焊接强度计算知识

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焊接强度校核及焊接结构设计

焊接强度校核及焊接结构设计
根据已知条件,在上述公式中,F=28400N,L=500mm=50cm,δ1=5mm=0.5cm,代入计
算为
F
28400
σt= ─── = ───── = 1136N/cm2<14200N/cm2
Lδ1 50×0.5
∴ 该对接接头焊缝强度满足要求,结构工作安全。 38 举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。 受剪切时的强度计算公式为
〔F〕
307200
ΣL = ─────── = ───────── =43.9cm
0.7K〔て′〕 0.7×1×10000
角钢一端的正面角焊缝 L3=100mm,则两侧焊缝总长度为 339mm。根据材料手册查得角钢 的拉力作用线位置 e=28.2mm,按杠杆原理,则侧面角焊缝 L2 应承受全部侧面角焊缝载荷 的 28.3%。
表 10 电弧整形后焊接接头疲劳极限提高的效果
钢种 接头形式
(MPa 级)
试件截面 (1mm)
σ s=340
2×106 次循环下的
循环特 性 疲劳强度极限(MPa)
原始状态 整形后
80
120
疲劳极限 提高(%)
50
与基本材料 相比 -
对接 σ s=450
70×12
-1
115
158
35

σ s=674
F τ= ──── ≤〔τ′〕 1.4KL
⑶联合搭接焊缝受拉(压)的计算公式为
F τ= ──── ≤〔τ′〕 0.7KΣL
式中 F——搭接接头受的拉(压)力(N); K——焊脚尺寸(cm); L——焊缝长度(cm);
ΣL——正、侧面焊缝总长(cm); τ——搭接接头角焊缝受的切应力(N/cm2);
47 如何选用合理的结构形式来提高接头的疲劳极限? 选用应力集中较小的结构形式是提高疲劳极限的重要措施,几种设计方案的正误比较,见图 39。

元器件焊接强度

元器件焊接强度

元器件焊接强度
元器件焊接强度是指焊接过程中元器件与焊接材料之间的结合强度。

在电子设备制造过程中,元器件的焊接强度直接影响设备的稳定性和可靠性,因此焊接强度是一个非常重要的指标。

首先,元器件焊接强度受到焊接材料的影响。

焊接材料的选择直接影响到焊接强度的稳定性。

一般来说,焊接材料的选择应考虑到其与元器件的材料相容性和热膨胀系数,以保证焊接后的强度能够长期保持稳定。

其次,焊接工艺也对元器件焊接强度有重要影响。

在焊接过程中,应严格控制焊接温度和焊接时间,以避免过高的温度和过长的时间导致元器件损坏或焊接强度不足。

此外,焊接工艺中的焊接压力和焊接速度也会影响焊接强度的稳定性。

另外,元器件表面的清洁度也会对焊接强度产生影响。

在元器件焊接之前,应确保元器件表面干净,没有油污或氧化物,以保证焊接材料与元器件之间的结合能够达到最佳状态。

最后,焊接人员的技术水平也对元器件焊接强度有重要影响。

焊接人员应具备良好的专业知识和丰富的实践经验,能够根据具体元器件的特点选择合适的焊接材料和工艺参数,以保证焊接强度能够达到设计要求。

总的来说,元器件焊接强度是一个综合性指标,受到多方面因素的影响。

在电子设备制造过程中,应充分考虑焊接材料、焊接工艺、元器件表面清洁度和焊接人员的技术水平,以保证元器件焊接强度能够满足设备的要求,从而保证设备的稳定性和可靠性。

{生产管理知识}焊接波纹管的设计计算和生产新工艺新技术

{生产管理知识}焊接波纹管的设计计算和生产新工艺新技术

{生产管理知识}焊接波纹管的设计计算和生产新工艺新
技术
一、焊接波纹管设计和计算
1、焊接波纹管采用的焊接方式
焊接波纹管一般采用多角焊接的方式,主要采用熔化焊和焊接燃料气
体焊接的方式,其中熔化焊内包含电弧焊、激光焊、等离子焊、新熔断焊。

而焊接燃料气体焊接有MIG/MAG焊、深熔焊、氧突焊和TIG焊。

2、焊接波纹管的焊接性能计算
(1)焊缝强度
由于焊接波纹管的焊接强度受波纹管材料的本质特征及焊接接头焊接
工艺的影响,因此波纹管的焊接强度必须进行计算,主要计算焊缝的应力、应变及抗拉强度.
(2)微观结构计算
焊接波纹管的微观结构特性具有重要的影响,因此焊接波纹管必须进
行微观结构的计算,以提高焊缝的密度和耐腐蚀性,改善焊缝的力学性能
和成形性能。

(3)温度场计算
焊接波纹管的温度场计算是掌握焊接过程的重要性能指标,必须分析
焊缝的温度分布,掌握焊缝的焊接温度,实现质量安全的生产要求。

1、CNC焊接波纹管
CNC焊接波纹管是利用CNC加工技术,将母管加工成满足需求的个性化的波纹管,采用多角焊接的方式,如电弧焊、激光焊、等离子焊,不仅满足了行业的需求。

焊条的扛拉强度计算公式

焊条的扛拉强度计算公式

焊条的扛拉强度计算公式在焊接过程中,焊条是一种重要的焊接材料,它具有很高的扛拉强度,可以在焊接过程中起到很好的作用。

焊条的扛拉强度是指焊条在拉伸力作用下的最大承载能力,是衡量焊条质量优劣的重要指标。

为了正确选择和使用焊条,了解焊条的扛拉强度计算公式是非常必要的。

焊条的扛拉强度计算公式一般可以表示为,σ = F/A。

其中,σ为焊条的扛拉强度,单位为MPa;F为焊条在拉伸力作用下的最大承载力,单位为N;A为焊条的横截面积,单位为mm²。

在实际应用中,焊条的扛拉强度计算公式可以通过以下步骤进行计算:1. 确定焊条的横截面积。

焊条的横截面积是指焊条截面的面积,通常可以通过测量焊条的直径来计算。

假设焊条的直径为d,那么焊条的横截面积A可以通过以下公式计算,A = π (d/2)²。

2. 测定焊条的最大承载力。

焊条的最大承载力可以通过拉伸试验来测定,通常可以使用万能试验机等设备进行测试。

在测试过程中,需要记录焊条在拉伸力作用下的最大承载力F。

3. 计算焊条的扛拉强度。

通过上述公式,将焊条的横截面积A和最大承载力F代入公式中,即可计算得到焊条的扛拉强度σ。

通过上述步骤,可以得到焊条的扛拉强度计算结果。

在实际应用中,焊条的扛拉强度是一个非常重要的指标,它直接影响着焊接接头的质量和可靠性。

一般来说,焊条的扛拉强度越高,其抗拉性能越好,焊接接头的强度也越高。

在选择和使用焊条时,需要根据具体的焊接要求和工艺要求来合理选择焊条的扛拉强度。

如果焊接接头需要承受较大的拉伸力,那么就需要选择扛拉强度较高的焊条;如果焊接接头需要承受较小的拉伸力,那么可以选择扛拉强度适中的焊条。

此外,在使用焊条时,还需要注意以下几点:1. 严格按照焊接工艺要求进行操作,避免焊接接头出现质量问题;2. 在存放焊条时,要注意防潮防晒,避免焊条受潮或者受到阳光直射,影响焊条的使用性能;3. 在焊接过程中,要注意控制焊接电流和焊接速度,避免焊接接头出现裂纹或者气孔。

焊缝强度计算

焊缝强度计算

1、新工人必须参加入场安全教育,考试合格后方可上岗。

2 ?进入施工现场必须佩戴安全帽?3 ?进入施工现场必须遵守安全生产六大纪律?4、作业时必须根据作业要求。

佩戴防护用品,施工现场不得穿拖鞋、高跟鞋等,衣着要灵便,严禁酒后作业,高处作业必须系好安全带,严禁向下拋掷工具材料。

5、必须掌握必要的施工知识,并经考试合格,持证上岗,在准许的工作范围内作业。

6、雨、雪及风力六级以上(含六级)等恶劣天气后应对供电线路、用电设施进行检查,确认安全后方可使用。

7、施工用的电动机械和设备均须接地或接零并实行二级漏电保护,绝对不允许使用破损的电线和电缆,严防设备漏电。

8、熟练掌握触电紧急救护方法,发生事故后应采取措施,抢救伤员,并及时报告。

9、施工中用的机具应经常检查、保养,发现不正常时,应及时修理或更换。

10、使用运输工具时应检查是否存在隐患,经过检查,合格后方可使用。

11、采用垂直运输设备上料时,严禁超载。

运料小车的车把严禁伸出笼外,小车必须加车挡,各楼层防护门随时关闭。

12、材料应堆放整齐,不得任意乱放。

13、施工时还应注意防火,提供必要的灭火设备和防火监护人员。

动火作业前应先办理动火令,取得后方可进行动火作业。

1、新工人必须参加入场安全教育,考试合格后方可上岗。

2 ?进入施工现场必须佩戴安全帽?3 ?进入施工现场必须遵守安全生产六大纪律?4、作业时必须根据作业要求。

佩戴防护用品,施工现场不得穿拖鞋、高跟鞋等,衣着要灵便,严禁酒后作业,高处作业必须系好安全带,严禁向下拋掷工具材料。

5、必须掌握必要的施工知识,并经考试合格,持证上岗,在准许的工作范围内作业。

6、雨、雪及风力六级以上(含六级)等恶劣天气后应对供电线路、用电设施进行检查,确认安全后方可使用。

7、施工用的电动机械和设备均须接地或接零并实行二级漏电保护,绝对不允许使用破损的电线和电缆,严防设备漏电。

8、熟练掌握触电紧急救护方法,发生事故后应采取措施,抢救伤员,并及时报告。

焊接知识问答(焊接强度及焊接结构)

焊接知识问答(焊接强度及焊接结构)

焊接知识问答(焊接强度及焊接结构)各种焊接接头都有不同程度的应力集中,当母材具有足够的塑性时,结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形,应力集中对其强度无影响。

例如,侧面搭接接头在加载时,如果母材和焊缝金属都有较好的塑性,其切应力的分布是不均匀的,见图29。

继续加载,焊缝的两端点达到屈服点σs,则该处应力停止上升,而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs,故应力随加载继续上升,到达屈服点的区域逐渐扩大,应力分布曲线变平,最后各点都达到σs。

如再加载,直至使焊缝全长同时达到强度极限,最后导致破坏。

36 什么是工作焊缝?什么是联系焊缝?焊接结构上的焊缝,根据其载荷的传递情况,可分为两种:一种焊缝与被连接的元件是串联的,承担着传递全部载荷的作用,一旦断裂,结构就立即失效,这种焊缝称为工作焊缝,见图30a、图30b,其应力称为工作应力。

另一种焊缝与被连接的元件是并联的,仅传递很小的载荷,主要起元件之间相互联系的作用,焊缝一旦断裂,结构不会立即失效,这种焊缝称为联系焊缝,见图30c、图30d,其应力称为联系应力。

设计时,不需计算联系焊缝的强度,只计算工作焊缝的强度。

37 举例说明对接接头爱拉(压)时的静载强度计算。

全焊透对接接头的各种受力情况见图31。

图中F为接头所受的拉(压)力,Q为切力,M 1为平面内弯矩,M2为垂平面弯矩。

受拉时的强度计算公式为Fσt=───≤〔σ′t〕Lδ1F受压时的强度计算公式为σα=───≤〔σ′α 〕Lδ1式中F——接头所受的拉力或压力(N);L——焊缝长度(cm);δ1——接头中较薄板的厚度(cm);σ——接头受拉(σt)或受压(σα)时焊缝中所承受的应力(N/cm2)㈠〔σ′t〕——焊缝受拉时的许用应力(N/cm2)〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力(N/cm2)计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起,两端受28400N的拉力,材料为Q235-A钢,试校核其焊缝强度。

焊接强度计算课件

焊接强度计算课件
焊接电流
电流大小直接影响焊接质量和 效率,要根据母材厚度、电导
率等参数选择合适的电流。
焊接电压
电压过低会导致电弧不稳定, 过高则会导致电弧飞溅,需要 根据实际情况选择合适的电压 。
焊接速度
焊接速度过慢会导致热影响区 过大,速度过快则会导致母材 未充分熔合,需要选择合适的 焊接速度。
预热和后热
对于某些高强度材料,需要进 行预热和后热处理,以降低应 力、防止裂纹等缺陷的产生。
焊接试样的制备
试样选择
选择具有代表性的焊接接头,确 保试样无缺陷、无变形。
试样制备
按照相关标准进行试样制备,包 括切割、研磨、抛光等步骤,保 证试样表面质量。
焊接强度的试验方法
拉伸试验
通过拉伸试验机对焊接接头进行 拉伸,测试其抗拉强度和延伸率

弯曲试验
通过弯曲试验机对焊接接头进行 弯曲,测试其冷弯性能和塑性变
02
焊接强度是评估焊接质量的重要 指标之一,它与焊接接头的几何 形状、尺寸、材料、热处理等因 素有关。
焊接强度的影响因素
焊接材料的质量和化学成分
焊接材料的力学性能和化学成分对焊接接头的强度有重要影响。
焊接工艺和参数
焊接工艺和参数如焊接电流、电压、焊接速度等对焊接接头的形状 、尺寸和内部质量有直接影响,从而影响焊接强度。
焊接变形的控制
焊接过程中由于局部高温和应力作用,往往导致工件产生变形。为确保工件的尺 寸精度和形状稳定性,需要采用反变形、刚性固定等方法进行控制。
智能化焊接的发展趋势
自动化焊接
随着机器人技术的发展,自动化焊接 已成为一种趋势。自动化焊接可以减 少人为因素的影响,提高焊接质量和 效率。
数字化焊接
数字化焊接是指通过数字化技术对焊 接过程进行实时监控和控制。这有助 于提高焊接精度和稳定性,同时降低 对工人技能的要求。

焊接知识点

焊接知识点

1..焊点的抗剪强度取决于两板交界上熔核的面积,为了保证接头强度,除熔核直径外,焊透率和压痕深度也应符合要求,焊透率的表达式为:η=h/δ-c×100%(参见图11-10)。

两板上的焊透率只允许介于20-80%之间。

镁合金的最大焊透率只允许至60%。

而钛合金则允许至90%。

焊接不同厚度工件时,每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的20%,压痕深度不应超过板件厚度的15%,如果两工件厚度比大于2:1,或在不易接近的部位施焊,以及在工件一侧使用平头电极时,压痕深度可增大到20-25%。

图11-10示低倍磨片上的熔核尺寸。

2.熔核周围两板间形成的尖角可引起应力集中,而使熔核的实际强度降低3.多个焊点形成的接头强度还取决于点距和焊点分布。

点距小时接头会因为分流而影响其强度,大的点距又会限制可安排的焊点数量。

因此,必须兼顾点距和焊点数量,才能获得最大的接头强度,多列焊点最好交错排列而不要作矩形排列。

4.熔核的直径5.无论是点焊、缝焊或凸焊,在焊前必须进行工件表面清理,以保证接头质量稳定。

清理方法分机械清理和化学清理两种。

常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用纱布或钢丝刷等。

6.镀锌钢板的点焊镀锌钢板大致分为电镀锌钢板和热浸镀锌钢板,前者的镀层比后者薄。

点焊镀锌钢板用的电极,推荐用2类电极合金。

相对点焊外观要求很高时,可以采用1类合金。

推荐使用锥形电极形状,锥角120度-140度。

使用焊钳时,推荐采用端面半径为25-50mm的球面电极。

为提高电极使用寿命,也可采用嵌有钨极电极头的复合电极,以2类电极合金制成的电极体,可以加强钨电极头的散热。

7.钢具有良好的焊接性,其焊接电流、电极压力和通电时间等工艺参数具有较大的调节范围。

8.焊前必须严格清理,否则极易引起飞溅和熔核成形不良(撕开检查时,熔核形状不规则,凸台和孔不呈圆形),使焊点强度降低。

清理不均匀则将引起焊点强度不稳定。

9.常用的检验试样的方法是撕开法,优质焊点的标志是:在撕开试样的一片上有圆孔,另一片上有圆凸台。

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各种焊接接头都有不同程度的应力集中,当母材具有足够的塑性时,结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形,应力集中对其强度无影响。

例如,侧面搭接接头在加载时,如果母材和焊缝金属都有较好的塑性,其切应力的分布是不均匀的,见图29。

继续加载,焊缝的两端点达到屈服点σs,则该处应力停止上升,而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs,故应力随加载继续上升,到达屈服点的区域逐渐扩大,应力分布曲线变平,最后各点都达到σs。

如再加载,直至使焊缝全长同时达到强度极限,最后导致破坏。

36 什么是工作焊缝?什么是联系焊缝?焊接结构上的焊缝,根据其载荷的传递情况,可分为两种:一种焊缝与被连接的元件是串联的,承担着传递全部载荷的作用,一旦断裂,结构就立即失效,这种焊缝称为工作焊缝,见图30a、图30b,其应力称为工作应力。

另一种焊缝与被连接的元件是并联的,仅传递很小的载荷,主要起元件之间相互联系的作用,焊缝一旦断裂,结构不会立即失效,这种焊缝称为联系焊缝,见图30c、图30d,其应力称为联系应力。

设计时,不需计算联系焊缝的强度,只计算工作焊缝的强度。

37 举例说明对接接头爱拉(压)时的静载强度计算。

全焊透对接接头的各种受力情况见图31。

图中F为接头所受的拉(压)力,Q为切力,M1为平面内弯矩,M2为垂平面弯矩。

受拉时的强度计算公式为Fσt=───≤〔σ′t 〕Lδ1F受压时的强度计算公式为σα=───≤〔σ′α 〕Lδ1式中F——接头所受的拉力或压力(N);L——焊缝长度(cm);δ1——接头中较薄板的厚度(cm);σ——接头受拉(σt)或受压(σα)时焊缝中所承受的应力(N/cm2)㈠〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力(N/cm2)〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力(N/cm2)计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起,两端受28400N的拉力,材料为Q235-A钢,试校核其焊缝强度。

解:查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。

根据已知条件,在上述公式中,F=28400N,L=500mm=50cm,δ1=5mm=0.5cm,代入计算为F 28400σt=─── =───── =1136N/cm2<14200N/cm2Lδ1 50×0.5∴该对接接头焊缝强度满足要求,结构工作安全。

38 举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。

受剪切时的强度计算公式为Qτ= ───≤〔τ′〕Lδ1式中Q——接头所受的切力(N);L——焊缝长度(cm);δ1——接头中较薄板的厚度(cm);τ——接头焊缝中所承受的切应力(N/cm2);〔τ′〕——焊缝许用切应力(N/cm2)计算例题两块板厚为10mm的钢板对接焊,焊缝受29300N的拉力,材料为Q235-A钢,试设计焊缝的长度(钢板宽度)。

解:查表得〔τ′〕=9800 N/cm2。

根据已知条件,在上述公式中,Q=29300N,δ1=10mm=1cm,代入计算为Q 28400L≥ ────── =────── =2.99cm = 29.9mmδ1〔τ′〕1×9800取L = 30mm。

即当焊缝长度(板宽)为30mm时,该对接接头焊缝强度能满足要求。

39 举例说明对接接头受弯矩时的静载强度计算。

受水平板面内弯矩的强度计算公式为6M1σ=────≤〔σ′t 〕δ1 L2受垂直板面内弯矩的强度计算公式为6M2σ=────≤〔σ′t 〕δ12L式中M1——水平板面内弯矩(N/cm2);M2——垂直板面弯矩(N/cm2);L ——焊缝长度(cm);δ1——接头中较薄板的厚度(cm);σ——接头受弯矩作用时焊缝中所承受的应力(N/cm2);〔σ′t 〕——焊缝受弯时的许用应力(N/cm2)。

计算例题两块厚度相同钢板的对接接头,材料为16MnR钢,钢板宽度为30mm,受垂直板面弯矩300000N·cm,试计算焊缝所需的厚度(板厚)。

解:查表得〔σ′t 〕=20100 N/cm2。

根据已知条件,在上述公式中,M2=300000N·cm,L=300mm=30cm,代入计算为取δ1=18mm,即当焊缝厚度(板厚)为18mm时,该对接接头焊缝强度能满足要求。

40 举例说明搭接接头受拉(压)时的静载强度计算。

各种搭接接头的受力情况,见图32。

三种焊缝的计算公式为⑴正面搭接焊缝受拉(压)的计算公式为Fτ=────≤〔τ′〕1.4KL⑵侧面搭接焊缝受拉(压)的计算公式为Fτ=────≤〔τ′〕1.4KL⑶联合搭接焊缝受拉(压)的计算公式为Fτ=────≤〔τ′〕0.7KΣL式中F——搭接接头受的拉(压)力(N);K——焊脚尺寸(cm);L——焊缝长度(cm);ΣL——正、侧面焊缝总长(cm);τ——搭接接头角焊缝受的切应力(N/cm2);〔τ′〕——焊缝金属许用切应力(N/cm2);计算例题将100mm×10mm的角钢用角焊缝搭接在一块钢板上见图33。

受拉伸时要求与角钢等强度,试计算接头的合理尺寸K和L应该是多少?解:从材料手册查得角钢断面积S=19.2cm2;许用应力〔σ〕=16000 N/cm2,焊缝许用应力〔τ′〕=10000 N/cm2。

角钢的允许载荷为〔F〕=S〔σ〕=19.2×16000=307200N假定接头上各段焊缝中的切应力都达到焊缝许用切应力值,即て=〔τ′〕。

若取K=10mm,采用手弧焊,则所需的焊缝总长为〔F〕 307200ΣL =─────── =─────────=43.9cm0.7K〔て′〕 0.7×1×10000角钢一端的正面角焊缝L3=100mm,则两侧焊缝总长度为339mm。

根据材料手册查得角钢的拉力作用线位置e=28.2mm,按杠杆原理,则侧面角焊缝L2应承受全部侧面角焊缝载荷的28.3%。

28.3∴L2 =339 × ─── =96mm100另外一侧的侧面角焊缝长度L1应该为100-28.3L1 =339 × ────── =243mm100取L1=250mm,L2=100mm。

41 举例说明搭接接头受弯矩时的静载强度计算。

搭接接头受弯矩的情况,见图34a。

计算公式为式中M——作用在接头上的外加弯矩(N/cm2);K——焊脚尺寸(cm);H——搭接板宽度(cm);〔τ′〕——焊脚的许用切应力(N/cm2))。

计算例题由三面焊缝组成的悬臂搭接接头(图34),当焊缝总长为500mm,K=10mm 时,在梁的端头作用一弯矩M=2800000N·cm,试验计算接头是否安全?已知焊缝作用切应力〔τ′〕=10000 N/cm2。

42 举例说明搭接接头受偏心载荷时的静载强度计算。

如果搭接接头承受的载荷是垂直X轴方向的偏心载荷F见图35,此时焊缝中既有由弯矩M=FL引起的切应力τM(由来1公式计算),又是有由切力Q=F引起的切应力τQ为计算例题一偏心受载的搭接接头(图35),已知焊缝长h=400mm,l0=100mm,焊脚尺寸K=10mm,外加载荷F=30000N,梁长L=100cm,试校核焊缝强度。

焊缝的许用切应力〔τ′〕=10000N/cm2。

解:分别计算τM 、τQ:43 举例说明T形接头受平行于焊缝载荷时的静载强度计算。

接头及其受载荷的情况,见图36a。

如果接头开坡口并焊透,其强度按对接接头计算,焊缝金属截面等于母材截面(S=δh)。

如果接头开I形坡口,此时产生最大切应力的危险点在焊缝的最上端,该点同时作用有两个切应力:一个是由M=FL引起的τM;另一个是由Q=F引起的τQ。

τM、τQ的44 什么是焊接结构的疲劳断裂?疲劳断裂的过程由三个阶段所组成:1)在承受重复载荷的结构的应力集中部位产生疲劳裂纹(此时结构所受应力低于弹性极限)。

2)疲劳裂纹稳定扩展。

3)结构断裂。

据统计,由于疲劳而失效的金属结构,约占失效结构的90%。

焊接结构较其它结构(如铆接结构)更容易产生疲劳断裂,这是因为:1)铆接结构的疲劳裂纹发展遇到钉孔或板层间隔会受阻,焊接结构由于其整体性,一旦产生裂纹,裂纹扩展不受阻止,直至整个构件断裂。

2)焊接连接不可避免地存在着产生应力集中的夹渣、气孔、咬边等缺陷。

3)焊缝区存在着很大的残余拉应力。

几个典型的焊接结构疲劳断裂事例见图37。

图37a为直升飞机起落架的疲劳断裂。

裂纹从应力集中很高的角接板尖端开始,该机飞行着陆2118交后发生破坏,属于低周疲劳。

图37b为载重汽车底架纵梁的疲劳断裂。

该梁板厚5mm,承受反复的弯曲应力,在角钢和纵梁的焊接处,因应力集中很高而产生疲劳裂纹而破坏,此时该车已运行30000km。

45 试述焊接接头形式对疲劳极限的影响。

焊接结构中,在接头部位由于具有不同的应力集中,将对接头的疲劳极限产生程度不同的不利影响。

⑴对接接头对接接头从焊缝至母材的形状变化不大,应力集中比其它接头要小,所以在所有的接头形式中具有最高的疲劳极限。

但是过大的余高会增加应力集中,使疲劳极限下降。

⑵T形接头这种接头由于在焊缝向基本金属过渡处有明显的截面变化,应力集中系数比对接接头的应力集中系数高,因此其疲劳极限远低于对接接头。

提高T形接头疲劳极限的根本措施是开坡口焊接和加工焊缝过渡区使之圆滑过渡。

⑶搭接接头这是一种疲劳极限最低的接头形式,特别是在原来对接接头的基础上,增加盖板来进行“加强”,其结果适得其反,这种盖板非但没有起到“加强”作用,反而使原来疲劳极限较高的对接接头被大大地削弱了。

46 试述焊接缺陷对疲劳极限的影响。

焊接缺陷对焊接接头的疲劳极限产生重大的不利影响,这种不利影响与焊接缺陷的种类、尺寸、方向和位置有关。

片状缺陷(如裂纹、未熔合、未焊透)比带圆角的缺陷(如气孔、点状夹渣)影响大。

表面缺陷比内部缺陷影响大。

与作用力方向垂直的片状缺陷的影响比其它方向大。

位于残余拉应力区内的缺陷的影响比在残余应力区内的大;位于应力集中区内的缺陷(如焊趾裂纹)的影响比在均匀应力区中同样缺陷影响大。

咬边和未焊透在不同位置、不同载荷下对接头疲劳极限的影响,见图38,其中A组的影响最大,B组的影响较小。

47 如何选用合理的结构形式来提高接头的疲劳极限?选用应力集中较小的结构形式是提高疲劳极限的重要措施,几种设计方案的正误比较,见图3948 如何利用电弧整形的方法来提高接头的疲劳极限?电弧整形的方法,是用钨极氩弧在焊接接头焊缝与母材之间的过渡区重熔一次,使焊缝与基本金属能平滑地过渡,同时减少该部位的微小非金属夹杂物,使接头部位的疲劳极限得以提高,见图40。

电弧整形提高接头疲劳极限的效果,见表10。

表11 常用提高焊接接头疲劳极限的方法方法,技术说明,适用范围及优点,缺点,改善,几何,形状,方法,电弧气刨后补焊法,砂轮修磨法,钻孔法,锥形砂轮磨光法, TIG重熔法用碳弧气刨吹掉熔化金属后再补焊用100cm直径砂轮,60~150级硅砂孔径一般为12~25mm用锥形砂轮打磨焊趾磨去基材0.5mm。

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