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结构装备施工技术分析与研究
Analysis and Research on Construction Technology of Structural Equipment

算法进行优化设计提供理论支持。
（二）焊接工艺缺陷表征参数
焊接工艺缺陷是产生焊接结构失效的主要因素之一，焊接工艺缺陷是指焊接工
艺制定不合理、焊接规范的运用不当、焊接方法的选择不正确等原因造成的，而且难
以通过质量管理来避免，针对典型焊接工艺失效模式，开展缺陷判据研究。根据 GB/

T6117.1—2005《金属熔焊焊缝缺欠分类及说明》，将焊接工艺缺陷分为两类来考虑：
一类是裂纹类缺陷，例如裂纹、气孔、夹杂、未焊透、未熔合等缺陷，它们的形成机
理相对复杂，需要通过大量的试验和检测方法进行定量分析；一类是残余应力类缺陷，

例如残余应力、变形等缺陷，它们可以通过仿真方法进行定量分析。
采用常规失效分析法对航空、船舶、兵器等武器装备典型焊接结构开展失效 / 故
障案例进行分析。例如，火箭弹发生器本体结构进行水压试验，在焊缝处发生渗水现
象，并通过宏观形貌观察、断口和本体内外表面形貌进行微观观察、金相分析等技术，

分析认为由于焊接预热温度控制不严，发生器本体内部存在残余应力，黑化酸洗过程
中引入了腐蚀性介质，导致发生器本体在应力及腐蚀性介质的作用下发生应力腐蚀开
裂，部分裂纹形成穿透性裂纹，导致水压试验时发生泄漏；某两栖保障车液压油箱开裂，

开裂位置出现在焊缝处，经分析由于焊接速度过快，焊缝组织中存在残余应力，残余
应力影响焊缝承受静载能力，在试验过程中受到外力作用下焊缝开裂；火焰筒扇形段
焊后胀形开裂，开裂位置出现在焊缝处，由于焊接电流过大，焊缝中存在微小裂纹，
在胀形冲击力的作用下，裂纹沿着焊缝方向扩展产生裂口；飞机主起落架活塞杆发生
脆性断裂，经分析由于多层焊道，层间温度的控制不严，焊缝处出现应力集中萌生裂纹；

航空发动机加力总管发生疲劳断裂，由于加热温度高，高温停留时间长，焊缝中产生
裂纹，引起疲劳断裂。
通过以上新研焊接材料产生失效的机理分析，新研材料焊接工艺缺陷的表征参数

为焊接裂纹类缺陷和残余应力类缺陷：裂纹类缺陷以试验为基础检测焊接接头力学性
能，如抗拉强度和显微硬度作为焊接工艺缺陷的表征参数。由于焊接接头包括母材、
热影响区和焊缝三个部分，在进行横向拉伸时，断裂可能出现在母材、热影响区和焊
缝处，得到焊缝的拉伸强度可以判断焊接件的拉伸性能，作为评定焊缝质量的一个重

要的表征参数；同时焊接接头的显微硬度通常用来估算焊接接头的强度，此外焊接接
头的硬度也常与焊件在工况中的使用性能有关，例如作为抗磨损能力的度量，经常规
定焊件最低允许硬度数值衡量焊件的耐磨性，对于另外一些焊件，特别是在含氢介质
下工作的焊接结构，由于淬硬组织易引起氢致开裂和其他氢损伤，因此有时规定焊缝

的最高硬度不能超多某个上限数值，有时焊接接头热影响区的最高硬度用来评价钢材
的冷裂倾向，因此将焊缝处的显微硬度作为评定焊接质量的另一个重要的表征参数；

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