文档介绍：焊接铝结构的设计
教师:吕同辉
Instructor :lv Tonghui
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1、概述
轻型材料的应用(特别是铝材)使轻型结构的制造成为可能。铝及其合金焊接技术的快速发展满足了铝结构焊接的要求。
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铝结构焊接和设计的标准主要由三份标准组成
。应用标准既没有EN标准,也没有ISO标准。仅在母
材和填充材料有相应的标准或者在起草阶段。
DIN4113-1:1980 主要静载荷铝结构;载荷分析和设计
DIN4113-2:1993 主要静载荷铝结构;计算和铝结构焊接接头制造
建筑研究院规程:1987 铝结构焊接规程
DVS1608:1983 轨道车辆铝结构焊接
ISO9692-3:2001 坡口准备;铝及其合金的MIG焊和TIG焊
未来欧洲标准是欧洲9号(EN1999),此标准在投票阶段。
ANSI/AWS :2003 结构焊接规程—铝
相关钢结构标准
DIN18800-1:1990 钢结构-计算和设计
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铝结构的设计,虽然在计算方法上与钢结构基本
相同(强度设计、稳定性设计和刚度设计),但由于
其焊接接头性能的特殊性,在接头设计、许用应力等
方面又不同于钢结构。
铝与钢相比重要的区别:
-比较低的强度;
-低弹性模量
-焊接热影响区
-挤压型材的成型
-有减少轻型结构质量可能性
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铝
结构钢
密度
g/cm3
弹性模量
70,000N/mm2
210,000 N/mm2
剪切模量
26,500 N/mm2
81, 000 N/mm2
横向延伸率
热膨胀系数
*106 1/K
12*106 1/K
屈服强度
20-470 N/mm2
240-960 N/mm2
抗拉强度
70-520 N/mm2
36-1100 N/mm2
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铝梁和钢梁的区别
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2、铝结构应用
铝及铝合金具有重量轻、防腐性能好、低温韧性好和易于压力加工等特点,因此在工业领域的各个方面都有大量应用。
——由于其优良的防腐性能和低温韧性好的特点,因此在石油、化工、深冷行业得到广泛应用。
——在建筑行业,由于铝的重量轻、防腐性能好,因此铝结构代替钢结构也有大量应用。
——在轨道交通行业,大量的使用铝代替钢制造轨道车辆,并且呈现上升趋势。
——包括航空、电子技术、包装、机器制造、炼钢等行业都是用铝及其合金。
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应用特点
-能否降低成本,相似结构使用其它材料代替?
-能否节省材料,例如相似结构,铝结构相对钢结构可以节省至少40%的材料?
减轻重量而节省成本,如节省火箭发动机用燃料。
能否因减轻重量增加容积;
使用铝结构无须考虑防腐保护,由于铝结构的这种优点,节省了防腐费用;
能否改变产品外观,例如在建筑上;
结构在100℃以上的性能;
挤压型材的发展,节省制造费用;
考虑铝的重要性能,例如低弹性模量、高塑性、高导电率等
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