焊接结构学复习提纲方洪渊

1、焊接结构学复习提纲焊接热循环一、焊接结构的特点：优点1）与铆接相比可以节省大量的金材料2）焊前准备工作简单，比较省工3）焊接结构具有比铆接好得多的气密性焊4）焊接接头强度高5 ）焊接结构设计灵活性大焊6）成品率高，一旦出现映陷可以修复缺点1 ）焊接结构的成力集中变化范围比铆接大2）焊接结构存在较大的应力与变形3）存在较大的性能不均匀性4）焊接接头的整体性，对成力集中敏感焊、焊接热过程的复杂性表现：1 ）局部性或不均匀性2）瞬时性或非稳态性 3）移动性三、1）热导率定义：物体等温面上的热流密度q*J/mm2sMB于该处等温面的负温度梯度成正比，与热导率人成正比q =人空，热导率表示物质传导dn热

2、量的能力。2）对流传热定律：由牛顿定律，某一与流动的气体或液体接触的固体的表面微元，其热流密度q与对流换热系数a和固体表面温度与气体或液体的温度 如0）成正比：q =a（T-T）3 ）辐射传热定律：根据斯蒂芬一波尔兹曼定律：受热物体单位时间内单位 面积上的辐射热，即其热流密度q与其表面温度为4次方成正比:q = eC T40,导热微分方程：五、导热微分方程的边界条件常分为三类：）已知边界上的温度）已知边界上的热流密度分布3）已知边界上物体与周围介质间的热交换六热源空间尺寸形状的简化：1 ）点热源:作用于半无限体或立方体表面层同模拟立方体或厚板的堆焊,热向X. Y.三个方向传播。2 ）线热源：对

3、成薄板，热量二维传播将热源看成是沿板厚方向上的一条线，在厚度方向上，热能均匀分布，垂直作用于板平面）面热源：作用于杆的横截面上，可横拟电极端面或磨擦瞰时的加热，认为热量在杆截面上均匀分布，此时只沿一个方向传热ST ST ST七,焊接温度场:1 6Q某瞬时的温度分布。可以用等温线或等温面来表示准稳定温度场：如果忽略焊接加热过程的起始阶段和收尾阶段，则作用于 无限体上的匀速直线运动的热源周围的温度场是准稳定温度场。1）作用于无限大体的移动点热源的等温线：封闭的椭圆形项sffff . alKmlsttE ss - ss 2-ISIS - 0.S-WSIE * (sfiftss -置ss(III)sf

4、fss0m(II)0 Han9SB&. isssisLsx 5sessEesKSMSKKs a111iss Ssis a uis (T 费.wttIms&SRaM SKS sssss. sstt - ss W口3!苦普普UW44SHI)照靶留卷唇M8iHSSKSSMSisttss&.NSKSSSiifissttLi=.stt?s 41 rf -MBSB le4?wsKe:r 匡 匡暨BK4SS置眼景富Jss ,SSKS rf - MBSRllfiefts: seis，qsM曜 fifrsesi rf .wuSSRittesT-SS& Hud Hffls眠蚩millr*羞最 i is.SHSH

5、(II)AstfcBE粮、K-wsos置辑、或u9tbbsgfb叔(z（二）在焊接封闭焊缝或其它刚性较大，自由度较小的焊缝时，可采用反变形 来增加自由鼠 （三）锤击或碾压焊 （四）在结构适当部位加热使之延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，冷却时加热区和焊缝同时收缩，降低内应力。（五）焊后消除焊接内成力的方法1、整体高温回火2、局部高温回火3、机械拉伸法（过载法）pj载4、温差拉伸法（低温消除成力法）5、振动法七、焊接残余应力的影响（一）内应力对静载强度的影响1只要材料的延性足够（如中低强钢），谶行塑性变形，内成力的存在不影响构件的承载能力，对静强度无影响材料处于

6、脆性状态伽灰铸铁），材料不能进行塑性变形，外力的增加，构件上不能产生成力的均匀化，成力峰值不断增加直至b，发生局部破坏，导 致整个构件断裂。即使静强度下降 （二）内应力对疲牢强度的影响 （三）内应力对机械加工精度的影响 （四）内成力对受压杆件稳定性的影响 （六）内应力对应力腐蚀开裂的影响八、焊接残余应力的测定（一）应力释放法切条法2、套孔法3、小孔法4、逐层切削法（二）X射线衍射法晶体在成力作用下原子间距离发生变化，与成力成正比。无 破坏性.焊接接头一、焊接接头是由焊缝金、熔合线、热影响区和母材组成特点：不均匀性 、应力集中1-焊接接头是一不均匀僦（成分、几何、组织、性能）2-焊缝形状和布置的

7、不同产生不同程度的成力集中。3-影响接头性能的因素：力学因素和材质因素力学影响：接头形状的不连续性、缺陷、残余成力和焊接变形 材质方面：焊接热循环、焊缝化学成分、焊接热塑性、焊后热处理 二焊接热影响区（HAZ）:母材因受焊接热的影响（但未溶化）而发生的金相 组织和机械性能变化的区域。包括粗晶区（1200-1500C）,细晶区（900-1200C ）,部分相变区，蓝脆区。三焊缝剑强度比母材高的称为高组配，比母材低称为低组配。高组配时接 头断裂多发生在母材上，低组配时多发生在焊缝上。但强度并不等于焊缝金 属本身的强度。四、焊缝及接头的基本形式（一）对接焊缝：对接焊缝开坡口的根本目的是为了确保接头的

8、质量及其经济性嫩口型式必须考虑以下问题：焊材的消耗量可焊到性3、坡口加工焊接变形（二）角焊1、按其截面形状可分为四种：平角、凹角.凸角.不等腰 2、按其承载方向分为三种：焊缝与载荷垂直的正面角焊缝焊缝与载荷祐的侧面角焊缝 焊缝与载荷倾斜的斜向角焊缝应用最多的是直角等腰的，用腰长K表示其大小，称为焊脚尺寸（三）接头的基本形式有四种：对接，搭接，丁字，角接五、应力集中：焊接接头工作成力的分布是不均匀的，其最大应力值（。）max比平均应力值（。m）高，这种情痫为成力集中。1）应力集中系数KT叽，可用实验测得。 bm2）应力集中的原因：1、焊缝中的工艺缺陷如气孔、夹渣、裂缝和未焊透，裂缝和未焊透引起的

9、成力集中严重。2、不合理的焊缝外形，如加厚高过大。3、设计不合理的焊接接头，如接头截面突变、单侧焊缝的丁字接头一工作焊缝和联系焊缝1、工作焊缝：焊缝与被连接的元件是串连的，焊缝承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构立即失效，其应力称为工作成力。2、联系焊缝：焊缝与被连接的元件是并连的，它传递很小的载荷，主要起元件间相互联系作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，其应 力称为工作应力。二.焊接接头强度计算的假设1、残余应力对接头强度无影响 2、焊趾处和加厚高等处的应力集中对接头强度无影响 3、接头的工作应力是均布的，以平均成力计算 4、正面角焊缝和侧面角焊缝强度没有差别 5、焊角尺寸的大小对角焊

10、缝强度无影响 6、角焊缝都脚成力作用下破坏的，按切成力计算强度 7、角焊缝的破断面（计算断面）在角焊缝截面的最小高度上，其值等于内接三角形高度a （计算高度），直角等腰三角形的计算高度：a=0.7K焊接结构的脆性断裂一、焊接结构制造工艺的特点与脆性断裂的关系（一）应变时效引起的局部脆性 （二）金相组织改变对脆性的影响 （三）焊接缺陷的影响 （四）角变形和错边的影响 （五）残余成力和塑变的影响二、预防焊接结构脆性断裂的措施造成结构的脆性断裂的基本原因是： 材料在工作条件下韧性不足；结构上存在严重的成力集中；过大的拉成力； 一.正确选择材料基本原则：蛭经济；保证母材和焊材在使用温度下具有 合格的缺

11、口韧性二.采用合理的焊接结构设计1.尽减少结构或焊接接头部位的应力集中；焊1）圆滑过度2）尽量采用对接接头3）不等厚对接应尽量圆滑过度4）避免和减少焊接缺陷，应将焊缝布置在便于焊接和检验的地方5）避免焊缝密集满足使用条件下，尽减少结构的刚度以降低成力集中和附加成力；不采用过厚的截面；辅助焊缝也应足够重减少和消除焊接残余拉应力的不利影响焊接接头和结构的疲劳强度一、影响焊接接头疲劳强度的因素（一）应力集中的影响1.对接接头由于形状变化不大，应力集中比较小，加厚高，e角;2. 丁字和十字接头过渡处有明显的截面变化，应力集中系数较高;3.搭接接头的疲劳强度很低（二）近缝区金属性能变化的影响1.在常用的能量下, HAZffls本金属的疲sas相当接近;2. HAZ尺寸不大，不会降低接头的疲劳强度；（三）残余成力的影响消除内成力后的疲劳强度均高于未热处理的，内成力的影冒在应力集中较高时更大。缺陷的影响1.片状缺陷比圆角形的影响大； 2.表面缺陷比内部的影响大； 3.与作用力方向垂直的片状缺陷比其它方向的大；位于成力集中区的缺陷比在均匀成力场的大；位于残余拉成力场内的比压成力场内