焊接結構(完整)

1、序序 言言 1、課程背景課程背景材料成型與控制專業(yè)方向限選課；材料成型與控制專業(yè)方向限選課； 焊接專業(yè)的主干課焊接專業(yè)的主干課； IWEIWE培訓中培訓中國際焊接工程師必修課、考試課。國際焊接工程師必修課、考試課。 它對于從事焊接結構生產、設計、管理、安裝、維修、質量它對于從事焊接結構生產、設計、管理、安裝、維修、質量 控制等方面技術工作的人員都是十分重要的?？刂频确矫婕夹g工作的人員都是十分重要的。 焊接結構 2.教學安排教學安排 本課程總學時為本課程總學時為24學時學時。 其中：其中： 理論理論學時為學時為20學時學時 由由張元鐘張元鐘老師負責講授；老師負責講授； 實驗實驗學時為學時為4學時

2、學時 3、主要教學內容及學時分配主要教學內容及學時分配 焊接應力與變形；焊接應力與變形；1012學時學時 焊接結構強度：焊接結構強度： 焊接結構的靜載強度焊接結構的靜載強度 自學；自學； 焊接結構的脆性斷裂焊接結構的脆性斷裂 4學時；學時； 焊接結構的疲勞破壞焊接結構的疲勞破壞 4學時。學時。 4、主要教學參考書 【1】田錫唐主編.焊接結構 北京:機械工業(yè)出版社,1996 【2】焦馥杰主編.焊接結構分析基礎 上?？萍嘉墨I出版社,1998 【3】中國機械工程學會焊接學會編 焊接手冊(第三卷)，焊接結構 北京:機械工業(yè)出版社,1992 【4】方洪淵主編. 焊接結構學 北京:機械工業(yè)出版社，2005

3、 【5】賈安東著 焊接結構生產與設計 天津:天津大學出版社,1987第一章 緒論 本章提要本章提要： 本章主要介紹焊接結構的應用特點及其在工業(yè)生產與經濟建設中的地位。 掌握要點掌握要點： 1、焊接結構自身的優(yōu)點與焊接工藝優(yōu)勢焊接結構自身的優(yōu)點與焊接工藝優(yōu)勢； 2、焊接結構應引起充分注意的問題！焊接結構應引起充分注意的問題！1.1 焊接結構應用的廣泛性焊接結構應用的廣泛性工業(yè)地位1.1.1 焊接結構的用鋼量指標用鋼量指標比較 用鋼量比率用鋼量比率( (焊接結構用鋼量焊接結構用鋼量/ /鋼的總產量鋼的總產量 ) ) 100%100% a.美、德、日、英等發(fā)達國家5055； b.我國目前水平已達40

4、45%. 可見，焊接結構用鋼量比率之大！ 第一章 緒論焊接結構用鋼量 焊接結構用鋼量80年代工業(yè)發(fā)達國家（日本、美國、德國）約為45%，我國約為25%。 2005年中國焊接結構用鋼量為37%,工業(yè)發(fā)達國家達到50%以上。 同年鋼產量達到3.49億噸，成為世界最大的鋼材生產與消費國，而焊接結構的用鋼量也突破1.3億噸。人均鋼產量 90年代重工業(yè)成熟國家人均鋼產量為600kg/p.y，我國鋼產量突破6000萬t，人均55kg/p.y。 2006年世界鋼產量為12.39億t，我國鋼產量為4.2億t，占全世界鋼產量的34%，人均300kg/p.y。 2010年我國鋼產量將達到5億t左右，同時我國正在努

5、力從鋼材大國向鋼材強國的方向發(fā)展。1.1.2 焊接結構的分類、應用領域焊接結構的分類、應用領域梁柱桁架和塔桅結構板殼結構運輸裝備用板殼結構機器結構 第一章 緒論1.1.2 焊接結構的分類、應用領域焊接結構的分類、應用領域 汽車、鐵路車輛、船舶、航空、航天、鍋爐、壓力容器、石油化工、建筑、公交、家電、電子、核能、軍工等諸多領域都有應用。 可見焊接工程師也會大有用武之地！第一章 緒論焊接結構應用的領域焊接結構應用的領域埋弧焊埋弧焊自動焊接鍋爐汽包自動焊接鍋爐汽包焊接結構應用的領域焊接結構應用的領域 水電裝備 三峽水利樞紐的應用 導水管、蝸殼、轉輪、大軸、發(fā)電機機座等 其中馬氏體不銹鋼轉輪直徑10.

6、7m 高5.4m 重440t，為世界最大的鑄焊結構轉輪焊接結構應用的領域焊接結構應用的領域 加氫反應器 2005年底由第一重型機械集團為神華公司制造的中國第一個煤直接液化裝置的加氫反應器，直徑5.5m長62m厚337mm重2060t，為當今世界最大、最重的鍛焊結構加氫反應器 采用國內自主知識產權的全自動雙絲窄間隙埋弧焊技術，每條環(huán)焊縫需連續(xù)焊接5天。焊接結構應用的領域焊接結構應用的領域焊接結構應用的領域焊接結構應用的領域 神舟7號飛船航天員活動的返回艙和軌道艙都是鋁合金的焊接結構，而焊接接頭的氣密性和變形控制是焊接制造的關鍵。焊接結構應用的領域焊接結構應用的領域 國家大劇院的橢球型穹頂是世界最

7、重的鋼結構穹頂；奧林匹克主體育場的鳥巢式鋼結構重5萬噸，是世界之最。焊接結構應用的領域焊接結構應用的領域 杭州灣大橋為全焊鋼結構斜拉橋。 西氣東輸的管線長4000km，是中國第一條高強鋼（X70）大直徑長輸管線，所用的螺旋鋼管和直縫鋼管全部是板焊形式的焊接管。焊接結構應用的領域焊接結構應用的領域 船體是典型的板焊結構。 2005年總噸位12121萬噸，占世界造船總量的17%，居于日、韓之后，穩(wěn)居世界第三位，正向年產2500萬噸的世界水平邁進。第一章 緒論焊接結構制造工藝特點及前景展望 從“十一五”規(guī)劃的二十項國家重大技術裝備的研制項目可以看出，在百萬千瓦級核電機組、超超臨界火力發(fā)電機組成套設備

8、、高水頭超大容量水電機組、大型抽水蓄能機組、30 60萬瓦級循環(huán)硫化床（CFB）鍋爐的成套技術裝備、百萬噸級大型乙烯成套設備、百萬噸級大型對苯二甲酸成套設備、大型煤制氣成套設備以及大型煤礦綜合采掘成套技術與裝備中，焊接制造都是關鍵制造工藝之一。 由此可見，焊接在國民經濟發(fā)展和國防建設中具有非常重要的地位和作用。從事焊接生產工作前景遠大。第一章 緒論 1.2 焊接結構的優(yōu)點焊接結構的優(yōu)點技術優(yōu)勢技術優(yōu)勢 重量輕：減少材料消耗-比鉚接輕1520%，比鑄件輕5060% 整體性：具有高剛性：整體剛性強，傳力特性好高致密性：氣密性好，可制造高壓容器1.2 焊接結構的優(yōu)點焊接結構的優(yōu)點技術優(yōu)勢技術優(yōu)勢 接

9、頭等強性： 焊縫與母材不同質，強度不同 結構材質好，材料利用率高 合理利用材料： 異種材料焊接，合金鋸條、容器襯里、硬質合金刀具、金剛石鉆具、挖煤機械、仿生非光滑犁壁、自動控制記憶合金、噴涂、堆焊1.2 焊接結構的優(yōu)點焊接結構的優(yōu)點技術優(yōu)勢技術優(yōu)勢 工藝靈活，適應性強 大型復雜結構 采用分部件裝焊、現場裝焊-船舶、鍋爐、桁架結構、石油管線、橋梁 特殊產品 空心球、水箱、電子束焊加工齒輪、水泥電線桿 工藝方法靈活，選擇范圍寬；工藝方法靈活，選擇范圍寬；操作位置及焊操作位置及焊接方法接方法 成本低廉，質量可靠。 1.3 焊接結構的特點焊接結構的特點揚長避短揚長避短 （1）存在嚴重的應力集中）存在嚴

10、重的應力集中 （2）必然產生殘余應力和變形）必然產生殘余應力和變形 （3）接頭存在性能不均勻性）接頭存在性能不均勻性 （4）接頭止裂性差）接頭止裂性差第一章 緒論 1.4 焊接結構的可靠性焊接結構的可靠性 焊接結構的可靠性焊接結構的可靠性材料焊接性結構工藝性 結構性能第一章 緒論 質量管理體系 焊接結構的使用安全性使用安全性應綜合考慮到： 產品設計、生產制造、產品檢驗、生產應用、產品設計、生產制造、產品檢驗、生產應用、 保養(yǎng)維護保養(yǎng)維護等各個環(huán)節(jié)等各個環(huán)節(jié)！ 無論結構的設計、制造、檢測部門，無論結構的設計、制造、檢測部門，還是結構的使用部門，都要有強烈的質量還是結構的使用部門，都要有強烈的質量

11、意識并且有嚴格的質量管理體系作為保障！意識并且有嚴格的質量管理體系作為保障！哪個環(huán)節(jié)有疏漏都可能造成嚴重的經濟損哪個環(huán)節(jié)有疏漏都可能造成嚴重的經濟損失。有時甚至是災難性的！失。有時甚至是災難性的！結束語第一章結束！第二章 焊接應力與變形 內容提要： 本章是全課程的重點和難點！ 要求掌握： 1. 焊接應力與變形的基本知識和分類方法； 2. 焊接應力與變形的產生機理與影響因素； 3. 焊接應力與變形的預防及控制措施； 4. 焊接變形的矯正與焊接應力的消除方法。2.1 焊接應力與變形的基本知識 2.1.1 內應力的概念 內應力定義 指在無外力無外力作用作用下平衡平衡于物體內 部的應力。 內應力特點特

12、點 拉壓共存；拉壓平衡；在應力分 布圖上至少有3塊面積。 內應力別名 初始應力，鎖定應力，固有應力、反作用應力等。 內應力舉例鑄件，焊接件，鉚接件等都存在內應力鑄件，焊接件，鉚接件等都存在內應力鑄件中的內應力分布 yx 受壓區(qū)受壓區(qū) 受拉區(qū)鉚接件中的內應力分布 y鉚釘鉚釘工件x內應力分布焊接件中內應力的分布 特點：中心區(qū)域受拉； 兩邊區(qū)域受壓。xy內應力是一種普遍存在的現象 思考： 1、 菜板為什么會裂？ 2、 鋼筋混凝土預制構件中有無內應力？ 3、 熟好的西瓜為什么容易裂開？ 4、 腹部有未愈合傷口的人為什么不敢直腰？2.1.2 焊接應力的分類 按產生原因分為按產生原因分為: （1）熱應力熱

13、應力(又稱溫度應力又稱溫度應力)由于焊件經受了不協(xié)由于焊件經受了不協(xié)調的熱變形所致。調的熱變形所致。 （2）相變應力相變應力由于焊縫區(qū)不均勻的相變，引起由于焊縫區(qū)不均勻的相變，引起焊縫及熱影響區(qū)金屬的比容變化所致。焊縫及熱影響區(qū)金屬的比容變化所致。 （3）拘束應力拘束應力由于工件自身或外加夾具的拘束由于工件自身或外加夾具的拘束作用產生的內應力。作用產生的內應力。 （4）凝縮應力凝縮應力因焊縫區(qū)液態(tài)金屬冷凝收縮引起因焊縫區(qū)液態(tài)金屬冷凝收縮引起的內應力。的內應力。 （5）氫致集中應力氫致集中應力因焊縫區(qū)的擴散氫在晶界或因焊縫區(qū)的擴散氫在晶界或顯微缺陷處聚集而形成氫壓所致的內應力。顯微缺陷處聚集而形

14、成氫壓所致的內應力。 按產生時序分為： 瞬時應力焊接過程不斷變化著的動態(tài)內應力。焊接過程不斷變化著的動態(tài)內應力。 殘余應力焊后，殘留于工件中的內應力焊后，殘留于工件中的內應力。 按作用范圍分為： 宏觀內應力作用范圍可以工件來比量作用范圍可以工件來比量。 微觀內應力作用范圍可用晶粒尺寸來比量作用范圍可用晶粒尺寸來比量。 超微觀內應力作用范圍可用晶格尺寸來比量。作用范圍可用晶格尺寸來比量。2.1.2 焊接應力的分類 按應力狀態(tài)分為： 單向應力又稱線應力線應力，存在于窄板條窄板條結構結構； 雙向應力又稱平面應力平面應力，存在于薄板薄板結構結構； 三向應力又稱體積應力體積應力，存在于厚板厚板結構結構。

15、 三向應力的符號表示：x , y , z 。 x 縱向應力縱向應力，即平行焊縫方向的內應力；，即平行焊縫方向的內應力； y 橫向應力橫向應力，即垂直焊縫方向的內應力；，即垂直焊縫方向的內應力； z 板厚方向的應力板厚方向的應力，即垂直焊縫平面的內應力。，即垂直焊縫平面的內應力。2.1.2 焊接應力的分類焊接應力的分類2.1.3 焊接變形及其分類焊接變形及其分類 焊接變形焊接變形焊接工藝過程導致的工件尺寸或形狀焊接工藝過程導致的工件尺寸或形狀的改變。的改變。 焊接變形的分類： 按產生時序分為： 瞬時變形即指焊接過程中工件的即指焊接過程中工件的動態(tài)動態(tài)變形；變形； 殘余變形焊后，殘留于工件中的變形

16、。焊后，殘留于工件中的變形。 瞬時變形是一個過程； 殘余變形是最終結果。 按焊接變形的形貌分為： 縱向收縮?L工件在焊縫方向的尺寸縮短行為；工件在焊縫方向的尺寸縮短行為； 橫向收縮?B在垂直焊縫方向的尺寸縮短行為；在垂直焊縫方向的尺寸縮短行為； 角變形 工件的平面圍繞焊縫軸線產生的角位移；工件的平面圍繞焊縫軸線產生的角位移； 波浪變形薄板工件在板平面上產生的凸凹不平薄板工件在板平面上產生的凸凹不平； 彎曲變形工件軸線產生的撓曲變形； 扭曲變形工件整體產生的螺旋變形； 焊接錯邊工件的坡口兩側母材產生局部不平。2.1.3 焊接變形及其分類收縮變形縱向、橫向角變形波浪變形失穩(wěn)變形彎曲變形扭曲變形焊接

17、變形的幾點說明 1 1 區(qū)別區(qū)別偽波浪變形偽波浪變形與真正與真正波浪變形波浪變形的本質不同；的本質不同； 2 2 注意注意焊接錯邊與裝配錯邊焊接錯邊與裝配錯邊的本質不同；的本質不同； 3 3 注意分析各種變形的產生原因及相互關系。注意分析各種變形的產生原因及相互關系。 解釋與提示：解釋與提示：波浪變形本質波浪變形本質是：薄板是：薄板受壓失穩(wěn)受壓失穩(wěn) 行為；行為； 它們都是構件它們都是構件 剛性不足剛性不足 的表現形式。的表現形式。 裝配錯邊裝配錯邊是機械是機械裝配精度不足裝配精度不足所為；所為； 是是鉚工鉚工的責任！的責任！焊接變形的幾點說明 焊接錯邊的本質原因是：焊接錯邊的本質原因是： 焊接

18、件坡口兩側母材焊接件坡口兩側母材熱變形不一致熱變形不一致或受熱狀或受熱狀態(tài)不同所致。具體原因可能是：態(tài)不同所致。具體原因可能是： （1）電弧偏吹；）電弧偏吹； （2）異質接頭；）異質接頭； （3）不等厚接頭；）不等厚接頭； （4）散熱條件不同；）散熱條件不同； （5）拘束條件不同。）拘束條件不同。各種變形的相互聯(lián)系 縱向收縮縱向收縮 橫向收縮橫向收縮 角變形的本質角變形的本質是：橫向收縮橫向收縮在在厚度方向厚度方向上上的的不等量分布不等量分布所致。所致。 扭曲變形的本質扭曲變形的本質是：角變形角變形在焊縫長度焊縫長度方方向向上的上的不等量分布不等量分布與與不對稱焊接不對稱焊接所致。所致。 彎曲

19、變形可能是：彎曲變形可能是：縱向收縮和/或橫向收縮造成的。即把焊縫的偏心收縮！產生的偏心力矩理解為偏心壓縮！是兩種是兩種基本變形基本變形形式，是二形式，是二 維收縮的結果維收縮的結果！2.1.4 焊接應力與變形機理分析焊接應力與變形機理分析 提要：提要：這里通過對小試件均勻線性加熱與冷卻過這里通過對小試件均勻線性加熱與冷卻過程熱循環(huán)中的熱變形與熱應力循環(huán)程熱循環(huán)中的熱變形與熱應力循環(huán) 的分析，使我的分析，使我們深刻理解焊接應力與變形的產生過程及殘余應們深刻理解焊接應力與變形的產生過程及殘余應力與變形的產生機理。力與變形的產生機理。 方法方法：利用應力、應變循環(huán)圖直觀分析。：利用應力、應變循環(huán)圖

20、直觀分析。 基本概念：自由變形，外觀變形，內部變形?；靖拍睿鹤杂勺冃危庥^變形，內部變形。 基本符號：基本符號： L T Le L 應變表示：應變表示： T e 三種基本變形的定義三種基本變形的定義 自由變形自由變形 在溫度變化時試件的變形不受任何限制，能夠在溫度變化時試件的變形不受任何限制，能夠充分表現出來的變形充分表現出來的變形 外觀變形外觀變形 由于某種拘束作用的限制，使得試件的熱變形由于某種拘束作用的限制，使得試件的熱變形不能充分表現出來，把其中不能充分表現出來，把其中表現出來的部分變形表現出來的部分變形稱為外觀變形稱為外觀變形 內部變形內部變形 未表現出來未表現出來的那部分就稱為的

21、那部分就稱為內部變形內部變形 三種基本變形的圖解 L0L可見可見， L=| L T Le| 考慮到拉壓關系考慮到拉壓關系應力分析的重要公式應力分析的重要公式LTLe又有又有, L= Le L T 即即, Le = L T + L三種變形的應變形式三種變形的應變形式 只要將公式 Le = L T + L 兩邊同除以試件兩邊同除以試件 的原始長度的原始長度L0，即得到各，即得到各自的應變形式：自的應變形式： e T 其中，其中， L T L0 可計算可計算 Le 可測量可測量 因而，因而， L 可間接計算得到可間接計算得到 三種變形的分析結論三種變形的分析結論： 外觀變形在數值上外觀變形在數值上等

22、于等于自由變形與內自由變形與內部變形的部變形的代數和。代數和。 它的應變表達式為：它的應變表達式為： e T 它的等價形式為：它的等價形式為： e T 這兩個公式一定要牢記！2.1.5 試件內部的應力 提示提示：小試件均勻加熱過程的變形一旦受到拘小試件均勻加熱過程的變形一旦受到拘束束等效于外力作用，就會產生內部變形，同樣等效于外力作用，就會產生內部變形，同樣會產生應力。會產生應力。 計算方法：計算方法： 在彈性范圍內在彈性范圍內 E E（ e T ） 超出彈性范圍超出彈性范圍則有則有 s2.1.6 材料屈服極限的變化 低碳鋼應力應變曲線示意圖低碳鋼應力應變曲線示意圖2.1.6 材料屈服極限的變

23、化 提示提示：材料的機械性能隨溫度的變化而變化，當材料的機械性能隨溫度的變化而變化，當溫度變化幅度較大時，其性能變化幅度也是十分溫度變化幅度較大時，其性能變化幅度也是十分驚人的！驚人的！ 低碳鋼低碳鋼屈服極限隨加熱溫度的變化關系屈服極限隨加熱溫度的變化關系500600sT500 600Ts低碳鋼屈服極限的簡化 500 600Ts2.1.7 TP與TS TP 指金屬在升溫過程中達到指金屬在升溫過程中達到s為為0時所對時所對 對對應臨界溫度。應臨界溫度。 TS指金屬在升溫過程中，內部應力達到指金屬在升溫過程中，內部應力達到s時時所對對應臨界溫度。所對對應臨界溫度。 舉例：對于低碳鋼舉例：對于低碳鋼

24、TP600； TS的討論：的討論： 分析低碳鋼小試件在不同拘束條件的分析低碳鋼小試件在不同拘束條件的TS ？低碳鋼在絕對剛性拘束時的TS 提示提示：絕對剛性拘束絕對剛性拘束，等價等價 e 0 ！ 因此，因此， T = 達到達到TS時時, 試件中對應的應力值為試件中對應的應力值為s ！低碳鋼的相關材料常數：低碳鋼的相關材料常數： 12106/， E=2107 N / cm21. s =24000N / cm2計算結果 代入具體參數可得代入具體參數可得： s sE E E Es s整理后，得 s s / /（ E E ） 24000/(224000/(210107 712121010-6-6） 1

25、00 100 即在絕對剛性拘束下，只要溫度升高即在絕對剛性拘束下，只要溫度升高100100 低碳鋼小試件便達到屈服狀態(tài)！低碳鋼小試件便達到屈服狀態(tài)！2.1.8 典型拘束狀態(tài)的表征 絕對自由拘束絕對自由拘束： e T ， 0 絕對剛性拘束絕對剛性拘束： T ，e 0 彈性拘束：彈性拘束： e T ， 0 上述幾種上述幾種拘束狀態(tài)的表征，在以后的拘束狀態(tài)的表征，在以后的應力分析中會經常提到！應力分析中會經常提到！2.1.9 殘余變形殘余變形與殘余應力殘余應力 關于小試件的幾點討論：關于小試件的幾點討論： （1）當溫升當溫升T TS時，內部變形時，內部變形 s ； 材料內部材料內部沒有塑性變形沒有塑

26、性變形，即，即p 0； 材料處于材料處于完全彈性狀態(tài)完全彈性狀態(tài)。 因此，加熱循環(huán)結束后，試件也因此，加熱循環(huán)結束后，試件也沒有沒有 任何殘余變形。任何殘余變形。試件最終恢復原始狀試件最終恢復原始狀 態(tài)，所以，其內部也態(tài)，所以，其內部也沒有殘余應力沒有殘余應力！ （2）當溫升當溫升 T TS時，內部變形時，內部變形 s ； 材料內部材料內部就會產生就會產生塑性變形塑性變形， 即即|p | 0；(假設假設 s ) 材料處于材料處于彈彈塑性狀態(tài)塑性狀態(tài)。 因此，在冷卻過程中：因此，在冷卻過程中： 若允許試件自由收縮，熱循環(huán)結束后，試件若允許試件自由收縮，熱循環(huán)結束后，試件就會產生就會產生尺寸縮短尺

27、寸縮短|p |的的 殘余變形殘余變形！ 若不允許試件自由收縮，那么，冷卻過程就若不允許試件自由收縮，那么，冷卻過程就會產生會產生拉應力拉應力，最終，就會產生，最終，就會產生殘余拉應力殘余拉應力！ 2.1.9 殘余變形殘余變形與殘余應力殘余應力2.1.9 殘余變形殘余變形與殘余應力殘余應力 （3）當溫升當溫升 T TS時，時， 內部變形內部變形| | s ； 這時，材料內部這時，材料內部產生的產生的塑性變形塑性變形一旦一旦達到：達到： |p | s 的狀態(tài)，那么，冷卻終了的狀態(tài)，那么，冷卻終了時，試件中不但會產生達到時，試件中不但會產生達到s 的拉應力，的拉應力，還會產生新的拉伸塑性變形還會產生

28、新的拉伸塑性變形p ！ 這就是所謂的這就是所謂的熱塑性變形循環(huán)熱塑性變形循環(huán)！2.1.10 長板條中心加熱試件分析 分析前提分析前提平面變形假設平面變形假設 表述：表述：試件上處在同一平面的點，在整個試件上處在同一平面的點，在整個熱變形過程中始終保持在同一平面上！熱變形過程中始終保持在同一平面上！ 聯(lián)想：材料力學中的聯(lián)想：材料力學中的平面變形假設平面變形假設！ 加熱條件：加熱條件：長板條中心加熱長板條中心加熱 1) TMAX TS 2) TMAX TS 外觀變形外觀變形等于等于自由變形與內部變形的自由變形與內部變形的代數和代數和 e T 內應力內應力 E E（ e T ） 或或 s TP 指金

29、屬在升溫過程中達到指金屬在升溫過程中達到s為為0時所對時所對 對對應臨界溫度。應臨界溫度。 TS指金屬在升溫過程中，內部應力達到指金屬在升溫過程中，內部應力達到s時時所對對應臨界溫度。所對對應臨界溫度。 長板條中心加熱試件分析具體分析1) TMAX TS 的最高溫度狀態(tài)的最高溫度狀態(tài)T假象狀態(tài)假象狀態(tài) 實際狀態(tài)實際狀態(tài) 平面變形平面變形 各自獨立各自獨立|max | s Te 冷卻終了： 由于由于TMAX TS ，故內部變形故內部變形 s ； 單元體內部單元體內部沒有塑性變形沒有塑性變形，即，即p 0； 單元體內每個小窄條處于單元體內每個小窄條處于完全彈性狀態(tài)完全彈性狀態(tài)。 因此，加熱循環(huán)結束

30、后，單元體因此，加熱循環(huán)結束后，單元體沒有沒有 任何殘余變形，任何殘余變形，最終恢復到原始狀態(tài)。最終恢復到原始狀態(tài)。 所以，單元體內部也所以，單元體內部也沒有任何殘余應力沒有任何殘余應力！具體分析 2) TMAX TS具體分析s|max | s p 加熱狀態(tài)加熱狀態(tài)冷卻終了冷卻終了中心受壓，兩邊受拉中心受壓，兩邊受拉 中心受拉，兩邊受壓中心受拉，兩邊受壓ee 2.1.12 長板條中心焊接試件分析長板條中心焊接試件分析 提示： 1. 加熱最高溫度遠超過加熱最高溫度遠超過T TP P; ; 2. 最大塑性變形最大塑性變形P P遠超過遠超過s； 因此，因此， 應力分布圖出現新的變化；應力分布圖出現新

31、的變化； 殘余應力的峰值將達到殘余應力的峰值將達到s 。加熱至最高溫度時的應力分布加熱至最高溫度時的應力分布 長板條中心焊接長板條中心焊接+加熱至最高溫度狀態(tài)加熱至最高溫度狀態(tài)seT P特點:應力場兩邊受拉,中部受壓;總體平衡！中心區(qū)中心區(qū)應力為零;壓縮塑性變形最大；外觀變形平移伸長；材料處于三種狀態(tài)： a）彈性狀態(tài)； b）彈塑性狀態(tài)； c）完全塑性狀態(tài)。冷卻至室溫的應力分布圖 殘余應力分布Pe 冷卻終了：冷卻終了：兩邊受壓，中心受拉；兩邊受壓，中心受拉； 峰值應力達到峰值應力達到ss，產生拉伸塑性變形，產生拉伸塑性變形 P P課后思考題 長板條一側堆焊時的變形與應力分布會是怎樣？2.2 焊接

32、應力與變形的產生機理焊接應力與變形的產生機理 2.2.1 低碳鋼小試件在低碳鋼小試件在均勻線性均勻線性加熱與冷卻時的加熱與冷卻時的 應力與變形循環(huán)應力與變形循環(huán) 提示：提示：通過幾種典型拘束條件下通過幾種典型拘束條件下, ,低碳鋼小試件在低碳鋼小試件在線性線性加加熱與冷卻時的應力與變形循環(huán)熱與冷卻時的應力與變形循環(huán), ,揭示焊接應力與變形的機揭示焊接應力與變形的機理。理。 分析方法：分析方法： 運用運用自由變形、外觀變形、內部變形自由變形、外觀變形、內部變形的關系的的關系的圖解法圖解法得出分析結論。得出分析結論。 典型拘束條件：典型拘束條件： （1 1）完全自由）完全自由 （2 2）絕對剛性）

33、絕對剛性 （3 3）加熱剛性拘束，冷卻自由收縮）加熱剛性拘束，冷卻自由收縮 （4 4）彈性拘束）彈性拘束 完全自由狀態(tài)完全自由狀態(tài)具體分析（1 1）完全自由，特征：）完全自由，特征： e e T T ， 0 0結論：因為 0 ，所以p 0 ！tT, T ,e,0t0 t1 t2變形充分變形充分! 應力為零應力為零! 故沒有任何應力，也沒有殘余變形！eT（2）絕對剛性拘束脹絕對剛性拘束脹 特征：特征：e 0， T T 完全自由收縮完全自由收縮 特征：特征：e T Ta）TMAXTS= 100|max| s ,p= 0無殘余應力與殘余變形！ T, T ,e,t0 t1 t2tTe（2）絕對剛性拘束

34、脹絕對剛性拘束脹 特征：特征：e 0， T T 完全自由收縮完全自由收縮 特征：特征： e T T100200300有殘余應力，無殘余變形！T, T,e,tt0b) TMAX= 300 |max|s |p max| = 2 s t1t2t3t4Te（3）（2 2）絕對剛性拘束脹）絕對剛性拘束脹 特征：特征： e e 0 0， T T 完全自由收縮完全自由收縮 特征：特征： e e T T T, T ,e, T, T ,e,a）TMAXTS= 100 b) TMAX= 300 |max| s ,p= 0 |max|s 無殘余應力與殘余變形！ | p max| = 2 s t0 t1 t2 100

35、200300有殘余變形，無殘余應力！t0 t1 t2 t3 t4 （3 3）絕對剛性拘束）絕對剛性拘束 a）TMAXTS= 100|max| s ,p= 0無殘余應力與殘余變形！T, T ,e,t0 t1 t2+100200300有殘余應力，無殘余變形！T, T,e,t特征：特征：e 0， Tb) TMAX= 300 |max|s |p max| = 2 s t0 t1 t2 t3 t4 TePP（4）彈性拘束彈性拘束 特征：特征：0eT， 0（4 4）彈性拘束）彈性拘束 T, T ,e,a）TMAXTS|max| s ,p= 0無殘余應力與殘余變形！t0 t1 t2+ 100200300有殘

36、余應力和殘余變形！特征：特征：e e 1/3 1/3 T Tt0 t1 t2 t3 t4 tb) TMAX= 300 |max|s | p max| = 1.5s tT, T ,e,TeP（4）彈性拘束彈性拘束 特征：特征：0eT， 0（4）彈性拘束彈性拘束 特征：特征：e T T, T ,e,T, T ,e,a）TMAXTS b) TMAX= 300 |max| s ,p= 0 |max|s 無殘余應力與殘余變形！ | p max| = 1.5s t0 t1 t2+ 100200300有殘余應力和殘余變形！31PTe（5 5）T TMAXMAX600600，絕對剛性拘束條件分析，絕對剛性拘束

37、條件分析t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7600500100300T, T ,e,t幾點分析結論 1.只要只要|max| s ,p = 0 ,盡管盡管有瞬時應力有瞬時應力,但是但是不會有殘余不會有殘余應力和殘余變形應力和殘余變形; 2.只要只要 |max|s， 即即p0，就會產生殘余現象就會產生殘余現象： 在允許自由收縮時,就會表現為充分的殘余變形，而沒有殘余應力； 在絕對剛性拘束時，就會產生較高的殘余應力，甚至產生拉伸塑性變形，而沒有殘余變形； 在彈性拘束時，二者兼而有之。各自大小因拘束條件變化。拘束偏強，應力大，變形小；反之，應力減小，變形大。 3.在在T Tmax TP時，時

38、， |p max | T ，將加劇殘余現象！將加劇殘余現象！焊接殘余應力與變形的產生機理 在焊接過程中，具熱脹冷縮特性的金屬材料，必然受到焊接熱循環(huán)的局部高溫加熱和急劇冷卻作用； 因此，焊縫區(qū)金屬的急劇膨脹和冷卻收縮至少會受到周圍冷硬金屬的拘束作用。 這種熱變形嚴重的不協(xié)調與較強的拘束行為在加熱過程必然造成焊縫區(qū)金屬產生較大的熱壓縮塑性變形；由于焊縫區(qū)金屬不僅達到完全塑性狀態(tài)s0；甚至達到物理熔點,因而受到的壓縮作用更為強烈，|P P max max | |遠遠超過s 。焊接殘余應力與變形的產生機理 在隨后的冷卻過程中，其尺寸就會變短。 但是，這種行為在周圍冷硬金屬的彈性拘束下，照例不會自由收

39、縮；因而必然產生拉伸效應。 最終，在試件中必然同時產生殘余應力和變形，甚至產生較大的拉伸塑性變形，導致材料的塑性耗竭又稱之為熱應變脆化！符號簡記 試件加熱過程： T =T |P | S ; e； 試件冷卻過程： T ， P 試件尺寸彈性拘束彈性拘束TS, TP,彈性拘束彈性拘束 TP sP彈性拘束彈性拘束 T P“Pe2.2.2 焊接應力與變形的演變過程分析 分析方法： 分析不同時刻的應力分析不同時刻的應力 平衡及演變過程特征平衡及演變過程特征在焊接試件中取出單元體1B 基本思路： 在單元體內，沿焊縫方向的溫度場近似均勻，在板寬方向其溫度場對稱分布； 將單元體沿焊縫方向細分為若干小條，每個小條

40、近似看作一個小試件； 然后，運用平面變形假設平面變形假設及自由變形，外觀變形，內部變形關系，分析焊接過程不同時刻的應力與變形循環(huán)。 熱源過后試件某一截面四個典型的時刻： t1進入冷卻后進入冷卻后600等溫線最寬等溫線最寬(bp區(qū)區(qū))的時刻；的時刻； t2最高溫度為最高溫度為600的時刻；的時刻； t3最高溫度為最高溫度為400以下的某時刻；以下的某時刻； t4恢復到室溫的時刻。恢復到室溫的時刻。 通過典型時刻的對比，看清演變的動向和趨勢！通過典型時刻的對比，看清演變的動向和趨勢！ 請注意：請注意： 在等速焊接條件下，同一截面上的不同時刻的演變過程與同一時刻不同截面上的溫度場和應力狀態(tài)是等效的！

41、 t1時刻的溫度場與應力場： 600500eTPST, , 特征：兩邊受拉，中部受壓；特征：兩邊受拉，中部受壓； 中心區(qū)域中心區(qū)域壓縮塑性變形極大壓縮塑性變形極大； 最大壓應力幅值為最大壓應力幅值為S ！ 中心區(qū)域中心區(qū)域 TTP 出現零應力區(qū)！出現零應力區(qū)！ 應力場滿足拉壓平衡關系。應力場滿足拉壓平衡關系。兩側 t2時刻的的溫度場與應力場：600e500TP T1T2PT, , 演變特征：演變特征：溫度 有升有降； 中心區(qū)在急劇降溫； 兩側低溫區(qū)在升溫！塑性區(qū)有所擴展； 壓縮塑性變形區(qū)向兩側推進； 拉伸塑性變形區(qū)中心凸現。應力場明顯變化；中心從無到有；壓應力區(qū)向兩側移動；兩側原來的拉應力區(qū)有

42、所減小兩側 t3時刻的的溫度場與應力場：600PT3T2eT P”T, , 演變特征：演變特征：溫度 有升有降； 中心區(qū)在急劇降溫； 兩側低溫區(qū)在升溫！塑性區(qū)有所擴展； 壓縮塑性變形區(qū)向兩側推進； 拉伸塑性變形區(qū)在中心發(fā)展。應力場 明顯變化； 中心拉應力達到s； 壓應力區(qū)繼續(xù)向兩側移動； 兩側的拉應力區(qū)進一步減小。 t4時刻的的溫度場與應力場： P”T3T4Te T, , 演變特征：演變特征：溫度 全面下降； 中心區(qū)降溫幅度大； 兩側低溫區(qū)降溫幅度??； t4時刻總體恢復到室溫室溫！塑性變形區(qū)： 壓縮塑性區(qū)寬度基本不變； 拉伸塑性變形繼續(xù)增大。應力場明顯變化； 中心拉應力區(qū)有所擴大； 兩側原有的

43、拉應力區(qū)消失； 壓應力區(qū)推移至兩側。 最終形成3塊面積： 中心受拉，兩側受壓。中心受拉，兩側受壓。演變過程小結 基本依據：1）平面變形原理； 2） e T ； 3）T TP ,S = 0 。 關鍵找到每一時刻的 T T 的分布規(guī)律的分布規(guī)律 ； 認清認清e 線就是應力分布圖的零線。線就是應力分布圖的零線。 數值關系： |P壓縮壓縮| max =P 拉伸 S 殘余應力：殘余應力：拉應力區(qū)峰值為拉應力區(qū)峰值為 S ！ 分布規(guī)律：分布規(guī)律：中心受拉，兩邊受壓中心受拉，兩邊受壓！2.3 焊接殘余變形焊接殘余變形 本節(jié)內容提要：本節(jié)內容提要：1. 認清認清焊接殘余變形的焊接殘余變形的實際危害實際危害；2

44、. 理解理解焊接殘余變形的焊接殘余變形的影響因素影響因素；3. 掌握掌握焊接殘余變形的焊接殘余變形的控制措施控制措施；4. 學會學會焊接殘余變形的焊接殘余變形的矯正方法矯正方法。 焊接工程師的基本功焊接工程師的基本功! !不僅要學懂不僅要學懂, ,而且要弄通、學精！而且要弄通、學精！2.3.1 焊接殘余變形的危害焊接殘余變形的危害 1）工藝性能工藝性能：影響結構成型（形狀和尺寸）精度，降影響結構成型（形狀和尺寸）精度，降低零部件的互換性。致使低零部件的互換性。致使裝配難度提高裝配難度提高，必要時需調修；，必要時需調修；否則，會影響裝配質量；否則，會影響裝配質量； 2）使用性能：使用性能：降低構

45、件的承載能力，甚至引起事故；降低構件的承載能力，甚至引起事故；波浪變形波浪變形容易誘發(fā)構件受壓容易誘發(fā)構件受壓失穩(wěn)失穩(wěn)；角變形及錯邊角變形及錯邊產生產生附加彎矩附加彎矩，導致，導致應力集中應力集中； 3）外觀質量：外觀質量：波浪變形、角變形、扭曲變形、彎曲變波浪變形、角變形、扭曲變形、彎曲變形、焊接錯邊，均形、焊接錯邊，均影響產品的外觀影響產品的外觀質量，應按照相關規(guī)質量，應按照相關規(guī)范加以控制；范加以控制； 4）經濟成本經濟成本：矯正變形需投入設備、耗費工時、浪費矯正變形需投入設備、耗費工時、浪費能源；有甚者，以至無法矯正而能源；有甚者，以至無法矯正而報廢報廢；損失就更大?。粨p失就更大！2.

46、3.2 焊接殘余變形的影響因素焊接殘余變形的影響因素 1）材料熱物理特性涉及線脹系數線脹系數、導熱系數、導熱系數等； 2）結構剛性涉及整體剛性，局部剛性，附加拘束等； 3）焊接填充量涉及接頭、坡口形式及角度； 4）焊縫分布及數量影響焊縫收縮力矩大小； 5）裝焊順序強調裝配、焊接次序及施焊方向； 6）焊接熱輸入線能量焊接方法及規(guī)范； 7）電弧對中及冷卻影響焊接錯邊及變形量； 8）間隙與點固裝配間隙大小，點固焊道數量、 點固長度、位置等；影響焊接錯邊及變形量； 9）焊接區(qū)應力狀態(tài)涉及工件支撐、初始應力等； 10）工藝操作技巧如：對稱焊、多層、多道焊， 分段退焊， 錘擊焊道，短弧焊，減少擺動等。2.

47、3.3 焊接殘余變形的預防及控制措施焊接殘余變形的預防及控制措施 設計措施1）接頭局部：選擇填充量小的焊縫尺寸及坡口 形式（降低降低L，B）； 例如：例如：V V型坡口型坡口 X X或或U U型坡口型坡口 。2）結構總體：減少焊縫數量（降低降低累積效應累積效應）； 例如：例如：盡量采用盡量采用沖壓焊接沖壓焊接結構，結構，鑄焊鑄焊結構。結構。 對于對于次要焊縫次要焊縫，可將，可將連續(xù)焊連續(xù)焊改為改為斷續(xù)焊斷續(xù)焊。 3）焊縫布局：合理分布焊縫（使其接近結構 中性軸或對稱分布，不要不要過密集過密集）。2.3.3 焊接殘余變形的預防及控制措施焊接殘余變形的預防及控制措施工藝措施*1）反變形法反變形法*

48、2）剛性固定法剛性固定法*3）限制熱場法限制熱場法*4）裝焊次序控制法裝焊次序控制法* 以下重點展開講解! 1）反變形法反變形法* 工件焊接前，人為工件焊接前，人為預制預制一個與焊接殘余一個與焊接殘余變形變形趨勢相反的變形趨勢相反的變形，以，以抵消抵消將要產生的將要產生的殘余變形的工藝措施，稱為殘余變形的工藝措施，稱為反變形法。反變形法。 反變形法的運用應不失時機，具體分為： 下料反變形在下料工序實施； 裝配反變形在裝配工序實施； 焊接反變形在焊接工序實施。 反變形法舉例反變形法舉例 ： 下料反變形措施 對于縱向收縮和橫向收縮反映在長度與寬度尺寸上預先加余量； 對于撓曲變形預制拱度； a）按圖

49、紙下料按圖紙下料 b）焊后殘余變形）焊后殘余變形 c）預制反變形）預制反變形下?lián)舷聯(lián)?上拱 平直 裝配反變形舉例： a）沒有預制反變形 b）預制反變形 焊前焊前 焊后焊后 焊前焊前 焊后焊后 外力反變形實例梁結構裝配變截面法 應用背景：大連起重機廠主梁焊接工藝 基本原理：利用裝配前后截面慣性矩的變 化獲得剩余變形！ 具體分析： 形梁下蓋板下蓋板箱形主梁生產工藝路線xx截面慣性矩及剩余變形分析： 1）由上圖可知，由上圖可知，形梁的截面慣性矩遠小于箱形形梁的截面慣性矩遠小于箱形梁的截面慣性矩，即，梁的截面慣性矩，即，J J J J口口 ； 2）在裝焊前利用夾具施加給主梁的外力矩）在裝焊前利用夾具施

50、加給主梁的外力矩M外外與與夾具釋放后的反彈力矩夾具釋放后的反彈力矩M彈彈大小相等、方向相反，大小相等、方向相反， 即，即，M外外 M彈彈 ； 3）調控狀態(tài)下的撓曲變形）調控狀態(tài)下的撓曲變形 f k M外外 / J 4) 反彈時的反彈時的撓曲變形撓曲變形 f t M彈彈 / J口口 綜上可知綜上可知: : f t f k 即獲得了剩余變形即獲得了剩余變形 f f k f t 。 變截面法的應用意義： 抓住產品生產過程中的有利時機，作為主要控制點控制點，適時調節(jié)主梁上拱度。 不利方面： 構件中存在裝配應力! 注意配合 焊接時，應特別注意配合控制焊接區(qū)的應力狀態(tài)，鞏固調節(jié)效果！ 焊接反變形實例加熱減

51、應區(qū)法補焊加熱加熱減應區(qū)減應區(qū)2加熱加熱減應區(qū)減應區(qū)1焊縫 雙孔試板加熱減應區(qū)法焊接反變形示意圖雙孔試板加熱減應區(qū)法焊接反變形示意圖基本原理：熱變形協(xié)調法熱變形協(xié)調法基本技巧：先拉后從 焊接反變形焊接反變形實例實例預拉伸預拉伸焊接法 應用背景：客車側墻生產（參見結構圖） 基本原理：利用反變形釋放焊接應力！ 方法要點： 在未焊接立柱、橫梁之前，對側墻板進行預拉伸，使母材內部達到一定程度的拉伸效應！最好達到屈服點！ 然后進行立柱、橫梁的裝配、焊接，直到部件完成裝焊。 最后，松開夾具，使其內部應力釋放。這樣，能夠大大減輕側墻的波浪變形，控制側墻部件的平整度。側墻結構簡圖 側墻結構預拉伸示意圖側墻板立

52、柱橫梁上邊梁 預拉伸焊接法的深入分析： 用小試件線性加熱過程的應力與變形來分析預拉伸焊接法的有效性。st0 t1 t2 t3 t4 t5 t6T,，e，et P 殘余應力殘余應力: 未釋放夾具：應力為未釋放夾具：應力為s； 釋放夾具后：應力為釋放夾具后：應力為 0 ！t殘余變形：殘余變形：未釋放夾具為未釋放夾具為s;釋放夾具后為釋放夾具后為0 !2)剛性固定法剛性固定法利用夾具限制焊接過程中的收縮 變形的工藝措施。 基本原理基本原理：力圖使焊縫區(qū)在冷卻過程產生較大的拉伸塑性變形，以抵償加熱過程產生的熱壓縮塑性變形。 基本應用：基本應用：適用于控制薄板波浪變形和角變形！ 應用舉例應用舉例：工件壓

53、板壓板 控制控制薄板薄板T形接頭的形接頭的 角變形角變形! 法蘭盤法蘭盤對稱焊接夾具對稱焊接夾具:焊縫焊縫螺栓螺栓 剛性固定法舉例 3）限制熱場法）限制熱場法* 通過控制通過控制焊接熱輸入焊接熱輸入和改善和改善冷卻條件冷卻條件來調節(jié)來調節(jié)熱影響區(qū)熱影響區(qū)的范圍大小，達到控的范圍大小，達到控制制變形量變形量的方法。的方法?；驹恚罕M量降低塑性變形區(qū)的寬度基本原理：盡量降低塑性變形區(qū)的寬度 b p值。值。應用舉例：應用舉例：深入體會深入體會a）多層）多層/道焊與單道焊對比道焊與單道焊對比 單道焊 多層焊b p1b p2具有回火效果具有回火效果 沉水氣焊法沉水氣焊法限制熱場法的聯(lián)想 焊接方法： 氣

54、焊氣焊 手弧焊手弧焊 CO2焊焊 Ar弧焊弧焊 等離子弧焊等離子弧焊 脈沖脈沖Ar弧焊弧焊 激光焊激光焊 電子束焊電子束焊 超聲波焊超聲波焊 切割方法：切割方法： 氧乙炔火焰切割氧乙炔火焰切割 等離子弧切割等離子弧切割 激光束切割激光束切割 水下切割水下切割 水切割水切割 這些都是從限制熱影響區(qū)方面所作的不懈努力！4）裝焊次序控制法裝焊次序控制法* 是最靈活的控制措施之一。通過改變零是最靈活的控制措施之一。通過改變零部件的部件的裝配焊接次序裝配焊接次序來調整和控制焊接來調整和控制焊接變形。變形。 基本原理基本原理：通過：通過改變改變零部件的零部件的裝配焊接裝配焊接 次序次序來來調節(jié)變形量調節(jié)變

55、形量的大小。的大小。 基本原則基本原則：控制控制（減小減小）變形量、變形變形量、變形對稱對稱或變形或變形抵消抵消原則。原則。 基礎工作基礎工作：做好裝配、焊接次序的組合分：做好裝配、焊接次序的組合分析，找到最佳方案。析，找到最佳方案。應用舉例 X形坡口對接接頭形坡口對接接頭：123456123456a)b) 形梁裝配焊接次序 方案1邊裝邊焊： 焊接效果： 形梁產生較小的撓曲變形！ 方案2整體裝焊 將蓋板、隔板、腹板全部裝配后，統(tǒng)一完成內部焊縫的焊接。 焊縫1蓋板與隔板之間的焊縫； 焊縫2隔板與腹板之間的焊縫； 焊接效果： 形梁產生較大的撓曲變形！ 箱形梁外部焊縫的焊接次序： 先焊先焊1、2焊縫

56、焊縫 后焊后焊3、4焊縫焊縫 先焊先焊3、4焊縫焊縫 后焊后焊1、2焊縫焊縫 結論：即使焊縫分布對稱，變形也不能完全 抵消！焊接區(qū)初應力的影響！ 1 23 4拱度下降拱度增大2.3.4 焊接殘余變形的矯正焊接殘余變形的矯正 矯正方法的分類： 機械矯正機械矯正 冷矯正冷矯正 火焰矯正火焰矯正 熱矯正熱矯正 原理：原理： 機械矯正機械矯正利用利用機械力機械力使結構產生與焊接使結構產生與焊接 殘余變形殘余變形相反的相反的塑性變形塑性變形。 火焰矯正火焰矯正利用利用火焰火焰的的局部高溫加熱局部高溫加熱產生產生熱壓熱壓 縮塑性變形，縮塑性變形，使結構局部冷卻后尺使結構局部冷卻后尺 寸變短，以寸變短，以抵

57、消抵消或或平衡平衡已產生的焊已產生的焊 接殘余變形。接殘余變形。以毒攻毒！以毒攻毒！機械矯正的應用特點平板：平板：利用利用平板機或輥床平板機或輥床平板，適用于薄平板，適用于薄 板拼接后的波浪變形；板拼接后的波浪變形；碾壓：碾壓：利用利用圓盤或輪圓盤或輪輾壓焊道及其兩輾壓焊道及其兩 側，使之產生塑性伸長；側，使之產生塑性伸長； 特別適特別適 用于塑性好的鋁合金；用于塑性好的鋁合金；錘擊錘擊：適用于局部角變形（如客車鋼結構適用于局部角變形（如客車鋼結構 總裝之前的矯正）；總裝之前的矯正）；專機專機：適用于大型結構（如客車廠適用于大型結構（如客車廠350t350t側側 墻矯直機墻矯直機）。火焰矯正的

58、應用特點 火焰矯正三要素：火焰矯正三要素：位置、形狀、溫度。位置、形狀、溫度。 火焰加熱火焰加熱位置位置選擇：選擇： 使火焰加熱區(qū)使火焰加熱區(qū)新產生的殘余變形新產生的殘余變形與與已經產生已經產生 的殘余的殘余 變形變形相互抵消相互抵消！ 火焰加熱火焰加熱形狀形狀選擇：選擇： 火焰加熱形狀有：火焰加熱形狀有：點狀、帶狀、三角形等。點狀、帶狀、三角形等。 應用時要應用時要恰當選擇恰當選擇！ 火焰加熱火焰加熱溫度溫度選擇：選擇： 火焰加熱火焰加熱溫度溫度一般選擇為：一般選擇為：550650火焰矯正舉例1 薄板波浪變形的矯正工件工件模板模板加熱點加熱點加熱模孔加熱?？啄０迨直０迨直婋姶糯盆F鐵火焰矯

59、正舉例2 梁結構撓曲變形的矯正梁結構撓曲變形的矯正上拱度過大，火焰矯正，減小拱度上拱度過大，火焰矯正，減小拱度加熱區(qū)火焰矯正注意之點！ 1. 避免在同一位置避免在同一位置重復加熱；重復加熱； 2. 避免加熱區(qū)在矯正時承受避免加熱區(qū)在矯正時承受拉應力拉應力； 3. 避免加熱區(qū)選在避免加熱區(qū)選在承受拉應力的位置承受拉應力的位置； 4. 加熱部位加熱部位應有依托應有依托； 5. 加熱區(qū)要有加熱區(qū)要有足夠的大小足夠的大小和和適當分布適當分布； 6. 避免對避免對熱敏感材料熱敏感材料使用使用 。2.3.5 火焰成型技術簡介火焰成型技術簡介 火焰成型概述：火焰成型概述： 火焰不但可以火焰不但可以矯正變形矯

60、正變形，而且可以用，而且可以用于于板材成形板材成形。尤其在某些。尤其在某些特殊曲面的成型特殊曲面的成型中已有應用中已有應用。 火焰成型原理：火焰成型原理： 利用利用橫向收縮橫向收縮和和角變形角變形兩種殘余變形。兩種殘余變形。 火焰成型要點：火焰成型要點： 盡量造成工件正面與被面的溫差！產生盡量造成工件正面與被面的溫差！產生更大的熱壓縮塑性變形。更大的熱壓縮塑性變形。2.3.5 火焰成型技術簡介火焰成型技術簡介 應用舉例：應用舉例： 成型曲面。成型曲面。 2.4 焊接殘余應力焊接殘余應力 內容提要：1.了解了解焊接殘余應力的焊接殘余應力的危害危害； 2.掌握掌握焊接殘余應力的焊接殘余應力的分布規(guī)