性，即應(yīng)使焊縫、熱影響區(qū)和熔合線部位具有足夠的抗開裂性能，母材應(yīng)具有一定的止裂性能； 3、隨著強度的提高，更應(yīng)考慮材料的斷裂韌性問題； 4、應(yīng)充分了解結(jié)構(gòu)的使用溫度及載荷情況。,通常采用以下兩種方法對材料進行驗收和評定： 1、按

23、缺口韌性試驗驗收材料 對選定的鋼材用V形缺口沖擊試驗來驗證材料的適用性，即要求以該種材料制備的標(biāo)準(zhǔn)試件在規(guī)定溫度下能達到某一規(guī)定的能量值來考核。研究表明, V形缺口沖擊試驗測定的參考溫度與材料的最低設(shè)計溫度有一定的對應(yīng)關(guān)系。,由允許的最低設(shè)計溫度和結(jié)構(gòu)強度決定的板厚，在下圖中便可查得V形缺口沖擊試驗時選擇材料的參考溫度，然后從材料標(biāo)準(zhǔn)中選取能滿足規(guī)定的V形缺口沖擊試驗最低沖擊能量所要求的材料。,圖30 寬板試驗與V形缺口沖擊試驗轉(zhuǎn)變溫度的關(guān)系 a、焊態(tài) b、焊后熱處理,2、用斷裂韌度與屈服點的比值來評定材料的抗脆斷能力 材料的斷裂韌度（K）與屈服點的比值能很好地說明材料的脆塑性，兩者的比值反映了裂紋尖端處在斷裂前塑性區(qū)的大小。塑性區(qū)小意味著裂紋擴展消耗的能量少，可以認(rèn)為是一種脆性材料；塑性區(qū)大意味著裂紋擴展時要消耗較多的能量，可以認(rèn)為該材料具有較好的抗脆斷性能。,二、合理結(jié)構(gòu)設(shè)計 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須遵守以下幾項原則： 1、應(yīng)全面了解焊接構(gòu)件的工作環(huán)境和工作條件如：對于在露天下工作的構(gòu)件，應(yīng)清楚其最低工作溫度和