焊接变形分析方法
钢结构焊接问题实例分析
钢结构焊接问题实例分析钢结构焊接是一种常见的连接方式，广泛应用于建筑、桥梁、船舶等领域。
然而，在实际的焊接过程中，常常会出现一些问题，如焊接变形、裂纹、焊接缺陷等。
本文将通过分析几个实例，来深入探讨钢结构焊接中可能会遇到的问题及其解决方案。
一、焊接变形问题焊接变形是钢结构焊接过程中常见的问题之一，特别是在大尺寸钢构件的焊接中更加明显。
在焊接过程中，由于局部加热和冷却引起的热膨胀和收缩，会导致钢构件的形状发生变化。
这种变形不仅影响美观，还可能影响结构的力学性能。
解决焊接变形问题的方法主要包括以下几点：1.合理选择焊接方法：选择合适的焊接方法和参数，如使用低温焊接或预加热等方法可以减少焊接变形的发生。
2.控制热输入：控制焊接的热输入，减少焊接过程中产生的热量，可以降低钢构件的变形。
3.采用防变形措施：在焊接前后采取一些防变形的措施，如设置支撑、预伸杆等，能够有效减少焊接变形的发生。
二、焊接裂纹问题焊接裂纹是另一个常见的焊接问题，在钢结构焊接中经常会遇到。
焊接裂纹的形成主要是由于焊接过程中的应力和热应力引起的，尤其是在高强度钢材的焊接中更容易出现。
针对焊接裂纹问题，我们可以采取以下措施来进行预防和处理：1.合理设计焊缝：合理设计焊缝的形状和尺寸，减少焊接应力的集中和积累，降低产生裂纹的可能性。
2.控制焊接工艺：控制焊接的温度和速度，减少焊接过程中产生的应力，防止裂纹的形成。
3.使用适当的焊接材料：选择具有良好韧性和抗裂性能的焊接材料，能够有效减少裂纹的发生。
三、焊接缺陷问题除了焊接变形和焊接裂纹，焊接过程中还可能出现一些焊接缺陷，如气孔、夹渣、焊缝间隙等。
这些焊接缺陷可能会影响焊接接头的强度和密封性，从而影响结构的使用寿命和安全性。
针对焊接缺陷问题，我们可以采取以下方法进行处理和预防：1.加强焊接工艺控制：加强焊接过程中的质量控制，如严格按照焊接工艺规范进行操作，控制焊接参数，减少焊接缺陷的产生。
2.增加检测手段：加强焊接接头的质量检测，如采用超声波检测、X射线检测等方法，能够及时发现和修复焊接缺陷。
焊件焊接应力分析及防变形的工艺措施
焊件焊接应力分析及防变形的工艺措施摘要：焊接是一种特殊而又重要的加工工艺，随着焊接技术的发展，一个重要技术课题是控制焊接件的焊接变形以提高产品制造精度，使焊件焊后加工量减少或不加工即可用于精度要求高的机械产品中，因此，了解焊接应力产生机理，掌握结构件焊接变形规律，在焊接工艺中采取措施进行控制和消除，从而保证焊接质量。
本文主要探讨了焊接应力与焊接变形产生的原因及控制措施，以供参考。
关键词：控制焊接变形；焊接应力；措施1焊接变形的概念焊接变形主要是指在焊接过程中由于焊接工作而导致的焊接件变形。
焊接变形的开始时间是焊接开始的一瞬间。
焊接变形结束的节点是焊接结束后焊接件的温度降低到焊接初始温度。
焊接变形有两种情况，第一种是焊接过程中出现的焊接变形；第二种是焊接完成后出现的焊接变形。
2.随焊挤压旋转控制法在对铝合金框架车身弧焊焊接应力进行控制的多种方法中，随焊挤压旋转控制法，即WTRE的应用，能够有效改善铝合金框架车身结构中焊接接头位置的性能和组织结构，细化焊缝结晶的晶粒大小，使晶粒具有杂乱的生长方向，进而提高铝合金焊缝位置的力学性能。
实践显示，在采用了随焊挤压旋转控制法之后，铝合金材料焊接接头能够增强40MPa左右的抗拉强度。
除此之外，对于热裂纹，随焊挤压旋转控制法也能发挥良好的控制作用。
而且，随焊挤压旋转控制法的操作方法和设施都比较简便，能够优化操作人员的工作强度和环境，在自动化操作方面也具有显著的优势。
随焊旋转挤压控制法是在铝合金焊缝冷却凝固的时候，对其使用圆柱挤压头进行挤压旋转，焊缝金属因此会出现拉伸应变，同附近位置的残余拉应力互相抵消，最终实现降低铝合金框架车身由于失稳而产生应力变形的可能。
随焊挤压旋转控制法应用过程中的挤压旋转装置的主要构成部件包括挤压头、焊枪、焊接夹具以及填丝机构。
其中，挤压头需要对铝合金框架车身的焊缝位置同时施加垂直压力和旋转力，机械装置和挤压头本身的重力是垂直压力的主要来源，电动机则为挤压头提供旋转动力。
焊接变形和应力分析研究
焊接变形和应力分析研究一、引言焊接是一种加工工艺，广泛应用于现代制造业中。
在焊接过程中，常常会出现变形和应力等问题，严重影响焊接质量和结构性能。
因此，研究焊接变形和应力分析，可以帮助解决焊接过程中的一系列问题，提高焊接质量和工艺效率。
二、焊接变形分析焊接变形是指焊接过程中由于热力学效应和热应力引起的结构内部和表面的形状、尺寸、位置等的变化。
焊接变形是焊接过程中的一个困难和矛盾，它不仅影响焊接质量，而且与加工、装配、使用和维护等各个环节都有密切关系。
1. 焊接变形的原因1.1 焊接过程热力学效应的影响焊接过程中，当电弧抵达材料时，电流和热流密度很高，使得焊接池的表面温度迅速达到熔点以上。
随着热输入的不断增加，熔体的深度也会增加。
在热输入过程中，熔池表面的液态金属因为表面张力的作用形成一个球形，从而引起了表面张力的变形。
1.2 焊接过程中热应力的影响焊接过程中，熔池和周围的基材因为温度的改变而发生膨胀和收缩，从而出现热应力。
由于基体的热应力是由非均匀变形引起的，所以其变形程度与焊接过程中的热输入大小、焊接电流的强度、焊接速度等因素都有关系。
2. 焊接变形的类型在焊接过程中，焊接件的变形有两个方面，分别是内部变形和外部变形。
内部变形是指焊接件在达到平衡状态后，由于形变结束而引起的内部变形现象。
外部变形是指焊接件在被约束时，由于外力作用而引起的趋势变化。
三、焊接应力分析焊接应力是指焊接过程中由于热力学效应和热应力引起的结构内部和表面的应力变化。
焊接应力是焊接件的重要性能指标之一，其大小和分布直接影响到焊接件的长期使用性能和安全性。
因此，研究焊接应力分析，对于提高焊接质量和结构强度具有重要意义。
1. 焊接应力的产生原因焊接应力的产生源于焊接过程中发生的热力学效应和热应力过程。
热力学效应包括热膨胀、热应力和热变形等现象，热应力包括几何约束应力和内部应力。
这两个因素共同作用导致了焊接应力的产生。
2. 焊接应力的类型焊接应力分为内部应力和几何约束应力两种类型。
焊接变形和应力的分析
浅谈焊接变形和应力的分析与处理方法摘要：焊缝是由工件金属和焊芯金属构成的，在焊接过程中是一个局部加热的过程，总是要产生焊接变形和应力，焊接变形和应力直接影响结构的制造质量和使用性能，应力的存在有可能导致产生裂纹，而变形则影响结构的形状和尺寸误差，因此我研究理解焊接变形和应力产生的原因、种类、基本规律和影响因素，以便控制和防止一旦发生过大焊接变形和应力后，能设法减少或消除。
关键词：焊接变形；焊接应力；焊后热处理；接头组织；一、焊接变形和应力产生的原因焊缝是在自然状态下结晶的，属铸造类型组织，它与基本是扎制状态的工件是不相同的，进缝区的金属在焊接热的作用下也会发生组织变化，像经过了一次热处理一样。
在焊接过程中，焊件中产生的随时间而变化的变形和内应力分别称为瞬时变形和焊接瞬时应力，焊后焊件温度冷却至室温时留存于焊件中的变形和应力分别称为焊接残余变形和焊接残余应力。
而焊接接头局部区域的加热和冷却是很不均匀的，局部区域内的各部分金属又处于从液态到塑性状态在到弹性状态的不同状态，并随热源的变化而变化，这就是产生焊接应力和变形的根本原因。
下面我将分析一下焊缝的化学成分和组织。
二、焊缝的化学成分及焊接接头的金相组织焊缝的化学成分可以由焊缝中工件金属、焊芯金属所占的比例他们的成分来定，但是对于用药皮焊条的手工电弧焊，电弧气体和起保护作用的焊渣对焊缝成分有很大影响对焊接质量影响较大的气体有氧化性气体(氧气、二氧化碳)、氮和氢等，它们会烧损合金元素，阻碍焊接过程，产生气孔、夹杂，降低焊缝性能，所以我们要采取措施减少这些气体。
对于解决氧化问题的饿措施可以对于氧化问题突出的金属材料最好采用氩弧焊，焊接一般钢材时可以采用药皮手工电弧焊，此时除电弧气体和溶渣进行保护并注意操作因素外，还要进行脱氧或消除氧化物带来的危害；氮一旦侵入焊缝就很难消除，控制氮的措施主要是选用能严密隔绝空气的焊接方法，手工电弧焊还可以采取控制焊接标准、控制焊丝成分等方法；对于减少接头含氢量的措施是控制焊接区水分、冶金处理、控制焊接标准、焊后脱氢处理等。
焊接应力和变形影响因素分析
焊接应力和变形影响因素分析焊接应力和变形是焊接过程中不可避免的问题，对于焊接工艺和焊接接头的质量有着重要的影响。
本文将从焊接应力和变形的定义和影响因素入手，分析其对焊接质量的影响，并提出几种常用的控制焊接应力和变形的方法。
焊接应力是指焊接过程中产生的应力，包括热应力和残余应力。
热应力是由于焊接过程中产生的温度差引起的，而残余应力是由于焊缝冷却后产生的体积变化不一致引起的。
焊接变形指的是焊接过程中工件的形状发生改变。
焊接应力和变形的主要影响因素包括焊接材料的热膨胀系数、焊接过程中的热输入、焊接接头的几何形状和尺寸、焊接顺序等。
焊接材料的热膨胀系数是影响焊接应力和变形的重要因素之一。
不同材料的热膨胀系数不同，当焊接材料之间存在温度差时，就会产生应力。
一般来说，焊接接头的应力和变形与焊材的热膨胀系数成正比，因此在设计焊接接头时要考虑到材料的热膨胀系数，以减小应力和变形的产生。
焊接过程中的热输入也是影响焊接应力和变形的重要因素之一。
在焊接过程中，热输入的大小直接影响到焊接接头的温度分布和热量分布。
当热输入较大时，焊接接头受热均匀，产生的应力和变形较小；而当热输入较小时，焊接接头受热不均匀，可能产生较大的应力和变形。
因此，合理控制焊接过程中的热输入是减小焊接应力和变形的关键。
焊接接头的几何形状和尺寸也会影响焊接应力和变形的产生。
一般来说，焊接接头的表面积越大，焊接应力和变形越大。
因此，设计焊接接头时应考虑到减小焊接接头的表面积，以减少焊接应力和变形的产生。
焊接的顺序也会对焊接应力和变形产生影响。
一般来说，焊接时应从中心向两端均匀进行，避免集中焊接导致应力集中和变形集中。
此外，还应根据焊接接头的形状和特点，确定合适的焊接顺序，以减小应力和变形的产生。
为了控制焊接应力和变形，常用的方法包括预应力焊接、焊接变形补偿和焊接过程监测与控制等。
预应力焊接是通过给焊接材料施加预应力来减小焊接应力和变形的方法。
焊接变形补偿是通过在设计焊接结构时采用特殊形状和尺寸，以使其在焊接后的变形能够补偿焊接应力和变形。
焊接变形原因分析及其防止措施
焊接变形原因分析及其防止措施摘要：本文重点对常见焊接变形的原因进行分析，并根据原因分别从设计和工艺两个方面论述防止变形的措施。
关键词：焊接变形原因分析防止措施随着新材料、新结构和新焊接工艺的不断发展，有越来越多的焊接应力变形和强度问题需要研究。
焊接变形在焊接结构生产中经常出现，如果构件上出现了变形，不但影响结构尺寸的准确性和外观美观，而且有可能降低结构的承载能力，引起事故。
同时校正焊接变形需要花费许多工时，有的变形很大，甚至无法校正，造成废品，给企业带来损失。
因此掌握焊接变形的规律和控制焊接变形具有十分重要的现实意义。
一、焊接变形种类生产中常见的焊接变形主要有纵向收缩变形、横向收缩变形、挠曲变形、角变形、波浪变形、错边变形、螺旋变形。
这几种变形在焊接结构中往往并不是单独出现，而是同时出现，相互影响。
在这里重点对生产中经常出现的纵向收缩变形、横向收缩变形、角变形、错边变形进行分析。
二、焊接变形原因分析1.纵向收缩变形。
焊接时，焊缝及其附近的金属由于在高温下自由变形受到阻碍，产生的压缩性变形，在平行于焊缝的变形称之为纵向收缩性变形。
焊缝纵向收缩变形量可近似的用塑性变形区面积S来衡量，变形区面积S于焊接线能量有直接关系，焊接线能量越小，S越小，反之S越大。
同样截面的焊缝可以一次焊成，也可以分几层焊成，多层焊每次所用的线能量比单层焊时小得多，因此每层焊缝产生的塑性变形区的面积S比单层焊时小，但多层焊所引起的总变形量并不等于各层焊缝的总和。
因为各层所产生的塑性变形区面积和是相互重叠的。
从上述分析可以看出多层焊所引起的纵向收缩比单层焊小，所以分的层数越多，每层所用的线能量就越小，变形也越小。
2.横向收缩变形。
横向收缩变形是指垂直于焊缝方向的变形，焊缝不但发生纵向收缩变形，同时也发生横向收缩变形，其变形产生的过程比较复杂，下面分几种焊缝情况来分析。
2.1堆焊和角焊缝。
首先研究在平板全长上对焊一条焊缝的情况。
当板很窄，可以把焊缝当作沿全长同时加热，采用分析纵向收缩的方法加以处理。
焊接技术中常见问题解析及解决方案大全
焊接技术中常见问题解析及解决方案大全焊接技术在现代工业中扮演着重要的角色，它能够将金属材料连接在一起，为各行各业的制造业提供了必不可少的工艺。
然而，在实际的焊接过程中，常常会遇到一些问题，如焊缝质量不合格、焊接变形、焊接材料选择不当等。
本文将针对焊接技术中的常见问题进行解析，并提供相应的解决方案。
一、焊缝质量不合格问题1.焊缝质量不达标的原因分析焊缝质量不达标的原因可能有很多，包括焊接参数设置不合理、焊接材料质量差、焊接设备故障等。
其中，焊接参数设置不合理是最常见的原因之一。
焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等，如果这些参数设置不当，就会导致焊缝质量不合格。
2.解决方案要解决焊缝质量不合格的问题，首先需要对焊接参数进行合理设置。
根据焊接材料的种类和厚度，选择适当的焊接电流和焊接电压，控制好焊接速度，以确保焊缝质量达标。
此外，还需要注意焊接材料的质量，选择合适的焊接材料，确保其符合相关标准。
二、焊接变形问题1.焊接变形的原因分析焊接变形是指焊接过程中由于热应力引起的金属材料变形现象。
焊接变形的原因主要有焊接热量过大、焊接速度过快、焊接材料选择不当等。
其中，焊接热量过大是导致焊接变形的主要原因之一。
2.解决方案要解决焊接变形的问题，首先需要控制好焊接热量。
可以采用预热的方法，在焊接前对焊接部位进行加热，以减小焊接热量对金属材料的影响。
此外，还可以采用焊接顺序控制的方法，即先焊接靠近焊接部位的位置，再焊接远离焊接部位的位置，以减小焊接热量对金属材料的影响。
三、焊接材料选择不当问题1.焊接材料选择不当的原因分析焊接材料选择不当可能会导致焊接质量不合格、焊接强度不够等问题。
焊接材料选择不当的原因主要有材料强度不匹配、材料成分不合理等。
2.解决方案要解决焊接材料选择不当的问题，首先需要对焊接材料进行合理选择。
根据焊接部位的要求，选择合适的焊接材料，确保其强度和成分与焊接部位相匹配。
此外，还需要对焊接材料进行严格的质量检测，确保其质量符合相关标准。
焊接过程中常见问题分析与解决方法
焊接过程中常见问题分析与解决方法焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于工业生产和建筑领域。
然而，在焊接过程中常常会遇到一些问题，如焊接缺陷、焊接变形等。
本文将分析并提供解决这些常见问题的方法。
一、焊接缺陷的分析与解决1. 焊缝开裂焊缝开裂是焊接过程中常见的问题之一。
开裂可能是由于焊接材料的选择不当、焊接过程中的温度控制不当或焊接材料的应力集中等原因引起的。
解决这个问题的方法包括：- 选择合适的焊接材料，确保其具有良好的焊接性能和抗裂能力；- 控制焊接过程中的温度，避免温度变化过大；- 通过预热和后热处理等方法来缓解焊接材料的应力。
2. 焊缝气孔焊缝中的气孔是焊接过程中常见的缺陷之一，可能是由于焊接材料中含有气体、焊接过程中的气体保护不足或焊接材料表面有污染物等原因引起的。
解决这个问题的方法包括：- 选择含气体较少的焊接材料；- 加强焊接过程中的气体保护，确保焊接区域不受氧气和其他气体的污染；- 在焊接前清洁焊接材料表面，确保其无污染物。
3. 焊缝夹渣焊缝中的夹渣是焊接过程中常见的缺陷之一，可能是由于焊接材料中含有杂质、焊接过程中的熔融金属流动不畅或焊接材料表面有污染物等原因引起的。
解决这个问题的方法包括：- 选择含杂质较少的焊接材料；- 控制焊接过程中的熔融金属流动，确保其顺畅；- 在焊接前清洁焊接材料表面，确保其无污染物。
二、焊接变形的分析与解决焊接过程中的变形是一个常见而严重的问题。
焊接过程中，由于热量的集中作用，焊接材料会发生热胀冷缩，导致焊接件产生变形。
解决这个问题的方法包括：1. 控制焊接过程中的温度分布通过合理的焊接参数设置和热量控制，可以使焊接件的温度分布均匀，减少变形的发生。
例如，可以采用预热和后热处理等方法来缓解焊接材料的应力，减少变形的发生。
2. 采用适当的焊接顺序在焊接多个零件时，可以采用适当的焊接顺序，先焊接较薄的零件，再焊接较厚的零件，以减少焊接件的变形。
3. 使用焊接夹具在焊接过程中，可以使用焊接夹具来固定焊接件，减少变形的发生。
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求解
在焊缝附近施加与固有应变相等的初始应变，通过一 次弹性板单元有限元分析求的整个结构的焊接变形。
存在的问题：固有应变的确定？固有应变的施加？
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极厚板
在向极厚板上堆置焊道时纵向固有应变总和（假定为
适用性
计算效率 以材料力学和焊接应力应变为基础 计算效率高 具有一定准确性 适合简单结构焊接变形的估算
缺点 没有焊接变形瞬态过程 不能计算焊接残余应力
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固有应变有限元法
特点
固有应变有限元法是一种既能解决大型复杂结构，又比 较经济的预测焊接变形的方法。 考虑到焊接的实际情况，焊件局部加热到很高温度，而 周围温度较低的部位不能自由伸长，对加热部分的热膨 胀产生约束作用，只是焊缝及其附近的高温区累积了压 缩塑性变形。 可以认为固有应变仅存在焊缝及其附近。因此如果能够 知道固有应变的分布规律，那么就可以把固有应变作为 初始应变施加于焊缝及其附近的一定区域，仅用一次弹 性有限元计算来预测残余应力和变形的大小。
∫ Wx =
2ε2 εs
0.484
α cρ
Q
εm
dεm
薄板焊接时的纵向固有应变
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多道焊纵向应变
当计算m个焊道焊接变形时，整个接头的纵向固有应变 总和按下式确定：
Wm
=
(1+ 8
εsm αθ
)Wxm
cρ
式中，εs=材料的屈服应变；α=热膨胀系数；c=比热容（J/g⋅℃）；ρ―熔化金属 的密度（g/cm3）；θ=加热系数（J/cm3）。
Thermo-elastic-plastic
cT&− kΔT = r + ΔHξ&− Σ : E&p 热弹塑性方法
Thermal-stress
Heat generated by mechanical work
traStnrsefsosr-imnatdiuocned
PT kinetics models ：
优点 能模拟焊接过程，预测组织、相变，结果准确； 缺点 计算量很大，不能实用于大型结构。
z Satoh test simulation
试样中组织体积分数的演变
试样中应力的演变
考虑相变的热力耦合有限元方法
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Description model
Materials behavior
Half heated band width, B /mm
Strain /X10-6, Temp. /℃
1000 800
STPT 480
D=340mm, t=53mm, 2L=1800mm VH=220℃ /hr, TH=620℃ , tH=2hr Win=200mm, B=185mm
600
400
200
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下车架主件焊接变形预测
目的： (1)下车架焊接变形评定
法兰平面度：能否先表面加工，后组焊？ 孔的位置度：能否先加工孔的位置，后组焊？ (2) 固有应变有限元法适用性
计算步骤——固有应变法
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strain(axial,EXP)
strain(axial,FEM)
0
temp.
-200 0
50 100 150 200 250 300 350 400 Time /min
Stress /MPa
150
as welded-axial,FEM
after local PWHT-axial,FEM
100
as welded-axial,EXP
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焊接应力应变的基本分析方法
上海交通大学焊接数值模拟实验室 luhao@
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主要内容
1、残余塑变解析方法 2、固有应变有限元方法 3、热弹塑性有限元方法 4、考虑组织演变的热力耦合有限元方法 5、热粘弹塑性有限元方法
1c
180
0.23
－2.10
2a
45
0.84
－0.25
2b1 90（同侧）
1.30
－1.01
顶板与内外环 4 条焊缝
2b2 90（异侧）
0.62
－1.40
2c
180
0.54
－3.23
底板焊缝
3
0.22
1.21
整个模型
4
0.68
－1.06
注：1 编号说明见附件；
2 变形前圆半径 r=574.1667mm，为节点坐标近似值。
⎫ ⎪⎪⎬Wx1 ⎪
⎪⎩
cρ
⎭⎪
式中，hw=腹板厚度；Kf=焊脚高度；ra=塑性应变区深 度。
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固有应变的施加方法
如果要预测残余应力，那么必须了解固有应变详细的分布 形态。
然而若仅仅预测焊接变形，那么只需固有应变的总和及 其位置确定即可保证足够的精度。最简单的方法是把平 均固有应变施加于焊缝及其附近的一个矩形区域 。
——建立几何模型 iges：ProE，UG
——建立有限元模型，包括焊缝模型 网格划分：hypermesh
——确定焊缝固有应变 焊角尺寸，间隙
——确定固有应变区域 ——施加固有应变 ——比较不同焊接顺序下的变形差异
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有限元计算模型
采用1/2计算模型：
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固有应变概念
• 理论上固有应变认为是 焊接应力和变形的源
简单的说固有应变可以 认为是焊缝的残余收缩
固有应变 ε∗ = 外观变形ε−弹性应变εe
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固有应变的影响因素
影响因素： 温度T 对应于焊接条件 拘束度β 对应于结构特征
after local PWHT-axial,EXP
50
0
2.25Cr-Mo
-50
D=216mm
t=23mm
-100
B=110mm
inner surface
-150
-50
0
50
100
150
200
250
Z /mm
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工程应用实例
(1) 下车架主件焊接变形预测 (2) 国家体育馆箱型梁结构焊接变形预测和顺序优化 (3) 如何通过工装来控制焊接变形 (4) 箱型立柱内部节点形式对焊接残余应力的影响 (5) 其它
Z Soak Band: SB
What “R/t, Creep, B, Win” act?
Definition: Bc: critical heated band width
Purposes:
Determine heated band width: Bc by FEM.
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T型接头的纵向固有应变
当两面用焊缝连接不开坡口的T型接头时，第二条焊
缝与第一条焊缝的固有应变区大部分重叠。因而，第
二条焊缝对残余变形起作用的纵向固有应变总和为：
Wx 2
=
⎧ ⎪⎪[(hw ⎨ ⎪
+
K
f
)ra
+
K
2 f
2
0.29 α Q
)ε s
zmin
－0.74 －1.47 －2.33 －1.09 －2.31 －2.02 －3.77
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残Байду номын сангаас塑变解析方法
基本概念 ——纵向应变 ——横向应变 表达式 ——纵向应变表达式 ——横向应变表达式 适用性 ——计算效率 ——缺点
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纵向应变
基本概念
横向应变
单位纵向变形 表面堆焊时的横向变形
高速移动点状热源）可近似表示如下面方程：
∫ Wx =
2εs εs
0.368
α cρ
Q
εm
dεm
极厚板上堆焊道时的纵向固有应变
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薄板
对于薄板焊接，薄板焊接时可假定温度沿厚度方向是均
匀的。此时最高温度分布（假定为高速移动线状热源）
沿截面的纵向固有应变总和Wx等于：
边界约束条件（自由状态）
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边界约束条件如图所示。X方向约束取在尾板末端，Y方向的约束根 据对称性取在对称截面上，而Z方向的约束则取在底板和尾板的末端。
边界约束条件
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固有应变计算
焊缝应变计算
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纵向应变表达式
横向应变表达式
表达式
∫ Wx = ε x*dA
Δ = Wx / F
∫ Wy =
ε
* y
dA
∫ ∫ e =
zε
* y