文档介绍：焊接结构的不足之处大多反映在焊接接头上的问题,主要有以下几方面:
1)焊接过程是一个不均匀的加热和冷却过程,焊接结构必然存在焊接残余应力和变形,这不仅影响焊接结构的外形尺寸和外观质量,同时给焊后的继续加工带来很多麻烦,甚至直接影响焊接结构的强度。
2)由于焊接接头要经历冶炼、凝固和热处理三个阶段。
3)焊接会改变材料的部分性能。
焊接应力与变形
由于焊接局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀,导致在焊接结构内部产生了焊接应力与变形。焊接应力是引起脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂和失稳破坏的主要原因,焊接变形使结构的形状和尺寸精度难以达到技术要求,直接影响结构的制造质量和使用性能。
第一节焊接应力与变形的产生
第二节焊接变形
第三节焊接残余应力
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第一节焊接应力与变形的产生
一、焊接应力与变形的基本知识
1. 变形
物体在外力或温度等因素的作用下,其形状和尺寸发生变化
2. 应力
存在于物体内部的、受外力作用或其他因素引起物体内部之间相互作用力,叫做内力。物体单位截面积上的内力叫做应力。
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焊接应力是焊接过程中及焊接过程结束后,存在于焊件中的内应力。由焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形。
二、焊接应力与变形产生的原因
1. 焊件的不均匀受热
(1)长板条中心加热(类似于堆焊)引起的应力与变形
钢板条中心加热和冷却时的应力与变形
(2)长板条一侧加热(相当于板边堆焊)引起的应力与变形
钢板边缘一侧加热和冷却时的应力与变形
2. 焊缝金属的收缩
3. 金属组织的变化
4. 焊件的刚性和拘束
第二节焊接变形
一、焊接变形的种类及其影响因素
焊接变形分为5种基本变形形式:收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形。
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焊接变形的基本形式
1. 收缩变形
焊件尺寸比焊前缩短的现象称为收缩变形。
纵向和横向收缩变形
(1)纵向收缩变形
(2)横向收缩变形
2. 角变形
角变形产生的根本原因是由于焊缝的横向收缩沿板厚分布不均匀所致。
几种接头的角变形
T形接头的角变形
3. 弯曲变形
弯曲变形是由于焊缝的中心线与结构截面的中性轴不重合或不对称、焊缝的收缩沿焊件宽度方向分布不均匀而引起的。
(1)纵向收缩引起的弯曲变形
焊缝的纵向收缩引起的弯曲变形
(2)横向收缩引起的弯曲变形
焊缝的横向收缩引起的弯曲变形
4. 波浪变形
波浪变形常发生于板厚小于6mm的薄板焊接
过程中,又称之为失稳变形。
焊缝角变形引起的波浪变形
5. 扭曲变形
产生扭曲变形的原因主要是焊缝角变形沿焊缝长度方向分布不均匀。
工字梁的扭曲变形