焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)課件(鄧洪軍高職高專)

焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件書名：焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)第2版鄧洪軍ISBN：978-7-111-27009-6出版社：機械工業(yè)出版社本書配有電子課件教材詳情：請點擊查閱機械工業(yè)出版社教材效勞網(wǎng)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)第二章焊接結(jié)構(gòu)強度的根本理論第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算第四節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的疲勞破壞第五節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的脆性破壞第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭：在焊件需要連接的部位，用焊接方法制造而成的接頭稱為焊接接頭。焊縫金屬熔合區(qū)熱影響區(qū)母材焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的根本形式對接接頭搭接接頭角接接頭T形接頭焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件焊接接頭的根本形式→對接接頭對接接頭：兩焊件外表構(gòu)成大于或等于135°，小于或等于180°的夾角，即兩板相對端面焊接而形成的接頭叫做對接接頭。優(yōu)點：傳力效率高、應力集中低，具有很好的綜合性能。缺點：焊前準備工作量大，組裝費工時，焊接變形較大。FF斜縫對接接頭對接接頭幾點說明第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的根本形式→搭接接頭搭接接頭：兩板件局部重疊起來進行焊接所形成的接頭稱為搭接接頭。優(yōu)點：焊前準備工作量少，對焊工技術(shù)水平要求較低，焊接的橫向收縮量也較少。缺點：構(gòu)件形狀變化大，應力分布不均勻，應力集中復雜，材料消耗量大，接頭動載強度低。應用：用于工作環(huán)境良好，受力較少的不重要結(jié)構(gòu)。種類：角焊縫、開槽焊、塞焊。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的根本形式→搭接接頭FF2δFF開槽焊搭接接頭塞焊接頭焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的根本形式→T形〔十字〕接頭T形〔十字〕接頭：將相互垂直的被連接件，用角焊縫連接起來的接頭。優(yōu)點：能承受各種方向的力和力矩。缺點：接頭的根部有很深的缺口，承載能力低。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的根本形式→角接頭角接接頭：兩板件端面構(gòu)成30°-135°夾角的焊接接頭稱作角接接頭。特點：獨立使用時承載能力很低，一般用來組成箱體結(jié)構(gòu)或容器結(jié)構(gòu)之后起作用。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的根本特點及影響接頭性能的因素幾何不連續(xù)性能不均勻有殘余應力和變形基本特點殘余應力組織成分不同焊趾及咬邊熱影響區(qū)焊縫金屬應力集中角變形錯邊焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的組成→熔合區(qū)和熱影響區(qū)熔合區(qū)是接頭中焊縫與熱影響區(qū)相互過度的區(qū)域，很窄〔0.1-0.5mm〕，是焊接接接頭中最薄弱的地帶。熱影響區(qū)是母材受焊接熱的影響而發(fā)生金相組織和力學性能變化的區(qū)域。其寬度與焊接方法及熱輸入量大小有關(guān)。焊后，可能產(chǎn)生脆化、硬化和軟化等不利現(xiàn)象。第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的組成→焊縫焊縫：在焊接過程中由填充金屬和局部母材熔合后凝固形成的。起著連接金屬和傳遞力的作用。焊縫的根本形式：對接焊縫和角焊縫不開坡口的對接焊縫形式卷邊對接平對接焊接接頭的組成→焊縫→對接焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識坡口：根據(jù)設計或工藝需要，將焊件待焊部位加工并裝配成一定幾何形狀的溝槽稱坡口。坡口焊縫：在焊接過程中用填充金屬填滿坡口而形成的焊縫稱坡口焊縫。對接焊縫開坡口的目的：確保接頭質(zhì)量，調(diào)節(jié)焊接變形。坡口形狀選擇：板材厚度、焊接方法和工藝過程。a可焊到性和便于施焊b降低焊接材料的消耗量c坡口易加工d減少或控制焊接變形第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的組成→焊縫→對接焊縫對接焊縫的典型坡口形式坡口角度的大小與與板厚和焊接方法有關(guān)根部間隙：焊前在接頭根部之間預留的間隙坡口尺寸選擇：第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的組成→焊縫→角焊縫角焊縫：兩焊件結(jié)合面所構(gòu)成直交角或近似直交角，并用填充金屬焊成的焊縫稱角焊縫。優(yōu)點：焊前準備工作簡單，裝配容易。缺點：不是理想的傳力焊縫，工作應力復雜，應力集中因素較多。分類：平角焊縫、凹角焊縫、凸角焊縫、不等腰角焊縫開坡口：板厚大于13mm時，節(jié)約焊接材料，減少焊接變形。第一節(jié)焊接接頭的根本知識KKa焊接接頭的組成→焊縫→角焊縫KKaKKaKKa角焊縫的截面形狀第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接接頭的組成→焊縫→典型焊縫形狀及其各局部名稱第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊縫代號焊接圖是焊接施工所用的工程圖樣。要看懂施工圖，就必須了解各焊接結(jié)構(gòu)中焊縫代號及其標注方法。如下圖是兩個支座的焊接圖。圖中多處標注有焊縫代號，用來說明焊接結(jié)構(gòu)在加工制作時的根本要求。第一節(jié)焊接接頭的根本知識支座焊接圖焊縫代號第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊縫代號的定義：把在圖樣上用技術(shù)制圖方法表示的焊縫根本形式和尺寸采用一些符號來表示的方法。焊縫代號可以表示出：1〕所焊焊縫的位置；2〕焊縫橫截面形狀〔坡口形狀〕及坡口尺寸；3〕焊縫外表形狀特征；4〕焊縫某些特征或其他要求。焊縫代號第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊縫代號的組成焊縫符號一般由根本符號和指引線組成，必要時可以加上輔助符號、補充符號和焊縫尺寸及數(shù)據(jù)?！?〕根本符號表示焊縫端面〔坡口〕形狀的符號，見表。焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號I形焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號V形焊縫帶鈍邊V形焊縫單邊V形焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號鈍邊單邊V形焊縫帶鈍邊U形焊縫封底焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號角焊縫塞焊縫或槽焊縫喇叭形焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號點焊縫縫焊焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識輔助符號表示焊縫外表形狀特征的符號，如表所示。當不需要確切說明焊縫的外表形狀時，可以不用輔助符號。第一節(jié)焊接接頭的根本知識名稱焊縫輔助形式符號說明平面符號表示焊縫表面平齊凹面符號表示焊縫表面凹陷凸面符號表示焊縫表面凸出第一節(jié)焊接接頭的根本知識補充符號為了補充說明焊縫某些特征而采用的符號稱為補充符號。名稱形式符號說明帶墊板符號表示焊縫底部有墊板三面焊縫符號表示三面焊縫和開口方向第一節(jié)焊接接頭的根本知識名稱形式符號說明周圍焊縫符號表示環(huán)繞工件周圍焊縫現(xiàn)場符號表示在現(xiàn)場或工地上進行焊接尾部符號指引線尾部符號可參照GB/T5185—1999標注焊接方法第一節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的根本知識焊縫尺寸符號用來代表焊縫的尺寸要求的符號稱為焊縫尺寸符號。名稱符號示意圖標注示例工件厚度坡口角度坡口深度根部間隙鈍邊高度δαΗΒp第一節(jié)焊接接頭的根本知識名稱符號示意圖標注示例焊縫段數(shù)焊縫長度焊縫間隙焊角尺寸nleK熔核直徑d相同焊縫數(shù)量符號N第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)的標準位置第一節(jié)焊接接頭的根本知識由箭頭線和基準線組成；箭頭指向焊縫處；基準線由兩條互相平等的細實線和虛線組成；當需要說明焊接方法時，可以在基準線末端增加尾部符號。指引線第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接方法表示代號焊接方法代號焊接方法代號電弧焊1電阻焊2焊條電弧焊111點焊21埋弧焊12縫焊22熔化極惰性氣體保護焊131閃光焊24第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊接方法代號焊接方法代號鎢極惰性氣體保護焊141氣焊3壓焊4氧—乙炔焊311超聲波焊41氧—丙烷焊312摩擦焊42其他焊接方法7擴散焊45激光焊751爆炸焊441電子束焊76焊接方法表示代號第一節(jié)焊接接頭的根本知識識別焊縫代號的根本方法1〕根據(jù)箭頭的指引方向了解焊縫在焊件上的位置。2〕看圖樣上焊件的結(jié)構(gòu)形式〔即組焊焊件的相對位置〕識別出接頭形式。3〕通過根本符號可以識別焊縫形式〔即坡口形式〕根本符號上下標有坡口角度及對裝間隙。4〕通過基準線的尾部標注可以了解：采用的焊接方法對焊接的質(zhì)量要求無損檢驗要求第一節(jié)焊接接頭的根本知識識別焊縫代號的根本方法第一節(jié)焊接接頭的根本知識焊縫坡口采用帶鈍邊的V形坡口，坡口間隙為2mm，鈍邊高為3mm，坡口角度為60°，采用焊條電弧焊焊接，反面封底焊，反面焊縫要求打磨平整。一、應力集中二、電弧焊接頭的應力分布1、對接接頭2、T形（十字）接頭3、搭接接頭第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力應力集中：所謂應力集中，是指接頭局部區(qū)域的最大應力值較平均應力值高的現(xiàn)象。應力集中系數(shù)KT=σmax/σav焊接接頭中產(chǎn)生應力集中的原因焊縫中有工藝缺陷焊縫外形不合理焊接接頭設計不合理應力集中第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力電弧焊接頭的工作應力分布余高：在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，對接接頭的焊縫略高于母材金屬的板面，超出母材外表連線上面的那局部焊縫金屬的最大高度稱為余高。對接接頭第一節(jié)電弧焊接頭的工作應力電弧焊接頭的工作應力分布→對接接頭影響應力集中系數(shù)的因素：余高h和焊縫向母材金屬過渡的半徑r。余高和過渡半徑與應力集中系數(shù)的關(guān)系第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力電弧焊接頭的工作應力分布→T形〔十字〕接頭未開坡口：未焊透，根部和焊趾應力集中很大，KT隨θ減小而減小，隨K增大減小。開坡口：焊透，應力集中系數(shù)小于1，根本不存在應力集中。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力電弧焊接頭的工作應力分布→搭接接頭根據(jù)搭接角焊縫受力的方向：正面角焊縫：焊縫與力的作用方向垂直。側(cè)面角焊縫：焊縫與力的作用方向相平行。斜向角焊縫：介于正面角焊縫和側(cè)面角焊縫之間。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力搭接接頭→正面角焊縫的工作應力分布在角焊縫的焊根A點和焊趾B點，都有較大的應力集中。減小θ角和增大熔深，焊透根部，都可以降低應力集中系數(shù)。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力搭接接頭→側(cè)面角焊縫的工作應力分布其特點是最大應力在兩端，中部應力最小，而且焊縫較短時應力分布較均勻，焊縫較長時，應力分布不均勻的程度就增加。通常規(guī)定側(cè)面角焊縫不得大于50K〔K為焊腳尺寸〕。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力搭接接頭→聯(lián)合角焊縫的工作應力分布既有側(cè)面角焊縫又有正面角焊縫的搭接接頭稱為聯(lián)合角焊縫搭接接頭。只有側(cè)面角焊縫的搭接接頭中，母材金屬斷面上的應力分布不均勻。增加正面角焊縫后應力分布較為均勻，截面上兩端點上的應力集中得到改善。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力搭接接頭→蓋板接頭中的工作應力分布第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力側(cè)面搭接接頭的工作應力均勻化第二節(jié)電弧焊接頭的工作應力工作焊縫和聯(lián)系焊縫焊縫與被連接的元件是串聯(lián)的，它承擔著傳遞全部載荷的作用，即焊縫一旦斷裂，結(jié)構(gòu)就立即失效，其應力稱為工作應力。第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算工作焊縫工作焊縫和聯(lián)系焊縫焊縫與被連接的元件是并聯(lián)的，它僅傳遞很小的載荷，主要起元件之間相互聯(lián)系的作用，焊縫一旦斷裂，結(jié)構(gòu)不會立即失效，其應力稱為聯(lián)系應力。聯(lián)系焊縫第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算焊接接頭強度計算的假設1）殘余應力對接頭強度沒有影響；2）焊趾處和余高處的應力集中對接頭強度沒有影響；3）接頭的工作應力是均布的，以平均應力計算；4）正面角焊縫與側(cè)面角焊縫強度沒有差別；5）焊腳尺寸K的大小對角焊縫的強度沒有影響；6）角焊縫都是在切應力的作用下破壞的，按切應力計算其強度；第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算焊接接頭強度計算的假設7〕角焊縫的破斷面在角焊縫截面的最小高度上，其值等于內(nèi)接三角形高a，直角等腰角焊縫的計算高度：8〕采用熔深較大的焊接方法時，應考慮余高和熔深。其角焊縫計算斷面高度a為：a=〔K+p〕cos45o當K≤8mm時，可取a等于K當K＞8mm時，可取p=3mm第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算電弧焊接頭的靜載強度計算電弧焊接頭靜載強度計算的一般表達式為:б≤[бˊ]或τ≤[τˊ]式中б,τ為平均工作應力;[бˊ]

[τˊ]為焊縫的許用應力.第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算對接接頭的靜載強度計算不考慮焊縫余高焊縫長度取實際長度計算厚度取兩板中較薄者如果焊縫的許用應力與根本金屬的相等,那么不必進行強度計算第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算對接接頭的靜載強度計算受垂直板面彎矩(M2):受拉時:受壓時:受剪切時:受板平面內(nèi)彎矩(M1):第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算

兩塊板厚為5mm、寬為500mm的鋼板對接在一起，兩端受284000N的拉力，材料為Q235-A鋼，[σt`]=142MPa，試校核其焊縫強度。

對接接頭的靜載強度計算例題第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算對接接頭的靜載強度計算解：F＝284000N，L＝500mm，δ1＝5mm，[σt`]＝142MPa，所以這個對接接頭焊縫強度滿足要求，結(jié)構(gòu)工作時是平安的。第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算對接接頭的靜載強度計算例2兩塊板厚為10mm的鋼板對接，焊縫受29300N的切力，材料為Q235—A鋼，試設計焊縫的長度〔鋼板寬度〕。解由公式(3-2)可得由條件知Q=29300N，δ=10mm；由表2-3中查得[τˊ]＝98MPa，代入上式得取L=32mm,即當焊縫長度為32mm時,強度滿足要求.第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算例2兩塊板厚為10mm的鋼板對接，焊縫受29300N的切力，材料為Q235—A鋼，試設計焊縫的長度〔鋼板寬度〕。解由公式(3-2)可得由條件知Q=29300N，δ=10mm；由表2-3中查得[τˊ]＝98MPa，代入上式得搭接接頭的靜載強度計算受拉、壓搭接街頭的靜載強度計算第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算搭接接頭的靜載強度計算例3將100mm×100mm×10mm的角鋼用角焊縫搭接在一塊鋼板上，見以下圖。受拉伸時要求與角鋼等強度，試計算接頭的合理尺寸K和L應該是多少？第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算解從材料手冊查得角鋼斷面面積A=19.2cm2；許用拉應力[бˊt]＝160MPa＝160N/mm2，焊縫許用切應力[τˊ]=100MPa＝100N/mm2角鋼的允許載荷[F]=A[бˊt]=19200mm×160N/mm2=307200N。假定接頭上各段焊縫中切應力都到達焊縫許用切應力值，即τ＝[τˊ]。假設取K＝10mm，用焊條電弧焊，那么所需的焊縫總長度為：搭接接頭的靜載強度計算第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強度計算角鋼一端的正面角焊縫L3=100mm，那么兩側(cè)焊縫總長度為339mm。根據(jù)材料手冊查得角鋼的拉力作用線位置e＝28.3mm，按杠桿原理，那么側(cè)面角焊縫L2應承受全部側(cè)面角焊縫應該承