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焊接结构笔记和课本内容整理 时间: 2005-12-06 21:59:04 | [] [] 第一章 焊接结构的优点：1）节省材料2）水，气密封性好3）成本低，制造周期短4）重量轻5）厚度不受限制。 焊接结构缺点：1）焊接应力和变形大2）性能不均匀性3）止裂性能差 第二章 焊接接头的定义：焊接接头＝焊缝金属＋熔合线＋热影响区＋部分母材 焊接接头的形式和特点：1）对接（受力好，装配要求高）2）搭接（受力差，装配要求低）3）丁字（十字）（保证焊透来降低应力集中，开坡口或深熔焊接）4）角接头 何为应力集中？它产生的原因有哪些？对接头静载强度有无影响？为什么？ 概念：由于焊缝的形状和焊缝布置的特点，焊缝接头工作应力的分布是不均匀的。其最大应力值比平均应力值高，这种情况称之为应力集中。产生原因：1）焊缝中的工艺缺陷2）不合理的焊缝外形3）设计不合理的焊接接头。 只要接头材料具有足够的塑性，应力集中对静载强度就无影响。因为当材料具有足够的塑性时，结构在静载破坏之前就有显著的塑性变形，接头在塑性变形过程中能发生应力均匀化。 铆焊联合接头和铆焊联合结构有什么不同？它们各自在结构中的作用是什么？ 铆焊联合接头是指在同一个接头上既有铆钉又有焊缝。铆焊联合结构是指大部分用焊接，个别部分用铆接。铆焊联合接头是一种不合理的接头形式，一般在需要对过去已有的铆接接头进行加固时采用。之所以采用铆焊联合结构是因为铆接也有焊接不能代替的特点：1）铆接接头比焊接接头刚度小，有较大的退让性。2）铆接接头的应力集中系数比某些焊接接头的应力集中系数小，对疲劳强度有利。3）铆接接头在结构中形成的内应力比焊接结构的内应力低4）铆接结构有较高的止裂性5）铆接还可以减少工地条件下的焊接，从而保证产品质量。 选择坡口的原则： 1）根据板厚和焊接方法选坡口，保证熔透2）焊接材料的消耗量3）可焊到性4）坡口加工5）焊接变形 何谓应变时效？何谓动应变时效（热应变脆化）？它们的差别是什么？ 钢材经过冷加工产生一定的塑性变形，如剪切，冷作成型，又经过150℃~450℃温度范围内的加热，就会引起应变时效。在焊接时金属受到热循环和热塑性变形循环的作用，使脆化严重，一般称此时效为热应变时效或动应变时效。 应变时效：塑变（剪切，冷作成型）—加热150℃~450℃—脆化加强—应变时效。动应变时效：塑变加热—脆化严重—动应变时效。 联系焊缝：只传递部分载荷，使被联结构产生协调变形 工作焊缝：传递全部载荷，一旦断裂结构即失效 焊缝金属的组织：由填充材料及部分母材经过熔化冷凝形成的铸造组织 高组配接头：焊缝强度大于母材，软夹硬的接头。低组配接头：硬夹软的接头。 增大焊缝强度的方法：增大焊缝断面，控制相对宽度。 高强的母材阻碍焊缝金属的变形使之受三向应力状态而强化。 ? 第三章 内应力：在没有外载荷作用时平衡于物体内部的应力。性质:1)自身平衡：∑F=0,∑M=0 2）不稳定性 推论：内应力的波形图至少是三波形的。 按平衡分类：一、宏观内应力，二、微观内应力，三、超微观内应力 按产生原因分类：热应力，组织应力 产生时间分类：瞬时应力，残余应力 物体的温度变化或相变将使其尺寸，形状发生变化，如果这种变化不受外界阻碍而自由的进行，这种变形称之为自由变形。当金属物体在温度变化过程中受到阻碍，使它不能完全自由的变形，只能够部分的表现出来，我们把能够表现出来的这部分变形叫外观变形，未表现出来的那部分变形叫内部变形。 ? 焊接残余变形 ? 纵向收缩变形以及所引起的挠曲变形 纵向收缩：平行于焊缝方向；横向收缩：垂直于焊缝方向 线能量：单位长度焊缝所得到的实际能量 焊接残余变形的影响因素：1） 横向收缩变形以及它所引起的挠曲变形 1．? 影响因素：线能量↑横向收缩量↑，板厚↑横向收缩量↓ 2．? 影响因素：线能量↑横向收缩量↑，间隙↑坡口角度↑横向收缩量↑，焊缝金属量↑横向收缩量↑ 角变形 1．? 影响因素：线能量和角板厚的增大会使共建正反向塑性变形量差值↑，角变形↑，若达到某一个值，反而角变形↓ 2．? 失稳：薄板在承受压力时，当其中的压应力达到某一临界值时，薄板将因出现波浪变形而丧失承载能力，这种现象叫失稳。 预防焊接变形的措施： 设计措施：1）合理的选择焊缝的尺寸和形式。2）尽可能减少不必要的焊缝。3）合理地安排焊缝的位置。 工艺措施：1）严格对加工，装配工序的要求。2）预留收缩量。3）反变形法。4）刚性固定法。5）合理地选择焊接方法和规范。6）选择合理的装配焊接顺序。 矫正焊接变形的方法： 用机械和火焰矫正焊接变形的原理各是什么？ 机械矫正法：使已经缩短了的纤维在外力作用下伸长。火焰加热矫正法：利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形，使较长的金属在冷却后收缩，来达到矫正变形的目的。 如