薄板件焊接变形计算公式
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：船舶薄板焊接的变形问题及控制方法引言船舶建造是一个复杂的过程，薄板焊接是船舶建造中不可或缺的环节之一。
薄板焊接是指焊接材料的厚度在3mm以下的焊接工艺，它在船体的制造过程中扮演着关键的角色。
薄板焊接过程中常常会出现焊接变形问题，给船舶建造带来了一定的困扰。
本文将探讨船舶薄板焊接的变形问题及控制方法。
1.1 薄板焊接的变形原因薄板焊接的变形主要是由于焊接热量引起的材料收缩和内部应力的释放所致。
在焊接过程中，焊接区域受到高温热源的影响，材料会发生热胀冷缩的变形。
焊接会改变材料的结构和性能，从而产生内部应力，导致材料受力不均匀，最终产生变形。
1.2 变形对船舶建造的影响薄板焊接的变形会对船舶的结构造成影响。
焊接变形会导致船舶外形的变形，影响船舶的外观和水动力性能。
变形还会影响船舶的结构强度和稳定性，加速船体的疲劳破坏，从而影响船舶的使用寿命和安全性。
控制船舶薄板焊接的变形是船舶建造中的重要问题。
2.1 选用合适的焊接工艺为了减少薄板焊接的变形，可以采用适当的焊接工艺。
可以选择低热输入的焊接方法，如脉冲MIG焊、激光焊等，以减少热影响区的大小和热变形。
采用预热和焊后热处理的方法，通过控制材料的温度和冷却速率来减小焊接变形。
2.2 采用预制配合和辅助支撑装置对于大型船舶薄板的焊接，可以采用预制配合和辅助支撑装置的方法来控制焊接变形。
预制配合是在焊接前就进行材料的加工和拼焊，通过预先控制材料的形状和尺寸，来减小焊接变形。
在焊接过程中，可以使用辅助支撑装置来支撑和固定焊接区域，从而减小焊接变形的影响。
2.3 采用适当的尺寸设计和工艺控制2.4 对变形进行补偿和调整在薄板焊接后，可以对焊接变形进行补偿和调整。
这主要包括局部加热、局部拉伸和修正焊接接头等方法，来恢复材料原本的形状和尺寸，减小焊接变形的影响。
结论船舶薄板焊接的变形问题是船舶建造中的重要问题，对船舶的外观、水动力性能、结构强度和稳定性等都会产生影响。
常用板材折弯计算公式
常用板材折弯计算公式折弯是一种常见的板材加工方式，通过在板材上施加力量使其沿一定角度弯曲。
在进行板材折弯计算时，需要考虑材料的弯曲性质、板材厚度、弯曲角度、材料强度等因素。
下面是一些常用板材折弯计算公式。
1.板材受到弯曲力矩时，板材上任意一点的应力可以通过以下公式计算：σ=My/I其中，σ是应力，M是弯曲力矩，y是板材上被测点到中性轴的距离，I是横截面惯性矩。
2.板材在折弯过程中，弯曲角度与板材长度之间的关系可以通过以下公式计算：θ=(L×180)/(π×R)其中，θ是弯曲角度，L是板材的长度，R是弯曲的半径。
3.半径为R的圆弧内弯曲的板材的位移长度可以通过以下公式计算：S=(π×R×θ)/180其中，S是位移长度。
4.板材的弯曲弹性模量E可以通过以下公式计算：E=(F×L^3)/(4×W×y)其中，E是弯曲弹性模量，F是应用的力，L是板材的长度，W是板材的宽度，y是测点到中性轴的距离。
5.当板材受到以R为半径的圆弧内弯曲时，圆心角可以通过以下公式计算：α=(S×180)/(π×R)其中，α是圆心角，S是位移长度。
6.板材的弯曲半径可以通过以下公式计算：R=(E×t^2)/(6×σ)其中，R是弯曲半径，E是弯曲弹性模量，t是板材的厚度，σ是应力。
以上是一些常用的板材折弯计算公式，这些公式可以帮助工程师和设计师在实际应用中对板材的折弯进行计算和设计。
需要注意的是，不同材料的弯曲性质略有差异，因此在具体计算时需要使用相应材料的参数。
此外，实际应用中还需要考虑材料的变形、伸长、压缩等因素，以及板材之间的接缝和连接方式等因素，以确保设计的准确性和可行性。
薄板结构焊接变形数值模拟及其应用
合失 稳模式 的假 定和 失稳 方程 ， 给 出 了一 种简 化 的 失稳变形 预测方法 。 将 固有应变 等效为热 载荷 ， 结合
有 限元 法对 低碳 钢薄 板对 接 焊 下 的失 稳 变 形进 行
２ ０ ０ ７ ｌ Ｆ ＷＴ 线性 ｌ ａ ｎ ｇ ｈ ａ Ｉ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
２ 理 论 分 析 与 实 验 验 证
２ ． １ 实 验 方 法
试验 采用两块 ６ ０ ０ ｍ ｍｘ １ ５ ０ ｍｍ 低 碳 钢 板 进
与 非线 性 分 析 ， 讨 论 初 始 薄 板 不 平 整 度 的影
响， 对 分段结 构焊 接变形 进行预 测 。
１ 失 稳 变形 分 析 模 型
对 于碳 钢焊 缝 与热 影 响 区的热 膨 胀 系数 可 取值
区域 。
３ 有 限 元 分 析
３ ． １ 热载 荷 确 定
薄 板对 接焊 条件 下 ， 单位 长度 总 的纵 向 固有 应 变 （ 单位 ： ｃ ｍ ２ ） 表 示为ｔ ７ １
Ｗ： ０． ３ ５ ５ ． ＿ ．
，
根据上述假定 ， 只有焊缝和附近 的纵 向固有应变 不 为零 ， 并能作为结构 所受 的等效热载荷 ￡一 Ａ Ｔ 。
度ｖ ＝ ２ ｃ ｍ／ ｓ 。
表 １ 实 验 条件 与 结 果（ ６ ０ ０ ｍｉ ｎｘ ３ ０ ０ ｍｉ ｎｘ ３ ｒ ａ ｍ）
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ
（ 【 Ｋ】 Ｓ 】 ） ｛ ） 产｛ ０ ） ， （ １ ） 式 中 【 Ｋ】 为 刚 度矩 阵 ． 【 Ｓ 】 为 初 始应 力 矩 阵 ； 为
１ ． ２ 等 效 热 载 荷
薄板焊接变形分析及控制
业 中得到广泛使用 ，在钢罐制作 、安装过程 中，罐底的
板厚 都较薄 ，一般在４ ｍ 之 间， 由于薄板 的刚度较 ￣６ ｍ
小 ，且受钢板 平面尺 寸 的限制 ，很难 在 中小型罐底排 板 中排出顺一方 向的板面，为 了充分利用母材 ，板面往 往排成很多个焊缝交错的小区域板面 ，由于焊后残余应
般 都低于终端温度 ， 以始端 的收缩变形小， 所 而终端收
缩变形大（ 先焊 的变 形小， 即： 后焊的变形大） 掌握好焊接 ， 方向能很好运用这一特性来 实现焊接热输入量的对称分 布，从 而控制焊接变形 。除 了利用焊接方 向来控制温度 的对称输入外 ，还必须控制温度 的连续输入 ，在施焊过 程 中输入 的温度梯度不易过大 ，严格控制焊接电流、电 弧 电压 、焊接速度 的稳定能有效地控制温度均匀输入 ， 保证应力 的均匀分布 ，能有效地控制焊接变形的产 生。
归 纳 ：Ａ ）焊 缝 收 缩 变 形 是 产 生 构 件 焊 接 变 形 的主 要原 因。
入温度 ，所产 生 的应力 也是极 为不 均匀 的 ，从 而导致
极为不规 则 的收缩 变形 。而焊 接热 输入量 （ 接线 能 焊 量 ）直接 与焊 接 电流 、电弧 电压 、焊接速度 有 关 。如
变形 。
导致 收 缩 变 形 的 主 因素 是 焊 接 热 输 入 量 （ 度 ）。 温
熔化焊接 时必定有热量 （ 温度 ）输入 ，这种温度 的输入
给焊 缝 冷 却 收 缩 变 形 带 来 很 大 影 响 ，小 ，前面 已分析到焊 接过程 的温度分布是不均匀 的，如果再加上不均匀的输
集 中”现象 ，控制 了变形量 ，保证了板状平面结构的焊
接质量。
１１收缩变 形 ．
焊接变形
焊接变形一、焊接变形的种类（1）纵向收缩变形构件焊后在焊缝方向发生的收缩，如图1中的△L。
（2）横向收缩变形构件经过焊接以后在垂直焊缝方向发生的收缩，如图1中的△B。
（3）角变形焊接以后，构件的平面围绕焊缝发生的角位移，如图2所示。
（4）错边变形焊接过程中，由于两块板材的热膨胀不一致，可能引起长度方向或厚度方向上的错边，如图3所示。
图1 纵向和横向收缩变形图2 角变形图3 错边变形a）长度方向的错边；b）厚度方向的错边（5）波浪变形薄板焊件焊后最容易发生这种失稳变形，形状呈波浪状。
如图4所示。
图4 波浪变形（6）挠曲变形构件焊后所发生的挠曲，如图5所示。
挠曲变形可以由焊缝的纵向收缩引起，如图5a所示。
也可以由焊缝的横向收缩引起，如图5b所示。
（7）螺旋形变形焊后的结构上出现的扭曲，如图6所示。
图5 挠曲变形a）由纵向收缩引起的挠曲；b）由横向收缩引起的挠曲图6 螺旋形变形二、焊接变形的估算方法（1）纵向收缩变形、横向收缩变形均可采用有关公式进行计算，具体方法详见本书第二十章焊接计算的有关内容。
（2）角变形可由图7进行估算。
图7 T形接头角变形与板厚δ及焊脚尺寸K的关系a)低碳钢；b）铝镁合金三、焊接变形的经验数据1）低碳钢纵向收缩变形见表1，适用于中等厚度、以及宽度比约为15的板件。
2）焊缝横向收缩变形见表2。
3）低碳钢对接接头横向收缩变形见表3。
4）低碳钢角接接头的横向收缩变形见表4。
5）低碳钢的对接接头角变形见表5。
表中的角变形数值是在自由状态下对接焊后测得的。
6）T形接头和搭接接头的角变形见表6。
四、焊接变形的控制与矫正1.改进焊缝设计（1）尽量减少焊缝数量在设计焊接结构时应当避免不必要的焊缝。
尽量选用型钢、冲压件代替焊接件，以减少肋板数量来减小焊接和矫正变形的工作量。
表1 低碳钢纵向收缩变形（mm/m）（2）合理选择焊缝形状及尺寸对于板厚较大的对接接头应选X 形坡口代替V形坡口。
减少熔敷金属总量以减少焊接变形。
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法船舶薄板焊接是一个重要的船舶制造工艺，其焊接质量直接影响到船舶的使用寿命和安全性能。
然而，由于船舶薄板焊接时所需要的热量较大，往往会导致焊接件产生变形，影响制造质量。
因此，在船舶薄板焊接过程中，必须要注意变形问题，采取一系列的控制方法，以保证焊接质量。
1. 船舶薄板焊接的变形原因船舶薄板焊接时，当焊接件受到热输入时，由于热膨胀系数的不同，会造成焊接件的膨胀变形，从而使得焊缝产生变形。
另外，由于船舶薄板焊接时需要钳紧焊接件以保证能够对齐，这也可能会引起焊接件产生强制变形。
同时，焊接件内部的残余应力也可能导致焊接件形变，特别是在高温条件下进行的焊接会使得残余应力非常强烈，从而使得焊接变形更加显著。
为了控制船舶薄板焊接的变形，可以采取以下措施：（1）采用预热工艺。
预热可以使得焊接件的表面温度达到或接近室温，从而减少焊接时的温度梯度，降低热应力的大小，避免焊接件变形。
（2）合理选择焊接位置。
要尽量选择对称性好的焊接位置，把热输送平衡化，减少残余应力和热变形。
（3）控制焊接加热量。
利用低温高层压力焊接、多道焊等控制加热速度和温度的方法，以减小热膨胀系数的影响。
（4）适当增加焊接缝间距和长度。
增大间距和长度可以分散焊缝变形，减轻焊接变形影响。
（5）使用钳夹、夹具等。
钳夹可防止焊件变形，夹具同样有助于减少变形。
（6）焊接后进行热处理。
热处理可以改善残留应力，减小变形。
通过以上措施，可以有效控制船舶薄板焊接的变形问题，保证焊接质量和船舶的使用寿命和安全性能。
焊接变形收缩余量计算公式
焊接变形收缩余量计算公式焊接变形是焊接过程中由于热量的引入而引起的材料形状、尺寸和几何性能的改变。
其中，焊接收缩是由于焊接热引起的材料收缩所导致的变形。
焊接变形和收缩余量的计算公式是通过对焊接过程中热量传递、热膨胀和材料性能的研究得出的。
以下是焊接变形收缩余量计算公式的详细介绍：1.焊接收缩余量计算公式：焊缝变形和收缩主要受到以下几个因素的影响：焊接热周期、焊接温度梯度、材料的热膨胀系数、焊接材料的线膨胀系数和焊缝的形状。
根据这些因素，可以得到如下的焊接变形收缩余量计算公式：∆L=α∆TL0+KEΔλL0其中，∆L为焊接变形收缩余量，α为材料的线膨胀系数，∆T为焊接温度梯度，L0为焊缝的长度，K为焊缝的形状系数，E为材料的弹性模量，Δλ为焊接收缩。
2.焊缝形状系数的计算公式：焊缝形状系数是描述焊缝形状对焊接变形收缩余量影响的参数。
不同的焊缝形状对焊接变形的影响不同，因此需要根据具体焊缝形状来计算形状系数K。
以下是一些常见焊缝形状的形状系数计算公式：矩形焊缝：K=1-1.3δV型焊缝：K=1U型焊缝：K=1薄板角焊缝：K=1.2-0.7δ（δ为焊缝侧角斜率）3.焊接收缩系数的计算公式：焊接收缩系数描述了焊接材料在焊接过程中收缩量与温度变化量的关系。
焊接收缩系数可以通过实验测定得到，也可以利用经验公式进行估算。
以下是一个常用的焊接收缩系数的计算公式：Δλ=β(1+γβΔT)其中，Δλ为焊接收缩，β为材料的收缩系数，γ为材料的热膨胀系数，ΔT为焊接温度变化量。
总结：焊接变形收缩余量的计算公式是通过对焊接过程中的热量传递、材料的热膨胀和线膨胀、焊接缝形状等因素进行分析和研究得出的。
这些公式可以用于预测焊接过程中的变形和收缩量，帮助焊接工程师根据需要进行焊接参数的调整，以减少焊接变形和提高焊接质量。
但需要注意的是，公式中的参数需要根据具体的焊接材料和焊接条件进行测定或估算，以获得准确的计算结果。
焊接变形收缩余量计算公式
△L横≈0.1δ，δ=板厚。
（间隙和线能量最小化）焊接变形收缩余量计算公式焊接变形收缩始终是一个比较复杂的问题，对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。
为了给设计人员提供一定的参考，贴几个公式1、单V对接焊缝横向收缩近似值及公式：y = 1.01*e^（0.0464x）y＝收缩近似值e＝2.718282x＝板厚2、双V对接焊缝横向收缩近似值及公式：y = 0.908*e^（0.0467x ）y＝收缩近似值e＝2.718282x＝板厚、4、5、6、1 试述焊接残余变形的种类。
焊接过程中焊件产生的变形称为焊接变形。
焊后，焊件残留的变形称为焊接残余变形。
焊接残余变形有纵向收缩变形、横向收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形等共六种，见图1，其中焊缝的纵向收缩变形和横向收缩变形是基本的变形形式，在不同的焊件上，由于焊缝的数量和位置分布不同，这两种变形又可表现为其它几种不同形式的变形。
2 焊件在什么情况下会产生纵向收缩变形？焊件焊后沿平行于焊缝长度方向上产生的收缩变形称为纵向收缩变形。
当焊缝位于焊件的中性轴上或数条焊缝分布在相对中性轴的对称位置上，焊后焊件将产生纵向收缩变形，其焊缝位置见表1。
焊缝的纵向收缩变形量随焊缝的长度、焊缝熔敷金属截面积的增加而增加，随焊件截面积的增加而减少，其近似值见表2。
表2 焊缝纵向收缩变形量的近似值（mm/m）注：表中所表示的数据是在宽度大约为15倍板厚的焊缝区域中的纵向收缩变形量，适用于中等厚度的低碳钢板。
3 试述焊缝的横向收缩变形量及其计算。
焊件焊后在垂直于焊缝方向上发生的收缩变形称为横向收缩变形，横向收缩变形量随板厚的增加而增加。
低碳钢对接接头、T形接头和搭接接头的横向收缩变形量，见表3、表4。
对接接头横向收缩变形量的近似计算公式，见表5。
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薄板件中焊接焊接焊接变形量大，容易变形
焊接变形收缩始终是一个比较复杂的问题，对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。
为了给设计人员提供一定的参考，贴几个公式：
1、单V对接焊缝横向收缩近似值及公式：
y = 1.01*e^（0.0464x）
y＝收缩近似值
e＝2.718282
x＝板厚
2、script id=text173432>双V对接焊缝横向收缩近似值及公式：
y = 0.908*e^（0.0467x ）
y＝收缩近似值
e＝2.718282
x＝板厚
3、
5、
1、预热处理是为了防止裂纹，同时兼有一定改善接头性能的作用，但是预热也恶化劳动条件，延长生产周期，增加制造成本。
过高预热温度反会使接头韧性下降。
预热温度确定取决于钢材的化学成分、焊件结构形状、约束度、环境温度和焊后热处理等。
随着钢材碳当量、板厚、结构约束度增大和环境温度下降，焊前预热温度也需相应提高。
焊后进行热处理的可以不预热或降低预热温度。
Q345焊接的预热温度板厚≤40mm，可不预热；
板厚＞40mm，预热温度≥100度（以上为理论参考）
2、焊接变形收缩始终是一个比较复杂的问题，对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。
具体经验公式见附件！
3、低合金钢接头焊接区的清理是一项不可忽视的工作，是建立低氢环境的主要环节之一。
若直接在焊件切割边缘和切割坡口上的焊接接头，则焊前必须清理干净切割面得氧化皮盒熔化金属的毛刺，必要时可用砂轮打磨。
如果焊件表面未经喷丸、喷砂等预处理，则在焊缝两侧的内外表面必须用砂轮打磨至露出金属光泽。
焊条电弧焊接头的打磨区要求每侧为20mm，埋弧焊为30mm。