船舶结构焊接第2章2-6焊缝及焊接接头ppt课件

1、焊缝是组成焊接接头的主体部分，对接焊缝和角焊缝是焊缝的两种最根本的型式1尺寸要素尺寸要素熔宽、熔深、加厚高熔宽、熔深、加厚高B/H ： 叫焊缝外形系数叫焊缝外形系数BhHl(2) 坡口坡口 groove：l 根据设计或工艺需求，将焊件的待根据设计或工艺需求，将焊件的待焊部位加工装配成一定几何外形的沟槽。焊部位加工装配成一定几何外形的沟槽。l开坡口开坡口 bevelling(of the edge)：l 用机械、火焰或电弧等工艺方法加用机械、火焰或电弧等工艺方法加工坡口的过程工坡口的过程.l开坡口的目的：焊透开坡口的目的：焊透l卷边坡口l平对坡口lV型坡口lU型坡口lX型坡口lK型坡口 3选择坡

2、口的原那么选择坡口的原那么 、根据板厚和焊接方法选择坡口，保证熔透。、根据板厚和焊接方法选择坡口，保证熔透。气焊，手弧焊，自动焊的熔透深度逐渐添加，那么板厚及钝气焊，手弧焊，自动焊的熔透深度逐渐添加，那么板厚及钝边高度也可相应添加。边高度也可相应添加。 、焊接资料的耗费量：对于同样厚度的焊接接头，采用、焊接资料的耗费量：对于同样厚度的焊接接头，采用x型型坡口比坡口比v型坡口能节省较多的焊接资料、电能和工时，构件越型坡口能节省较多的焊接资料、电能和工时，构件越厚节省越多。厚节省越多。 、可焊到性：它是选择坡口型式的重要条件之一，普通地、可焊到性：它是选择坡口型式的重要条件之一，普通地说，要根据构

3、件能否翻转，翻转难易，或内外两侧的焊接条说，要根据构件能否翻转，翻转难易，或内外两侧的焊接条件而定。对不能翻转的和内经较小的容器，为了防止大量的件而定。对不能翻转的和内经较小的容器，为了防止大量的仰焊及不能或不便从内侧施焊，都宜采用仰焊及不能或不便从内侧施焊，都宜采用v型或型或u型坡口。型坡口。 、坡口加工：、坡口加工：v型和型和x型坡口可用气割或等离子切割，亦可型坡口可用气割或等离子切割，亦可用机械切割加工。但用机械切割加工。但u型和双型和双u型坡口，普通需求刨边机加工。型坡口，普通需求刨边机加工。 、焊接变形：采用不适当的坡口型式容易产生较大的焊接、焊接变形：采用不适当的坡口型式容易产生较

4、大的焊接变形，假设坡口情势适宜工艺合理，那么可有效的减少焊接变形，假设坡口情势适宜工艺合理，那么可有效的减少焊接变形。变形。l 角焊缝按其截面外形可分为四种，如以下图所示，角焊缝的大小用焊角高度k来表示，通常称k为焊角尺寸。承当静载荷时，如资料塑性良好，角焊缝的截面外形对承载才干没有显著影响。承当动载荷时，以下图中凹型比平型的承载才干高，凸型的最低。不等边的，当长边平行于载荷方向时，接受动载效果较好。Plug weldSlot weldSpot weld l焊接接头的根本方式：焊接接头的根本方式：l1对接接头对接接头l2)搭接接头搭接接头l3)丁字丁字T型接头型接头l4)角接头角接头1、对接接

5、头特点：受力好，装配精度要求高。截面变化平缓，应力集中小，受力形状是各种接头中最好的。但是它的装配要求较高，假设两边母材上下错动，或间隙过大、过小都不行。例如：船体外壳板都是对接接头，假设下料不准确，大了一点，那怕是半公分，就不能保证焊接质量，必需再切一刀。但是假设一下切多了，或者没有思索到焊后收缩变形小了23公分，那么对不起，这快钢板就只好报废了，对国家，对人民，对他的工厂都将带来一定的损失，对他个人吗？一个月的奖金就别拿了。l1缺陷：缺陷：l应力集中大应力集中大, 受力形状不好受力形状不好, 疲劳强度疲劳强度低低l2优点：优点：l对装配的要求不高对装配的要求不高受力差，装配要求简单。它的特

6、点刚好和对接接头相反，应力分布很不均匀，疲劳强度低，但是它们的焊前预备任务几装配要求却很简单。他看它，下料时大一点，小一点，只需不过火对接头性能就没有太大的影响，正是由于这个优点，搭接接头在某些对强度要求不高的构造上运用比较广泛，如：大型贮罐的底板。l1正面角焊缝正面角焊缝l (front fillet weld)l与力的作用方向垂与力的作用方向垂直的角焊缝；直的角焊缝； l2侧面角焊缝侧面角焊缝l (side fillet weld)l与力的作用方向平与力的作用方向平行的角焊缝行的角焊缝 ；l3斜向角焊缝斜向角焊缝与力的作用方向呈一定角与力的作用方向呈一定角度的角焊缝。度的角焊缝。1正面角焊

7、缝的任务应力分布正面角焊缝的任务应力分布在正面角焊缝的搭接接头中力线弯曲较为严重，应在正面角焊缝的搭接接头中力线弯曲较为严重，应力分布很不均匀，根据测试结果可以看出，在角焊力分布很不均匀，根据测试结果可以看出，在角焊缝的根部缝的根部A点和焊趾点和焊趾B点都有较大的应力集中，如点都有较大的应力集中，如图图227所示，其数值与许多要素有关，如焊趾所示，其数值与许多要素有关，如焊趾B点点的应力集中系数就是随角焊缝的斜边与程度边的夹的应力集中系数就是随角焊缝的斜边与程度边的夹角角而变化的，减小其夹角而变化的，减小其夹角和增大熔深焊透根部，和增大熔深焊透根部，可以降低应力集中系数。可以降低应力集中系数。

8、l由于搭接接头的正面角焊缝与作用力偏心，所以接受拉力时接头上产生附加弯曲应力，如以下图所示。为了减少弯曲应力，两条正面角焊缝之间的间隔应不小于其板厚的4倍。 2侧面角焊缝的搭接接头侧面角焊缝的搭接接头中的任务应力分布中的任务应力分布 用侧面角焊缝衔接的搭接用侧面角焊缝衔接的搭接接头中其应力分布更为复杂。接头中其应力分布更为复杂。在焊缝中既有正应力又有切在焊缝中既有正应力又有切应力，切应力沿焊缝长度上应力，切应力沿焊缝长度上的分布是不均匀的，当受拉的分布是不均匀的，当受拉力力P作用时作用时,沿侧面角焊缝长度沿侧面角焊缝长度上切应力分布如图中上切应力分布如图中qxa所示所示(qxa为单位长度焊缝接

9、受的切为单位长度焊缝接受的切力。力。 构成这种两端应力大，中间应力小的主要缘由，是由构成这种两端应力大，中间应力小的主要缘由，是由于搭接板材不是绝对刚体，在受力时本身产生弹性变形所于搭接板材不是绝对刚体，在受力时本身产生弹性变形所至。当侧面角焊缝的搭接接头焊缝较长时这种应力分布的至。当侧面角焊缝的搭接接头焊缝较长时这种应力分布的不均匀程度就更大，因此采用过长的侧面焊缝将使应力集不均匀程度就更大，因此采用过长的侧面焊缝将使应力集中添加，是不合理的。普通规范规定，侧面焊缝长度不得中添加，是不合理的。普通规范规定，侧面焊缝长度不得大于大于50k。3结合角焊缝的搭接接头结合角焊缝的搭接接头 中的任务应

10、力分布中的任务应力分布 在只用侧面角焊缝焊成在只用侧面角焊缝焊成的搭接接头中，不但沿焊的搭接接头中，不但沿焊缝长度上应力分布是不均缝长度上应力分布是不均匀的，而且在母材断面上匀的，而且在母材断面上应力分布也是不均匀的应力分布也是不均匀的 如图a中的横截面A-A,在焊缝附近出现较大正应力，其应力集中非常严重。为了改善这一断面上的应力分布，常增添一条正面角焊缝，这样就构成了结合角焊缝的搭接接头，如图b所示。增添正面角焊缝后A-A断面上的正应力分布变得较为均匀,最大切应力降低,故此断面上的应力集中得到改善，由于正面角焊缝承当了一部分外力，以及正面角焊缝比侧面角焊缝刚度大、变形小，所以侧面角焊缝的切应

11、力分布也得到改善。设计搭接接头时，采用结合角焊缝的搭接接头，不但可以改善应力分布还可以缩短搭接长度。l 丁字十字接头是将相互垂直或丁字十字接头是将相互垂直或近似垂直的被衔接件用角焊缝衔接起来近似垂直的被衔接件用角焊缝衔接起来的接头的接头 l特点：特点：l 可以接受各个方向的力和力矩；可以接受各个方向的力和力矩；l 有较大应力集中有较大应力集中l丁字十字接头在船体上的运用非常广泛，比如船的纵横骨架、扶强材等。它的种类也较多，常见的如以下图所示。 丁字十字接头的焊缝向母材过渡较猛烈，力线弯曲严重，应力分布极不均匀，在焊缝跟部和趾部有较大的应力集中。如下图。 图a是未开坡口的十字接头中正面焊缝的应力

12、分布情况。由于整个厚度没有焊透，所以焊缝跟部应力集中很大。在焊趾截面B-B上应力分布也是不均匀的，B点的应力集中系数的值随角焊缝外形而变，角减小应力集中系数减小，焊角尺寸增大应力集中系数也减小。 图b是开坡口并焊透的丁字十字接头，这种接头的应力集中大大降低。l 两板件端面构成大于或等于两板件端面构成大于或等于30 ，小于小于 夹角的接头。夹角的接头。图图a是最简单的角接头，但承载才干差；是最简单的角接头，但承载才干差；图图b是采用双面焊缝从内部加强的角接头，承载才干较大；是采用双面焊缝从内部加强的角接头，承载才干较大；图图c和和d开坡口易焊透，有较高的强度，而且在外观上具有开坡口易焊透，有较高

13、的强度，而且在外观上具有 良好的棱良好的棱角，但要留意层状撕裂问题；角，但要留意层状撕裂问题；图图e和和f易装配，省工时，是最经济的角接头；易装配，省工时，是最经济的角接头；图图g是保证接头具有准确直角的角接头，并且刚性大，但角钢厚度应大于板是保证接头具有准确直角的角接头，并且刚性大，但角钢厚度应大于板厚；厚；图图h是不合理的角接头，焊缝多而且不易施焊。是不合理的角接头，焊缝多而且不易施焊。l 指用管件组成的构造中的焊接指用管件组成的构造中的焊接衔接点，通常称管节点。衔接点，通常称管节点。l 既有焊接接头，又有铆接接既有焊接接头，又有铆接接头的构造称为铆焊结合构造头的构造称为铆焊结合构造 l这是由于：这是由于：l1铆接构造有较高的止裂性铆接构造有较高的止裂性 l2铆接接头比焊接接头的刚度小铆接接头比焊接接头的刚度小 l3铆接接头的应力集中系数比某些焊接铆接接头的应力集中系数比某些焊接接头的低接头的低 l4铆接接头构成的内应力比焊接接头低铆接接头构成的内应力比焊接接头低 l 铆焊结合构造汲取了铆接和