實(shí)驗(yàn)十九板條縱向邊緣焊時(shí)動(dòng)態(tài)彎曲變形的測量與分析（課堂PPT）

1、1板條縱向邊緣焊時(shí)動(dòng)態(tài)彎曲變形的測量與分析2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)裝置及材料二、實(shí)驗(yàn)裝置及材料三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理與分析五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理與分析六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解位移傳感器的工作原理及測量焊接變形的方法，掌握其基本操作技能。2. 加深理解沿板條縱向邊緣敷焊時(shí)，焊接縱向彎曲變形的動(dòng)態(tài)過程，并深入了解焊接過程中瞬時(shí)彎曲撓度的變化規(guī)律。3. 研究焊接縫配置、焊接順序和多層焊及焊接線能量對(duì)于焊接彎曲撓度的影響。4二、實(shí)驗(yàn)裝置及材料二、實(shí)驗(yàn)裝置及材料1.1.實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置直流直流（或交

2、流）電焊機(jī) 1臺(tái)板條夾持裝置（自制） 1套位移傳感器（LVDT型） 3套X-Y函數(shù)記錄儀（LZ3型） 1臺(tái)電流表（0250A） 1只電壓表（075V） 1只5二、實(shí)驗(yàn)裝置及材料二、實(shí)驗(yàn)裝置及材料1.1.實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖1-焊條；2-板條加持裝置；3-試板；4-位移傳感器；5-磁性千分表座；6-X-Y函數(shù)記錄儀；7-電焊機(jī)6二、實(shí)驗(yàn)裝置及材料二、實(shí)驗(yàn)裝置及材料2.2.實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料低碳鋼板（經(jīng)500600保溫23小時(shí)高溫回火）鋼板尺寸:板長L=490mm,板寬h=80mm,板厚=8mm。電焊條 結(jié)422 4mm0號(hào)砂布、丙酮或四氯化碳、502膠液、絕緣膠布、石蠟、導(dǎo)線等。7

3、三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 將板條一端剛性固定，并沿上側(cè)邊緣敷焊縱向焊道，則在整個(gè)焊接加熱及冷卻過程中，板條將產(chǎn)生彎曲，并且彎曲撓度的大小和符號(hào)將不斷變化，如下圖所示。 圖2 沿板邊緣敷焊時(shí)的板條彎曲變形8三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 通過位移傳感器及X-Y函數(shù)記錄儀繪出（f-t）曲線(圖3),改變?cè)嚢鍖挾取⒑附与娏?、焊接速度、焊接順序等都?huì)對(duì)變形曲線的形狀和變曲撓度發(fā)生影響。圖3 板條彎曲撓度隨時(shí)間的變化曲線9三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 在板條長度L保持不變時(shí)，板條寬度h對(duì)于焊接加熱及冷卻過程中彎曲撓度f的變化有明顯影響(圖4)。板寬h增大時(shí)，板條的抗縱向變曲慣性矩J或EJ增大，因此使板條無論在加熱

4、過程中還是冷卻后的最大縱向變曲撓度都減小。圖4 板條寬度h對(duì)彎曲變形的影響10三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 焊接線能量的變化對(duì)于板條的彎曲撓度具有不可忽視的影響，如圖5所示。隨著I焊的增大，焊接加熱過程中的板條最大彎曲撓度不斷地增加。圖5 焊接電流I焊與板條彎曲撓度的關(guān)系11三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 在冷卻過程中，由于板長金屬受熱塑變區(qū)尺寸及沿板條寬度方向的溫度分布這兩個(gè)因素的綜合影響，板條的瞬時(shí)彎曲撓度和冷卻終了的殘余彎曲撓度與I焊之間并不是單調(diào)要根據(jù)線性關(guān)系，因此，當(dāng)U弧及V焊均保持不變時(shí)，焊接電京戲的影響表現(xiàn)為隨著I焊的逐漸增大，板條未端的殘余彎曲撓度f現(xiàn)卻有一個(gè)由小變大，再由大變小的變化過

5、程，也即存在一個(gè)殘余彎曲撓度為最大的臨界焊接電流值I焊臨。12三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 綜上所述，可得出I焊-f殘關(guān)系曲線如圖6所示。圖6 板條自由端殘余彎曲撓度f殘與I焊及h的關(guān)系13四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟按說明書連接位移傳感器，其原理見附錄1。取經(jīng)過高溫回火的低碳鋼板條一塊，測量其長L、寬h和厚后，安裝于夾具中，并保持剛性固定，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。將位移傳感器固定在磁性千分表座上，按要求把傳感器的頂尖分別頂入試板板條下側(cè)邊緣事先開好的沖眼中。按照?qǐng)D1布置及接好實(shí)驗(yàn)裝置中各種儀表，在焊接電路中接入電流表、電壓表，然后接通焊接電源。調(diào)節(jié)位移傳感器，使其壓進(jìn)8mm左右，X-Y函數(shù)記錄

6、筆位于記錄紙的中部位置(距離紙的下邊緣15cm)，此外應(yīng)注意保持位移傳感器的位移及X-Y函數(shù)記錄儀的記錄筆擺動(dòng)方向間的一致與聯(lián)動(dòng)性。14四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟保持選定的焊接電流I焊及焊接速度V焊不變，在板條的上邊緣側(cè)邊，進(jìn)行縱向敷焊，焊接方向?yàn)樽园鍡l的固定端開始焊向自由端。焊接電弧引燃后，隨即啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，同時(shí)撥動(dòng)X-Y函數(shù)記錄儀的走紙鍵“T”位置。此時(shí)記錄儀即自坳繪出焊接加熱及焊后冷卻過程中的f-t曲線。焊接完畢后，隨即關(guān)停秒表，并記錄焊接時(shí)間，但仍保持X-Y函數(shù)記錄儀繼續(xù)工作。因?yàn)榇藭r(shí)板條的變形過程仍在繼續(xù)進(jìn)行，只有當(dāng)X-Y函數(shù)記錄儀的記錄筆基本上繪出水平線時(shí)，方可停筆關(guān)機(jī)。

7、施焊過程中同時(shí)觀察和記錄焊接電京戲及電弧電壓值。冷后把焊件取下，使尚未敷焊邊緣朝上，再安狀在夾具上，重復(fù)5、6、7各步驟，焊接試板另一邊緣，記錄變化規(guī)律。15五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理與分析五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理與分析I焊及U弧值皆取焊接過程中儀表指針的穩(wěn)定的指示幅值，V焊值為根據(jù)秒表記錄的焊接時(shí)間t焊與量得的焊道長度所算也的平均接速度。根據(jù)位移傳感器與X-Y函數(shù)記錄儀標(biāo)定的換算關(guān)系確定f-t曲線的縱坐標(biāo)f值（mm）。焊接加熱及冷卻過程中可能發(fā)生原一些偶然因素，如焊條可能與被焊板條表面瞬時(shí)粘住或焊道上蓋的渣殼大塊崩裂等，都可能使f讀數(shù)有微小突跳，表現(xiàn)X-Y函數(shù)儀繪出的曲線上，因而對(duì)于f-t曲線所出現(xiàn)的此類不連續(xù)點(diǎn)，可略去不計(jì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在直角坐標(biāo)系內(nèi)，繪制f-t曲線，繪制曲線時(shí)，可按照X-Y函數(shù)儀所繪制曲線，按適當(dāng)?shù)谋壤s小繪出。分析焊接規(guī)范及板條寬度均保持不變析條件下，板條自由端撓度與時(shí)間的關(guān)系，即f-t曲線規(guī)律性。16六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（一）寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)裝置，簡述實(shí)驗(yàn)原理。（二）在直角坐標(biāo)系內(nèi)按比例繪f-t曲線，并標(biāo)出起弧