焊接结构复习资料
焊接结构复习记忆知识点

第一章1.内应力的分类:根据内应力所涉及的范围,可分为三类超微观应力:在晶格范围平衡的应力微观应力:在晶粒范围内相互平衡的应力宏观应力:在整个焊接范围平衡的应力按其作用的时间残余应力:焊后留下的应力瞬时应力:焊接过程出现的应力根据应力形成原因组织应力:由于接头金属组织转变时体积变化受阻拘束应力:由于焊件热变形受到拘束引起的应力温度应力:由于焊件不均匀加热引起的应力2.变形的基本形式:1)自由变形:当金属物体温度发生变化,或发生了相变,其尺寸和形状就要发生变化,如果这种变化没有受到外界的阻碍而自由的进行我们称之为自由变形。
2)外观变形:当金属在温度变化过程中受到阻碍,不能完全的自由变形,把能表现出来的这部分变形,称为外观变形。
是指能用肉眼看到的或能用仪器直接测量的变形。
3)内部变形:把未表现出来的那部分变形,称为内部变形;表示金属内部原子间的相对位移,这种变形产生了内应力并直接决定杆件的强度。
其变形率用ε表示。
3.在板件中心加热时,如果产生了压缩塑性变形区,当冷却后,将会在板件中产生残余应力和变形(缩短)4.焊接残余应力的分类:a.按产生应力的原因分:热应力、相变应力、塑变应力b.按应力存在的时间分:焊接瞬时应力、焊接残余应力c.按应力与焊缝的相对位置分:纵向应力、横向应力纵向残余应力:是指应力作用方向与焊缝平行的残余应力横向残余应力:与焊缝中心线垂直的残余应力在对接接头中,沿焊缝中心线的横向残余应力由两个因素引起:a.由焊缝及其近缝区的塑性变形区的纵向收缩引起的。
b.由焊缝及其近缝区的塑性变形区的横向收缩的不同时性引起的。
6.焊接结构产生应力和变形的原因:1)局部加热,构件上温度分布极不均匀。
2.接头形式不同,焊接熔池内的金属散热条件不一。
3.部分金属会发生相变。
4.受焊前加工工艺的影响。
7.4.几种假设1、平截面假定:假定在焊前所取的横截面再喊后仍保持为平面。
2、金属性能假设:材料的某些物理性能如线胀系数,比热容,热导率等不随温度而变化3、屈服点的假定根据简化曲线的假定,低碳钢在600℃时便失去了变形抗力,这意味着在温度Tmax≥600℃时所产生的压缩塑性变形,对应力和变形没有影响,所以在分析中可以暂时不考虑Tmax>600℃的演变过程,通常把失去变形抗力时的温度(对于低碳钢为600℃)称为力学熔化温度。
焊接复习资料(含答案)

焊接复习资料(含答案)焊接课堂作业一、填空题1.按焊接过程的物理特点,焊接方法可分为熔焊、压焊和和钎焊三大类。
2.常见的熔化焊接方法有手工电弧焊、__埋弧焊__、_气体保护焊_、__电渣焊_等。
3.采用直流电源焊接时,正接是指焊件接弧焊机的_正极_ 采用直流电源焊接时,正接是指焊条接_负极_。
4.手工电弧焊电焊条的焊芯的作用是电极与补充金属。
5.焊条电弧焊的电焊条焊芯和药皮组成。
6.按熔渣性质焊条可分为酸性焊条和碱性焊条两类。
7.焊接过程中,焊条直径越大,选择的焊接电流应越大8.常用的气体保护焊有氩弧焊和 CO2气体保护焊。
9.电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源进行焊接的一种焊接方法。
10.焊后矫正焊接变形的方法有机械矫正法和火焰加热矫正法。
11.埋弧焊不使用焊条,而使用焊丝与焊剂。
12.常用的电阻焊有点焊、缝焊与对焊三种 13.常用的对焊有电阻对焊和闪光对焊两种。
14.点焊时应采用搭接接头。
15.硬钎焊时钎料熔点在 450 ℃以上,接头强度在 200Mpa以上。
软钎焊时钎料熔点在 450 ℃以下,接头强度在200 Mpa以下。
16.影响钢焊接性的主要因素是碳当量法。
17.碳当量法可用来估算钢材的焊接性能,碳当量值小于 % 时,钢材的焊接性能良好。
18.低碳钢和强度等级较低的低合金钢的焊接性好。
19.__低__碳钢具有良好的焊接性,被广泛应用于各类焊接工件的生产。
20.铸铁的焊接性比低碳钢差。
21.汽车油箱常采用板料冲压和焊接方法组合制造。
22.铝合金薄板常用的焊接方法是钨极氩弧焊。
23.手工电弧焊焊接接头的形式分为_对接接头_、T型接头_、_角接接头_和_搭接接头_四种。
二、选择题1.下列焊接方法中,属于熔化焊的是 A.点焊气体保护焊 C.对焊 D.摩擦焊2.一般情况下,焊条电弧焊电弧电压在之间。
~250V ~90V ~400V ~35V3.直流电弧焊时,产生热量最多的是 A.阳极区 B. 阴极区 C.弧柱区 D.热影响区4. 直流电弧焊时,阴极区与阳极区的温度关系为 A.相等 B.阳极区高于阴极区 C. 阴极区高于阳极区 D.不稳定5.选用碱性焊条焊接金属薄板时,以选择方法有利。
焊接复习资料(含答案)

焊接复习资料(含答案)焊接课堂作业一、填空题1.按焊接过程的物理特点,焊接方法可分为熔焊、压焊和和钎焊三大类。
2.常见的熔化焊接方法有手工电弧焊、__埋弧焊__、_气体保护焊_、__电渣焊_等。
3.采用直流电源焊接时,正接是指焊件接弧焊机的_正极_ 采用直流电源焊接时,正接是指焊条接_负极_。
4.手工电弧焊电焊条的焊芯的作用是电极与补充金属。
5.焊条电弧焊的电焊条焊芯和药皮组成。
6.按熔渣性质焊条可分为酸性焊条和碱性焊条两类。
7.焊接过程中,焊条直径越大,选择的焊接电流应越大8.常用的气体保护焊有氩弧焊和 CO2气体保护焊。
9.电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源进行焊接的一种焊接方法。
10.焊后矫正焊接变形的方法有机械矫正法和火焰加热矫正法。
11.埋弧焊不使用焊条,而使用焊丝与焊剂。
12.常用的电阻焊有点焊、缝焊与对焊三种 13.常用的对焊有电阻对焊和闪光对焊两种。
14.点焊时应采用搭接接头。
15.硬钎焊时钎料熔点在 450 ℃以上,接头强度在 200Mpa以上。
软钎焊时钎料熔点在 450 ℃以下,接头强度在200 Mpa以下。
16.影响钢焊接性的主要因素是碳当量法。
17.碳当量法可用来估算钢材的焊接性能,碳当量值小于 % 时,钢材的焊接性能良好。
18.低碳钢和强度等级较低的低合金钢的焊接性好。
19.__低__碳钢具有良好的焊接性,被广泛应用于各类焊接工件的生产。
20.铸铁的焊接性比低碳钢差。
21.汽车油箱常采用板料冲压和焊接方法组合制造。
22.铝合金薄板常用的焊接方法是钨极氩弧焊。
23.手工电弧焊焊接接头的形式分为_对接接头_、T型接头_、_角接接头_和_搭接接头_四种。
二、选择题1.下列焊接方法中,属于熔化焊的是 A.点焊气体保护焊 C.对焊 D.摩擦焊2.一般情况下,焊条电弧焊电弧电压在之间。
~250V ~90V ~400V ~35V3.直流电弧焊时,产生热量最多的是 A.阳极区 B. 阴极区 C.弧柱区 D.热影响区4. 直流电弧焊时,阴极区与阳极区的温度关系为 A.相等 B.阳极区高于阴极区 C. 阴极区高于阳极区 D.不稳定5.选用碱性焊条焊接金属薄板时,以选择方法有利。
焊接结构学哈工大复习要点汇总

焊接结构学哈工大复习要点汇总版权所有~枫擎雨一、名词解释1. 内应力:是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的力。
2. 解理断裂:是沿晶内一定结晶学平面分离而形成的断裂,是一种晶内断裂。
3. 应力腐蚀开裂:是指在拉应力和腐蚀共同作用下产生裂纹的现象。
4. 温差拉伸法:是利用在焊接结构上进行的不均匀加热造成的适当的温度差,来使焊缝及其附近区域产生拉伸塑性变形,从而抵消焊接时所产生的压缩塑性变形,达到消除部分焊接残余应力的目的。
5. 焊接结构:用焊接的方法生产制造出来的结构。
6. 焊接温度场:是指在焊接过程中,某一时刻所有空间各点温度的总计或分布。
7. 应力集中:由于焊接的形状和焊缝布置的特点,焊接接头工作应力的分布是不均匀的,其最大应力比平均应力值高,这种情况称应力集中。
是指接头局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象。
8. 焊接变形:由于焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形。
9.工作焊缝:焊缝与被连接板件沿受力方向成串联形式布置,焊缝传递全部载荷,一旦焊缝断裂,则接头立即破坏。
10.联系焊缝:焊缝与被连接板件沿受力方向成并联形式布置,焊缝只传递很少的载荷,主要在被连接板之间起到联系作用,即使焊缝断裂,焊接结构并不立即失效。
11.动应变时效:金属和合金在塑性变形时或塑性变形后所发生的时效过程。
12.焊接残余应力:焊件在焊接过程中,热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限,以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。
这样焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。
13.焊接热循环:焊接过程中,在焊接热源的作用下,焊件上某点温度随时间变化的过程,其特征是加热速度很快,在最高温度下停留时间很短,随后各点按照不同的冷却速度进行冷却。
14. 延性断裂:伴随明显塑性变形而形成延性断口(断裂面与拉应力垂直或倾斜,其上具有细小的凹凸,呈纤维状)的断裂。
15.自由变形(量、率):当金属物体的温度发生变化或发生相变没有受到外界的任何阻碍而自由进行,它的形状和尺寸的变形就称为自由变形。
焊接结构(完善版)复习大纲

热导率表示物质传导热量的能力。
数值上认为热导率等于每单位温度梯度的比热流量,或等于单位长度内沿该表面法线方向的温度梯度减小1℃,经单位时间流过单位表面积的热量 焊接温度场:指在焊接过程中,某一时刻所有空间各点温度的总计或分布焊接热循环:在焊接过程中,工件的温度随着瞬时热源或移动热源的作用而发生变化,温度随时间由低而高,达到最大值后,又由高而低的变化被称为焊接热循环。
内应力:指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力 热应力:也叫温度应力,是由于构件受热不均匀而引起的应力残余应力:当物体没有外部因素作用时,在物体内部保持平衡而存在的应力初始应变:在焊接接头区域就产生了缩短的补协调应变称为残余应变或初始应变屈服强度滞后:与加热过程的屈服强度降低相比在冷却转变成两相材料时屈服强度的降低 疲劳:结构在变动载荷下工作,虽应力低于材料的但在较长时间工作后仍发生断裂的现象 疲劳曲线:根据试件在裂纹萌生或完全断裂时所经受的应力循环次数N 与载荷幅可作出的乌勒曲线称为疲劳曲线材料的疲劳极限:当金属承受的应力幅越大,则断裂时应力循环次数N 越少;反之,应力幅越小,则N 越大。
当应力幅低于某值时,应力循环无数次也不会发生疲劳破坏,此时的应力幅称为材料的疲劳极限1、焊接结构:所谓焊接结构就是全焊结构、铆焊接构、栓焊结构3种结构的总称。
优点:1、焊接接头强度高2、焊接结构设计灵活性大3、焊接接头密封性好4、焊前准备工作简单5、易于结构的变更和改型6、焊接结构的成品率高缺点:1、存在较大的焊接应力和变形2、对应力集中敏感3、焊接接头的性能不均匀2、电弧焊热产热机构、散热机构、热量传递方式产热机构:电弧热、电阻热、相变潜热、变形热散热机构:环境散热、飞溅散热热量传递方式:热传导、对流换热、辐射换热、热焓迁移3、焊接热源种类:1、电弧焊热源2、气体火焰焊接热源3、电阻焊热源4、摩擦焊5、电子束焊接6、激光焊接7、铝热剂焊接4、导热时边界条件分(1)已知边界上的强度值:即: (2)已知边界上的热流密度分布,即: (3)已知边界上物体与周围介质间的热交换,即:5、焊接热源模型A 、点热源模型:集中热源模型,热源由点向工件输入;可用来模拟厚板表面的堆焊过程B 、线热源模型:集中热源模型,将热源看成是沿板厚方向上的一条线;可模拟一次熔透的薄板对接焊过程C 、面热源模型:集中热源模型,热源只沿一个方向传播,是一个一维热源;可模拟电极端面或摩擦焊时的加热过程D 、高斯热源模型:分散热源模型,似带状热源E 、双椭球热源模型:电弧轴线与工作轴线垂直F 、广义双椭球热源模型:电弧轴线与工作轴线不垂直6、焊接热循环的主要参数1、加热速度(Vh )V h ↑→TP ↑→奥氏体化程度↓和碳化物溶解程度↓2、加热最高温度Tmax 考察位置不同→Tmax →冷却速度不同→焊接组织不同→性能不同3、在相变温度以上停留时间(tH) 在相变温度以上停留的时间越长,就会有利于奥氏体的均匀化过程4、冷却速度(Vc) 冷却速度是决定热影响区组织和性能的最重要参数之一),,,(t z y x T T s s =),,,(t z y x q n T s =∂∂λ)(s a T T n T -=∂∂αλ7、内应力的分类按内应力分布的范围分:宏观内应力、微观内应力、超微观内应力按内应力产生的原因来分:有热应力和组织应力。
焊接结构的基础知识

1.1 焊接接头的基本知识
锯齿缝搭接接头如图1一7所示,这是单面搭接接头的一种形式。直 缝单面搭接接头的强度和刚度比双面搭接低得多,所以只能用在受力 很小的次要部位。对背面不能施焊的接头采用锯齿形焊缝搭接,有提 高强度和刚度的作用。在背面施焊很困难时,这种接头是比较合理的。
3. T形(十字)接头 T形(十字)接头是将一件端面与另一件端面构成直角或近似直
上一页 下一页 返回
1.1 焊接接头的基本知识
的角焊缝是截面为直角等腰的,一般可用腰长K来表不其大小,通常 称K为焊脚尺寸。
角焊缝是一种应用最广泛的焊缝,与对接焊缝相比较,在力 学性能方面具有许多特点。以角焊缝构成的各种接头,其几何形状都 有急剧的变化,力线的传递比对接焊缝复杂,焊缝的根部与趾部的应 力集中,一般都比对接焊缝大。例如图1-13所示的十字接头,其力线 的传递就是挠曲不直的,在八点和月点都有较大的应力集中。正面角 焊缝的破断面往往与受力方向成200~300,但进行强度计算时,仍以 与受力方向成25。的最小截面为计算断面,按切应力计算强度。试验 证明,正面角焊缝的强度比侧面角焊缝高2000—3000;侧面角焊缝沿焊 缝长度上的是随焊脚尺寸K的增加而成正比增加的。单位面积的强度当K=20 mm 时比KX10 mm时约降低2000,但其屈服强度并不降低,如图1一14所示。 正面角焊缝的强度与其断面形状有关,如图1一15所示。其强度随0角
1.对接焊缝 对接焊缝的焊接边缘可分为卷边、平对或加工成V形、X形、K形和U 形等坡口(图1—11}。各种坡口尺寸可根据国家统一标准(GB985-1980 和GB986—7 980或根据具体情况而定。
对接焊缝开坡口的根本目的是为了确保接头的质量及其经济性。 坡口形式的选择主要取决于板材厚度、焊接方法和工艺过程。一般来 说,必须考虑以下几个问题。
焊接结构学复习资料

内应力:指在没有外力的条件下平衡与物体内部的应力。
特点:拉压共存,拉压平衡,至少3块面积。
内部变形率取负值横向残余应力分布:σy(x)=σy’(x)+σy”(x),即纵向收缩和横向收缩的共同影响。
后冷却的挤压先冷却的。
影响残余应力分布的因素:1焊缝长度的影响2工件宽度的影响3焊缝分布的影响4焊缝形状的影响5焊接次序的影响6拘束的影响7相变的影响8其他工艺措施的影响。
残余应力的影响:静载强度、刚度、杆件受压稳定性、构件精度和尺寸稳定性、应力腐蚀开裂。
焊接残余变形的分类:1纵向收缩变形2横向收缩变形3挠曲变形4角变形5波浪变形6错边变形7螺旋形变形。
前三者属面内变形,后四者属于面外变形。
单层焊的纵向收缩量:△L₁=K Ah L/A。
Ah为焊缝截面积、A为构件截面积、L为构件长度、△L₁为单层焊的纵向收缩量、K为比例系数与焊接方法和材料有关。
焊接工字形焊件时应注意先焊同侧,由下到上。
产生角变形的根本原因是:横向收缩变形在厚度方向上的分布不均匀,焊缝正面的变形大,背面的变形小。
焊缝层数与叫变形的关系:对于同样的板厚和坡口形式,多层焊比单层焊角变形大,焊接层数越多,角变形越大,多道焊比多层焊角变形大。
波浪变形:失稳临界应力σcr=K(δ/B)²。
可见板厚与板宽的比值越小,临界应力越小,平板越容易出现失稳现象。
降低波浪变形可以从降低压应力和提高临界应力两方面着手。
焊接残余应力与变形的调整与控制:焊前措施:1合理选择焊缝形状和尺寸2尽量避免焊缝的密集和交叉3合理选择肋板形状与位置4采用压形板来提高平板的刚性和稳定性5联系焊缝断续焊降低热输出总量6预变形与反变形7十字、T、角接、搭接接头角焊缝优于对接焊缝。
焊后措施:1机械方法2加热方法火焰加热矫形:利用火焰局部加热时产生的压缩塑性变形,使较长的金属在冷却后产生收缩,使之矫正。
两种方法:火焰成形,水火弯板。
三种冷却方法的比较:1产生角变形:背冷>空冷>正冷2产生的横向收缩:背冷>正冷>空冷。
焊接结构复习资料..

绪论焊接结构:将各种经过轧制的金属材料及铸、锻件等坯料采用焊接方法制成的能承受一定载荷的金属结构。
第一章焊接结构中的应力与变形1.内力:存在于物体内部的、受外力作用或其他因素引起物体内部之间相互作用的力应力:物体单位截面积上的内力叫做。
2.变形:物体在外力或温度等因素的作用下,其形状和尺寸发生变化。
3. 自由变形:当金属物体温度发生变化,或发生了相变,其尺寸和形状就要发生变化,如果这种变化没有受到外界的阻碍而自由的进行我们称之为自由变形。
4. 外观变形:当金属在温度变化过程中受到阻碍,不能完全的自由变形,把能表现出来的这部分变形,称为外观变形。
(是指能用肉眼看到的或能用仪器直接测量的变形。
)5. 内部变形:把未表现出来的那部分变形,称为内部变形;表示金属内部原子间的相对位移,这种变形产生了内应力并直接决定杆件的强度。
6.焊接应力:是焊接过程中及焊接过程结束后,存在于焊接结构中的内部相互平衡的应力。
7.焊接变形:由焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形。
8.焊接结构产生应力和变形的原因a局部加热,构件上温度分布极不均匀。
b接头形式不同,焊接熔池内的金属散热条件不一。
c部分金属会发生相变。
d受焊前加工工艺的影响。
9.研究金属材料焊接应力与变形的假设(1)焊接温度场(2)有关力学性能和物理性能的假定1.平截面假定2.金属性能的假定3.金属屈服点的假定4.应力应变关系的假定10、杆件均匀加热-变形及应力结论:a如果在加热过程中,在杆内不产生压缩塑性变形,则在冷却后,杆内无任何残余现象(残余应力、残余变形)存在;b如果在加热过程中,在杆件内产生了塑性变形,则在冷却后,杆件内将发生残余缩短,其缩短量等于加热过程中产生的最大压缩塑性变形值;结论:a对于伸缩都受到拘束的杆件,如果在加热过程中产生了压缩塑性变形,则在冷却后,在杆件内将会产生拉伸残余应力;b如果加热过程中产生的最大压缩塑性变形值足够大时,则杆内的残余应力可达到金属的屈服极限,并可能产生拉伸塑性变形;总之,加热过程中产生的压缩塑性变形是产生残余变形和残余应力的主要原因;杆件均匀加热-结论1、受拘束的杆件在均匀受热过程中,若产生压缩塑性变形时,则该压缩塑性变形将始终保留在冷却过程中,待杆件完全冷却后,必定在杆内引起残余应力和变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1.焊接结构与铆接结构相比有什么特点?优点1) 焊接接头强度高。
2) 焊接构件设计灵活性大。
3) 焊接接头密封性好。
4) 焊前准备工作简单。
5) 易于构件的变更和改型。
6)焊接构件的成品率高。
缺点1)焊接结构具有较大的焊接应力和变形2)对应力集中敏感3)焊接接头的性能不均匀2.构件焊接性及影响因素。
与“材料焊接性”的概念相比,构件焊接性的意义更为广泛,它可以包括:“材料的焊接适应性”、“设计的焊接可靠性”、“制造的焊接可行性”。
焊接残余应力和焊接变形是焊接性的重要组成部分,它影响到冷热裂纹的产生,使用性能并妨碍制造过程。
影响因素:1)与材料相关的因素母材和填充材料的类型(化学)成分和显微组织2)与设计有关的因素构件的形状、尺寸、支撑条件和负载、焊接类型、厚度和配置3)与制造有关的因素焊接方法、速度、操作、坡口形状、焊接顺序、多层焊、定位焊、夹紧、预热和焊后热处理。
3.焊接内应力种类,温度应力产生原因。
分类:按作用时期分: 焊接过程中出现的称瞬时应力(热应力或温度应力);焊接后保留下来的称残余应力。
按分布范围分:宏观内应力(范围一般与结构尺寸相当)、微观内应力(晶粒尺寸)和超微观内应力(晶格)。
温度应力产生原因:热应力是由于构件不均匀受热引起的。
物体受热膨胀,冷却收缩,即温度变化引起变形。
若课、可自由变形,则变形是温度变化唯一反映,若受拘束,则在物体内部产生内应力,即为温度应力。
4.自由变形、外观变形和内部变形的区别。
1)自由变形: 一端固定的直杆均匀加热时,杆件将自由伸长△L T,所得的变形称之为自由变形。
2)外观变形: 假如杆件受到约束,实际只能伸长△Le,这是可见的变形,称之为外观变形。
3)内部变形 :由于存在约束,杆件在自由状态下所应有的变形与实际存在的变形有所不同,构件内部由于压缩而未表现出来的那部分变形△L,称为内部变形。
5.纵向和横向残余应力的分布与影响因素。
1)与焊缝方向平行的应力称为纵向应力,用σx表示。
(1)低碳钢情形:对长板条和细长构件,焊缝及其附近区域中的纵向应力是拉应力,数值一般达到材料的屈服极限(2)钛、铝合金的特殊性: 应力分布总的规律和低碳钢相似,但不同的材料引起纵向应力变化的规律不同。
①材焊缝中的纵向应力较低,一般仅为0.5~0.8σs(母材的屈服极限)。
②铝材焊缝中的纵向应力亦较低,一般仅为0.6~0.8 σs(母材的屈服极限)。
(3)圆筒上环形焊缝引起的纵向应力(对圆筒来讲就是切向应力)的分布与平板不同。
①当圆筒直径与厚度之比较大时,σx的分布和平板上的情况相似。
切向的最大应力可以达到σs 。
②当直径比较小时, σx 有所降低。
2) 垂直于焊缝方向的应力称为横向应力,用σy 表示。
可分为两个组成部分: 是由于焊缝及其附近的塑性变形区的纵向收缩所引起的。
焊缝两端部分为压应力,中心部分为拉应力。
压应力的最大值比拉应力大得多。
对长焊缝来说中心部分的拉应力将有所降低,逐渐趋近于零。
是由焊缝及其附近塑性变形区的横向收缩的不同时性所引起的。
σ"y 的分布与焊接方向、分段方法以及焊接顺序有关。
当从中间向两端焊时, σ"y 的分布是中心部分为压应力,两端部分为拉应力。
如果从两端向中心部分焊接,则σ"y 的分布是中心部分为拉应力,两端部分为压应力。
横向应力的两个组成部分σ'y 和σ"y 是同时存在的,最终的横向应力σy 是它们两者的合成。
6.横向焊接应力产生的原因及分布规律?焊接顺序对横向残余应力分布有何影响?横向残余应力产生的直接原因是来自焊缝冷却时的横向收缩,间接原因来自焊缝的纵向收缩。
另外,表面以及内部不同的冷却速度和可能叠加的相变过程也可能影响应力的分布。
是由于焊缝及其附近的塑性变形区的纵向收缩所引起的。
焊缝两端部分为压应力,中心部分为拉应力。
压应力的最大值比拉应力大得多。
对长焊缝来说中心部分的拉应力将有所降低,逐渐趋近于零。
是由焊缝及其附近塑性变形区的横向收缩的不同时性所引起的。
当从中间向两端焊时,σ"y 的分布是中心部分为压应力,两端部分为拉应力。
如果从两端向中心部分焊接,则σ"y 的分布是中心部分为拉应力,两端部分为压应力。
横向应力的两个组成部分σ'y 和σ"y 是同时存在的,最终的横向应力σy 是它们两者的合成。
7.焊接残余变形有哪些种类?角变形产生的原因。
1.纵向变形:---焊后沿焊接方向发生收缩。
2.横向变形:---焊后垂直于焊接方向发生收缩。
3.挠曲变形:─在穿过焊缝线并与板件垂直的平面内变形。
─非对称结构、焊缝不在构件中性线上时发生。
4.角变形:─焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移。
─厚度方向的非均匀热分布造成紧靠焊缝线的变形。
5.波浪变形:焊后构件呈波浪形,当板件较薄时,热热压缩应力造成失稳。
6.错边:长度、厚度方向7.扭转(螺旋形变形)原因:厚度方向温度分布不均匀─横向塑性变形不均匀→角变形加热时─ 焊接面高温,产生压缩塑变;背面低温,甚至产生拉伸变形。
冷却后,产生弯曲变形,即角变形.8.如何从设计上预防焊接变形?如何从工艺上预防焊接变形。
设计:1) 合理的焊缝尺寸和形状a) 对于板厚较大的对接接头,多取X 型焊缝; 厚度更大的,可采用U 型,双U 型,窄间隙深坡口焊缝。
b) 在保证结构有足够的承载能力条件下,采用尽可能小的焊缝尺寸。
对不需进行强度计算的焊缝,选取最小的工艺上合理的焊缝焊脚尺寸,甚至用断续焊缝代替连续焊缝。
c) 对于受力较大的T 型接头或+字型接头, 在保证相同的强度条件下,采用开坡口焊缝比一般焊缝可以大大减少焊缝金属.d) 当计算确定T 型接头角焊缝时,采用连续焊缝, 并采用双面角焊缝代替单面角焊缝。
e) 设计的结构尽可能使大多数焊缝可采用自动焊,薄板结构采用CO 2气保焊代替手工焊或气焊,用接触点焊代替熔化焊。
y σ'y σ''y σ'y σ''2) 减小焊缝长度 a. 增加板厚提高板结构的稳定性和刚性;合理选择筋板形状及位置(Fig2-68)b.采用其它结构:用型钢、冲压件代替焊接件.3) 合理选择结构形式和安排焊缝位置 a. 安排焊缝尽可能对称于截面中性轴b.由于横向收缩通常要比纵向收缩显著,应尽可能将焊缝布置在平行于变形于最小的方向。
c. 在设计薄板结构时,要考虑不应由于焊接骨架而失稳。
d.设计时应考虑到采用简单装配焊接胎夹具的可能性。
工艺:1) 反变形(预防角变形和挠曲变形)改变构件焊前的形状,使其朝焊接变形相反的方向变形,焊后由于焊接变形而获得设计所要求的形态──利用变形消除变形。
2) 刚性固定采用胎夹具或其它临时支承等方法,增加结构在焊接时的刚性,限制焊接变形。
3) 选择合理的装配焊接顺序a.构件在装配过程中,把结构适当地分成部件,分别装配焊接,使不对称的焊缝或收缩量较大的焊缝在焊接过程中能比较自由地收缩而不影响整体结构。
b.分布在截面中性线两侧的焊缝,一般先焊的焊缝变形比较大,因此顺序总的规律是先焊焊缝少的一侧方向。
对于长焊缝,可用:直通焊、分段退焊、分中焊、分中逐段退焊。
9.焊后矫正焊接变形的方法有哪些?1.机械矫正法用机械方法产生新的(拉伸)塑性变形,使原来缩短的部分得到延伸,达到矫正变形的目的。
a.压力机械矫正b.锤击:锤击焊缝两侧使之延伸。
─延展焊缝及其周围塑性形区。
c.辗压:辗压力2.火焰加热矫正法利用火焰加热产生的局部压缩塑性变形,使较长的金属在冷却后缩短来消除变形。
─对合金钢慎用,应控制温度和加热位置。
加热方法:a.线状加热:焊矩沿一条线或一组平行线加热,常用来消除角焊缝产生的角变形。
b.三角形加热:在一个三角形面积上加热,用来消除框架的弯曲弯形c.点状加热:在一组点上加热:消除薄板结构中的变形d.松针加热:沿两个彼此交叉的线段上加热,介于线、点状加热之间,由于两个方向上产生收缩和角变形,所以这种方法能产生均匀消除变形的效果。
e.十字状加热10. 在焊接过程中如何调节内应力。
焊后消除焊接内应力的主要方法。
在焊接过程中调节内应力的措施(1)采用合理的焊接顺序和方向尽量使焊缝能自由收缩,先焊收缩量比较大的焊缝。
先焊工作时受力较大的焊缝。
(2)在焊接封闭焊缝或其它刚性较大,自由度较小的焊缝时,可以来用反变形法来增加焊缝的自由度。
(3)锤击或碾压焊缝每焊一道焊缝用带小圆弧面的风枪或小手锤锤击焊缝区,使焊缝得到延伸,从而降低内应力。
锤击应保持均匀、适度,避免锤击过份产生裂纹。
辗压法,亦可有效地降低内应力。
(4)在结构适当部位加热使之伸长加热区的伸长带动焊接部位,使它产生一个与焊缝收缩方向相反的变形。
在冷却时,加热区的收缩和焊缝的收缩方向相同,使焊缝能自由地收缩,从而降低内应力。
焊后消除焊接内应力的方法(1)整体高温回火(2)局部高温回火处理(3)机械拉伸法(过载法)(4)温差拉伸法(又称低温消除应力法)(5)振动法11. 焊接应力对焊接结构性能的影响(静载强度、稳定性、刚度等)1)内应力对(结构强度)静载强度的影响:如果材料具有足够的塑性, 只要材料有足够的延性,能进行塑性变形,内应力的存在并不影响构件的承载能力。
也就是说对强度没有影响;如果材料没有足够的塑性,而是处于脆性状态 ,由于材料不能进行塑性变形,随着外力的增加,在构件上不可能产生应力均匀化,应力峰值不断增加,一直到达材料的强度极限σb,发生局部破坏,而最后导致整个构件断裂。
2)焊接残余应力对焊接结构疲劳强度的影响3)内应力对机械加工精度的影响a.在焊接丁字形零件上加工一个平面,会引起工件的挠曲变形。
b.焊接齿轮箱的轴孔,加工第二个轴孔所引起的变形将影响第一个已加工过的轴孔的精度。
保证加工精度的最彻底的办法是先消除焊接内应力然后再进行机械加工—去应力退火。
4)内应力对受压杆件稳定性的影响当受压构件在弹性极限以上工作时,其临界应力与材料的弹塑性参数:屈服极限、冷作硬化指数等有关。
构件截面上的压缩内应力将与外载所引起的压应力叠加。
应力的叠加使压应力区先期到达屈服极限σs,该区应力不再增加,从而使该区丧失进一步承受外力的能力。
这样就相当于削弱构件的有效面积。
构件截面中的拉应力与外载引起的压应力方向相反,使这部分截面积中的应力晚于其它部分到达屈服极限σs,该区还有可能继续承受外力。
5)对刚度的影响假使构件中存在着与外力方向一致的内应力,而内应力的数值又达到σs,则在外力作用下刚度将降低,而且在卸载后构件的原来尺寸也不能完全恢复。
焊接构件经过—次加载和卸载后,如再加载,只要其大小不超过前一次,内应力就不再起作用,外载也不影响内应力的分布。
6)内应力对应力腐蚀开裂的影响12.影响焊接接头性能的主要因素。