焊縫以及焊接接頭

1、關(guān)于焊縫及焊接接頭第一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月一、焊縫的型式和特點(diǎn)焊縫是組成焊接接頭的主體部分，對(duì)接焊縫和角焊縫是焊縫的兩種最基本的型式第二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月一、焊縫的形式和特點(diǎn)T形接頭角焊縫搭接接頭角焊縫對(duì)接焊縫第三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月對(duì)接焊縫(butt weld)（1）尺寸要素熔寬、熔深、加厚高B/H ： 叫焊縫形狀系數(shù)BhH第四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) 坡口 groove： 根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，將焊件的待焊部位加工裝配成一定幾何形狀的溝槽。開坡口 bevelling(of the edge)： 用機(jī)械

2、、火焰或電弧等工藝方法加工坡口的過程.開坡口的目的：焊透第五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月坡口的類型卷邊坡口平對(duì)坡口V型坡口U型坡口X型坡口K型坡口第六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 （3）選擇坡口的原則 、根據(jù)板厚和焊接方法選擇坡口，保證熔透。氣焊，手弧焊，自動(dòng)焊的熔透深度逐步增加，則板厚及鈍邊高度也可相應(yīng)增加。 、焊接材料的消耗量：對(duì)于同樣厚度的焊接接頭，采用x型坡口比v型坡口能節(jié)省較多的焊接材料、電能和工時(shí)，構(gòu)件越厚節(jié)省越多。 、可焊到性：它是選擇坡口型式的重要條件之一，一般地說，要根據(jù)構(gòu)件能否翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)難易，或內(nèi)外兩側(cè)的焊接條件而定。對(duì)不能翻轉(zhuǎn)的和內(nèi)經(jīng)較小的容器

3、，為了避免大量的仰焊及不能或不便從內(nèi)側(cè)施焊，都宜采用v型或u型坡口。 、坡口加工：v型和x型坡口可用氣割或等離子切割，亦可用機(jī)械切割加工。但u型和雙u型坡口，一般需要刨邊機(jī)加工。 、焊接變形：采用不適當(dāng)?shù)钠驴谛褪饺菀桩a(chǎn)生較大的焊接變形，如果坡口形勢(shì)適宜工藝合理，則可有效的減少焊接變形。第七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2 、角焊縫 角焊縫按其截面形狀可分為四種，如下圖所示，角焊縫的大小用焊角高度k來表示，通常稱k為焊角尺寸。承擔(dān)靜載荷時(shí)，如材料塑性良好，角焊縫的截面形狀對(duì)承載能力沒有顯著影響。承擔(dān)動(dòng)載荷時(shí)，下圖中凹型比平型的承載能力高，凸型的最低。不等邊的，當(dāng)長邊平行于載荷方向時(shí)，

4、承受動(dòng)載效果較好。第八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、其它焊縫型式Plug weldSlot weld第九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月Edge weld ; Edge jointSpot weld 第十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、焊接接頭的型式及特點(diǎn) 焊接接頭的基本形式：1）對(duì)接接頭2)搭接接頭3)丁字（T型）接頭4)角接頭第十一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、對(duì)接接頭特點(diǎn)：受力好，裝配精度要求高。截面變化平緩，應(yīng)力集中小，受力狀態(tài)是各種接頭中最好的。但是它的裝配要求較高，如果兩邊母材上下錯(cuò)動(dòng)，或間隙過大、過小都不行。例如：船體外殼板

5、都是對(duì)接接頭，如果下料不準(zhǔn)確，大了一點(diǎn)，那怕是半公分，就不能保證焊接質(zhì)量，必須再切一刀。但是如果一下切多了，或者沒有考慮到焊后收縮變形小了23公分，那么對(duì)不起，這快鋼板就只好報(bào)廢了，對(duì)國家，對(duì)人民，對(duì)你的工廠都將帶來一定的損失，對(duì)你個(gè)人嗎？一個(gè)月的獎(jiǎng)金就別拿了。第十二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、搭接接頭 (lap joint)（1）缺點(diǎn)：應(yīng)力集中大, 受力狀態(tài)不好, 疲勞強(qiáng)度低（2）優(yōu)點(diǎn)：對(duì)裝配的要求不高第十三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月受力差，裝配要求簡單。它的特點(diǎn)剛好和對(duì)接接頭相反，應(yīng)力分布很不均勻，疲勞強(qiáng)度低，但是它們的焊前準(zhǔn)備工作幾裝配要求卻很簡單。你

6、看它，下料時(shí)大一點(diǎn)，小一點(diǎn)，只要不過火對(duì)接頭性能就沒有太大的影響，正是因?yàn)檫@個(gè)優(yōu)點(diǎn)，搭接接頭在某些對(duì)強(qiáng)度要求不高的結(jié)構(gòu)上應(yīng)用比較廣泛，如：大型貯罐的底板。第十四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）根據(jù)搭接接頭中角焊縫受力的方向可將其分為： 1）正面角焊縫 (front fillet weld)與力的作用方向垂直的角焊縫； 2）側(cè)面角焊縫 (side fillet weld)與力的作用方向平行的角焊縫 ；第十五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3）斜向角焊縫與力的作用方向呈一定角度的角焊縫。第十六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）正面角焊縫的工作應(yīng)力分布在正面角

7、焊縫的搭接接頭中力線彎曲較為嚴(yán)重，應(yīng)力分布很不均勻，根據(jù)測試結(jié)果可以看出，在角焊縫的根部A點(diǎn)和焊趾B點(diǎn)都有較大的應(yīng)力集中，如圖227所示，其數(shù)值與許多因素有關(guān)，如焊趾B點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)就是隨角焊縫的斜邊與水平邊的夾角而變化的，減小其夾角和增大熔深焊透根部，可以降低應(yīng)力集中系數(shù)。第十七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月由于搭接接頭的正面角焊縫與作用力偏心，所以承受拉力時(shí)接頭上產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，如下圖所示。為了減少彎曲應(yīng)力，兩條正面角焊縫之間的距離應(yīng)不小于其板厚的4倍。第十八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2）側(cè)面角焊縫的搭接接頭中的工作應(yīng)力分布 用側(cè)面角焊縫連接的搭接接頭中

8、其應(yīng)力分布更為復(fù)雜。在焊縫中既有正應(yīng)力又有切應(yīng)力，切應(yīng)力沿焊縫長度上的分布是不均勻的，當(dāng)受拉力P作用時(shí),沿側(cè)面角焊縫長度上切應(yīng)力分布如圖中qxa所示(qxa為單位長度焊縫承受的切力）。 形成這種兩端應(yīng)力大，中間應(yīng)力小的主要原因，是因?yàn)榇罱影宀牟皇墙^對(duì)剛體，在受力時(shí)本身產(chǎn)生彈性變形所至。當(dāng)側(cè)面角焊縫的搭接接頭焊縫較長時(shí)這種應(yīng)力分布的不均勻程度就更大，因此采用過長的側(cè)面焊縫將使應(yīng)力集中增加，是不合理的。一般規(guī)范規(guī)定，側(cè)面焊縫長度不得大于50k。第十九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）聯(lián)合角焊縫的搭接接頭 中的工作應(yīng)力分布 在只用側(cè)面角焊縫焊成的搭接接頭中，不但沿焊縫長度上應(yīng)力分布是不

9、均勻的，而且在母材斷面上應(yīng)力分布也是不均勻的 如圖a中的橫截面A-A,在焊縫附近出現(xiàn)較大正應(yīng)力，其應(yīng)力集中非常嚴(yán)重。為了改善這一斷面上的應(yīng)力分布，常增添一條正面角焊縫，這樣就形成了聯(lián)合角焊縫的搭接接頭，如圖b所示。增添正面角焊縫后A-A斷面上的正應(yīng)力分布變得較為均勻,最大切應(yīng)力降低,故此斷面上的應(yīng)力集中得到改善，由于正面角焊縫承擔(dān)了一部分外力，以及正面角焊縫比側(cè)面角焊縫剛度大、變形小，所以側(cè)面角焊縫的切應(yīng)力分布也得到改善。設(shè)計(jì)搭接接頭時(shí)，采用聯(lián)合角焊縫的搭接接頭，不但可以改善應(yīng)力分布還可以縮短搭接長度。第二十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、丁字（十字）接頭(cruciform j

10、oint; cross-shaped joint) 丁字（十字）接頭是將相互垂直或近似垂直的被連接件用角焊縫連接起來的接頭 特點(diǎn)： 可以承受各個(gè)方向的力和力矩； 有較大應(yīng)力集中第二十一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月丁字（十字）接頭在船體上的應(yīng)用非常廣泛，比如船的縱橫骨架、扶強(qiáng)材等。它的種類也較多，常見的如下圖所示。第二十二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 丁字（十字）接頭的焊縫向母材過渡較劇烈，力線彎曲嚴(yán)重，應(yīng)力分布極不均勻，在焊縫跟部和趾部有較大的應(yīng)力集中。如圖所示。 圖（a）是未開坡口的十字接頭中正面焊縫的應(yīng)力分布狀況。由于整個(gè)厚度沒有焊透，所以焊縫跟部應(yīng)力集中很大。

11、在焊趾截面B-B上應(yīng)力分布也是不均勻的，B點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)的值隨角焊縫形狀而變，角減小應(yīng)力集中系數(shù)減小，焊角尺寸增大應(yīng)力集中系數(shù)也減小。 圖（b）是開坡口并焊透的丁字（十字）接頭，這種接頭的應(yīng)力集中大大降低。第二十三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 4、角接頭 (corner joint) 兩板件端面構(gòu)成大于或等于30 ，小于135 夾角的接頭。第二十四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月圖（a）是最簡單的角接頭，但承載能力差；圖（b）是采用雙面焊縫從內(nèi)部加強(qiáng)的角接頭，承載能力較大；圖（c）和（d）開坡口易焊透，有較高的強(qiáng)度，而且在外觀上具有 良好的棱角，但要注意層狀撕裂問題；

12、圖（e）和（f）易裝配，省工時(shí)，是最經(jīng)濟(jì)的角接頭；圖（g）是保證接頭具有準(zhǔn)確直角的角接頭，并且剛性大，但角鋼厚度應(yīng)大于板厚；圖（h）是不合理的角接頭，焊縫多而且不易施焊。第二十五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 5、管接頭 指用管件組成的結(jié)構(gòu)中的焊接連接點(diǎn)，通常稱管節(jié)點(diǎn)。第二十六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）管節(jié)點(diǎn)（管接頭）的組成第二十七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）管節(jié)點(diǎn)（管接頭）的基本形式第二十八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月導(dǎo)管架第二十九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月導(dǎo)管架第三十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6

13、月海洋平臺(tái)中的生活模塊第三十一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月T型管節(jié)點(diǎn)第三十二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)合管節(jié)點(diǎn)第三十三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)合管節(jié)點(diǎn)第三十四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)合管節(jié)點(diǎn)第三十五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月6、鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)與鉚焊聯(lián)合接頭 第三十六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu) 既有焊接接頭，又有鉚接接頭的結(jié)構(gòu)稱為鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu) 第三十七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 為什么可以在焊接結(jié)構(gòu)的某些部位采用鉚接接頭？這是因?yàn)椋?）鉚接結(jié)構(gòu)有較高的止裂性 2）鉚接接頭比焊接接頭的剛度小 3）鉚接接頭的應(yīng)力集中系數(shù)比某些焊接接頭的低 4）鉚接接頭形成的內(nèi)應(yīng)力比焊接接頭低 第三十八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)吸取了鉚接和焊接兩種技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn) 鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)是一種比較合理的結(jié)構(gòu) 第三十九張，PPT共四十