《焊接結(jié)構(gòu)學(xué)》重點(diǎn)歸納

《焊接結(jié)構(gòu)學(xué)》重點(diǎn)歸納焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：（1）焊接接頭強(qiáng)度高；（2）焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性大;（3）焊接接頭密封性好;（4）焊前準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單；（5）易于結(jié)構(gòu)的變更和改型；（6）焊接結(jié)構(gòu)的成品率高.焊接結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：（1）存在較大的焊接應(yīng)力和變形；（2）對(duì)應(yīng)力集中敏感;（3）焊接接頭的性能不均勻.是指在沒(méi)有外力的條件下平衡于物體內(nèi)部的應(yīng)力 "力5胃內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力的分類(lèi)：按其分布范圍可分為三類(lèi)：宏觀(guān)內(nèi)應(yīng)力，微觀(guān)內(nèi)應(yīng)力，超微觀(guān)內(nèi)應(yīng)力.按其產(chǎn)生機(jī)理分類(lèi)：熱應(yīng)力（溫度應(yīng)力），殘余應(yīng)力，相變應(yīng)力，相變殘余應(yīng)力.*熱應(yīng)力是由于構(gòu)件不均勻受熱所引起的 八焊接殘余應(yīng)力的分類(lèi):（1）縱向殘余應(yīng)力;（2）橫向殘余應(yīng)力；（3）厚板中的殘余應(yīng)力；（4）拘束狀態(tài)下焊接的內(nèi)應(yīng)力；（5）封閉焊縫引起的內(nèi)應(yīng)力；（6）相變應(yīng)力.縱向應(yīng)力沿板材橫截面上的分布表現(xiàn)為中心區(qū)域是拉應(yīng)力，兩邊為壓應(yīng)力，拉應(yīng)力和壓應(yīng)力在截面內(nèi)平衡.橫向殘余應(yīng)力產(chǎn)生的直接原因 是來(lái)自焊縫冷卻時(shí)的橫向收縮，間接原因是來(lái)自焊縫的縱向收縮.焊接殘余應(yīng)力的影響：（1）內(nèi)應(yīng)力對(duì)靜載強(qiáng)度的影響；（2）內(nèi)應(yīng)力對(duì)剛度的影響；（3）內(nèi)應(yīng)力對(duì)桿件受壓穩(wěn)定性的影響；（4）內(nèi)應(yīng)力對(duì)構(gòu)件精度和尺寸穩(wěn)定性的影響 ；（5）內(nèi)應(yīng)力對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的影響.焊接殘余變形的分類(lèi):（1）縱向收縮變形；（2）橫向收縮變形；（3）撓曲變形；（4）角變形;（5）波浪變形；（6）錯(cuò)變變形；（7）螺旋形變形.焊接變形的危害影響:（1）需要進(jìn)行校正，耗工耗時(shí)；（2）比較復(fù)雜的變形的校正工作量可能比焊接工作量還要大，而有時(shí)變形太大，造成廢品；（3）增加了機(jī)械加工工作量，同時(shí)也增加了材料消耗.焊接變形的出現(xiàn)還會(huì)影響構(gòu)件的美觀(guān)和尺寸精度 ，并且還可能降低結(jié)構(gòu)的承載能力，引發(fā)事故.縱向收縮引起的撓曲變形：當(dāng)焊縫在構(gòu)件中的位置不對(duì)稱(chēng) ，即焊縫處于縱向偏心時(shí)，所引起的收縮力Ff是偏心的.因此，收縮力Ff不但使構(gòu)件縮短，同時(shí)還造成構(gòu)件彎曲.焊縫對(duì)于整個(gè)構(gòu)件的中性軸對(duì)稱(chēng) ，并不意味著在組焊的過(guò)程中始終是對(duì)稱(chēng)的 .因?yàn)?，隨著組焊過(guò)程的進(jìn)行，構(gòu)件的中性軸位置和截面慣性矩是變化的 .這也意味著，通過(guò)變化組焊的順序，有可能對(duì)撓曲變形進(jìn)行調(diào)整.波浪變形：薄板所承受的壓應(yīng)力超過(guò)某一臨界值 ，就會(huì)出現(xiàn)波浪變形，或稱(chēng)為壓曲失穩(wěn)變形.焊接錯(cuò)邊：是指兩被連接工件相對(duì)位置發(fā)生變化，造成錯(cuò)位的一種幾何不完善性.產(chǎn)生原因：錯(cuò)邊可能是裝配不當(dāng)造成的，也可能是由焊接過(guò)程造成的.焊接過(guò)程造成錯(cuò)邊的主要原因之一是熱輸入不平衡；焊縫兩側(cè)的工件剛度的差異也會(huì)引起錯(cuò)邊 ，剛度小的一側(cè)變形位移較大，剛度大的一側(cè)位移小，因而造成錯(cuò)邊.焊接殘余應(yīng)力的測(cè)量：1.焊接殘余應(yīng)力的破壞性測(cè)量：（1）單軸焊接殘余應(yīng)力的測(cè)量：①切條法；②彈性變形法.⑵雙軸焊接殘余應(yīng)力的測(cè)量：①切塊法：②鉆孔法：③盲孔法：④套孔法.（3）三軸焊接殘余應(yīng)力的測(cè)量.焊接殘余應(yīng)力的非破壞性測(cè)量:（1）X射線(xiàn)衍射法;（2）中子衍射法.相似關(guān)系.TOC\o"1-5"\h\z焊接殘余應(yīng)力與變形的調(diào)控措施 ：調(diào)控焊接應(yīng)力與變形的焊前措施：（1） 合理地選擇焊縫的形狀和尺寸.焊縫尺寸直接關(guān)系到焊接工作量、焊接應(yīng)力和變形的大小.在保證結(jié)構(gòu)承載能力的前提下，應(yīng)遵循的原則是：盡可能使焊縫長(zhǎng)度最短；盡可能使板厚小;盡可能使焊腳尺寸小；斷續(xù)焊縫和連續(xù)焊縫相比，優(yōu)先采用斷續(xù)焊縫；角焊縫與對(duì)接焊縫相比,優(yōu)先采用角焊縫以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)最好采用分部組合焊接 八（2） 盡量避免焊縫的密集與交叉.（3） 合理地選擇肋板的形狀并適當(dāng)?shù)匕才爬甙宓奈恢?，可以減少焊縫，提高肋板加固的效果.（4） 采用壓形板來(lái)提高平板的剛性和穩(wěn)定性 ，也可以減小焊接量和減小變形.（5） 聯(lián)系焊縫可采用斷續(xù)焊縫的形式以降低熱輸入總量 八（6） 預(yù)變形法或反變形法也是焊前需要考慮采用的重要措施之一 八焊后調(diào)控焊接殘余應(yīng)力與變形的措施：（1）機(jī)械方法；（2）加熱方法.隨焊調(diào)控焊接應(yīng)力與變形的措施:（1）剛性固定法；（2）減小焊縫的熱輸入；（3）合理安排裝配焊接的順序；（4）預(yù)拉伸法；（5）焊時(shí)溫差拉伸法；（6）隨焊激冷法；（7）隨焊碾壓法；（8）隨焊錘擊法；（9）隨焊沖擊碾壓法.剛性固定法：這種方法是在沒(méi)有反變形的情況下 ，通過(guò)將構(gòu)件加以固定來(lái)限制焊接變形 .這種方法只能在一定程度上減小撓曲變形 ，但可以防止角變形和波浪變形.不均勻加熱是導(dǎo)致產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因 八火焰矯形：所謂火焰矯形，就是利用火焰局部加熱時(shí)產(chǎn)生的壓縮收縮變形使較長(zhǎng)的金屬在冷卻后收縮，來(lái)達(dá)到矯正變形的目的.火焰成形：利用火焰局部加熱把平直的鋼板彎曲成各種曲面 ，這種方法在生產(chǎn)上稱(chēng)為火焰成形或水火彎板.接頭一般可分為焊縫金屬、熔合區(qū)、熱影響區(qū)和母材 四個(gè)組成部分.焊接接頭的力學(xué)性能與母材和焊縫二者之間的 強(qiáng)度匹配有關(guān)，焊縫金屬?gòu)?qiáng)度比母材強(qiáng)度高的稱(chēng)為高組配接頭，比母材強(qiáng)度低的稱(chēng)為低組配接頭 .焊縫的基本形式：（1）對(duì)接焊縫；（2）角焊縫.對(duì)接焊縫開(kāi)坡口的根本目的 是為了焊透金屬，以便確保接頭的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性 .坡口形式的選擇主要取決于板材厚度、焊接方法和工藝過(guò)程八坡口形式：卷邊；平對(duì)接；V形；U形；X形；K形.坡口選擇的考慮因素：（1）可焊到性或便于施焊；（2）降低焊接材料的消耗量；（3）坡口易加工；（4）減小或控制焊接變形.坡口角度的大小與板厚和焊接方法有關(guān)，其作用是使電弧能深入根部使根部焊透 .坡口角度越大，焊縫金屬量越多，焊接變形也會(huì)增大，一般坡口角度選60。左右.角焊縫按其截面形狀分類(lèi)：（1）平角焊縫；（2）凹角焊縫；（3）凸角焊縫；（4）不等腰角焊縫.按其承載方向分類(lèi)：（1）焊縫與載荷相垂直的正面角焊縫 ；（2）與載荷相平行的側(cè)面角焊縫；（3）與載荷傾斜的斜向角焊縫.各種截面形狀角焊縫的承載能力與載荷性質(zhì)有關(guān) .靜載時(shí)，如母材金屬塑性良好，角焊縫的截面形狀對(duì)承載能力沒(méi)有顯著影響 ；動(dòng)載時(shí)，凹角焊縫比平角焊縫的承載能力高，凸角焊縫的最低.不等腰角焊縫，長(zhǎng)邊平行于載荷方向時(shí)，承受動(dòng)載效果較好.焊接接頭的基本形式及特點(diǎn)：對(duì)接接頭；特點(diǎn)：受力好，裝配要求高.對(duì)接接頭截面變化平緩，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(guò)大、過(guò)小都不行.搭接接頭；特點(diǎn)：受力差，裝配要求簡(jiǎn)單.搭接接頭的特點(diǎn)剛好和對(duì)接接頭相反 ，應(yīng)力分布極不均勻，疲勞強(qiáng)度較低，但是它們的焊前準(zhǔn)備工作及裝配要求卻很簡(jiǎn)單.T形接頭；特點(diǎn)：能承受各種方向的力和力矩，受力差，經(jīng)濟(jì)合算，疲勞強(qiáng)度高.T形接頭是將互相垂直的被連接件用角焊縫連接起來(lái)的接頭 八角接接頭.兩板件端面構(gòu)成為直角的焊接接頭稱(chēng)為角接接頭 .角接接頭多用于箱形構(gòu)件上.焊接接頭產(chǎn)生應(yīng)力集中的原因:(1)焊縫中存在工藝缺陷；(2)焊縫外形不合理;(3)焊接接頭設(shè)計(jì)不合理.焊接接頭產(chǎn)生應(yīng)力集中的位置及減小應(yīng)力集中措施 ：對(duì)接接頭：［余高，過(guò)渡圓弧］由于余高造成了構(gòu)件表面不平滑 ，在焊縫與母材金屬的過(guò)渡處引起應(yīng)力集中.措施:采用削平余高或增大過(guò)渡圓弧半徑的措施來(lái)降低應(yīng)力集中 .在實(shí)際生產(chǎn)中只要我們保證焊縫熔透；減小加厚高，使焊縫向母材過(guò)渡平順；提高裝配質(zhì)量，減小焊接錯(cuò)邊;選用合適的焊接規(guī)范和坡口形式 ，減小角變形就可以有效的控制對(duì)接接頭造成的應(yīng)力集中.*對(duì)接接頭應(yīng)力集中min;搭接接頭應(yīng)力集中 max.對(duì)接接頭是最好的接頭形式，不但靜載可靠而且疲勞強(qiáng)度也較高.T形(十字)接頭：未開(kāi)坡口(角)：焊縫根部和焊趾處；開(kāi)坡口(對(duì))：余高，過(guò)渡圓弧.措施：開(kāi)坡口焊透或采用深熔焊接方法進(jìn)行焊接 ^搭接接頭：正面角焊縫：焊根和焊趾.為了減少?gòu)澢鷳?yīng)力，兩條正面角焊縫之間的距離應(yīng)不小于板厚的4倍.側(cè)面角焊縫：最大應(yīng)力在兩端，中部應(yīng)力最小，而且焊縫較短時(shí)，應(yīng)力分布較為均勻，焊縫較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)力分布不均勻的程度就更大.因此，采用過(guò)長(zhǎng)的側(cè)面角焊縫將使應(yīng)力集中增加 ，這是TOC\o"1-5"\h\z不合理的.一般規(guī)范規(guī)定側(cè)面角焊縫長(zhǎng)度不得大于 50K.聯(lián)合角焊縫：在設(shè)計(jì)搭接接頭時(shí)，如增添正面角焊縫，不但可以改善應(yīng)力分布，還可以縮短搭接長(zhǎng)度.蓋板接頭：靠近側(cè)面角焊縫的部位應(yīng)力最大，遠(yuǎn)離焊縫并在構(gòu)件的軸線(xiàn)位置上應(yīng)力最小 .增添正面角焊縫連接的蓋板接頭，其各橫截面正應(yīng)力的分布得到明顯改善 ，應(yīng)力集中大大降低.斜向角焊縫：當(dāng)焊腳尺寸K相同時(shí)，正面角焊縫的單位長(zhǎng)度強(qiáng)度比側(cè)面焊縫的高 ，斜向角焊縫的單位長(zhǎng)