焊接结构变形应力变形

第2章焊接变形和应力要点：1.产生机理2焊接残余变形3焊接残余应力4调控措施2.2焊接残余变形2.2焊接残余变形1纵向收缩变形纵向收缩变形的产生原因焊缝由液态凝固冷却过程中要收缩；近缝区产生压缩塑性变形冷却过程也收缩，统称为收缩变形区。纵向收缩变形的产生原因收缩变形区的经验公式：焊接线能量J/mmKAwk=0.061(焊条）0.041（气保焊）0.072（埋弧焊））热膨胀系数A构件截面面积纵向收缩变形的产生原因σsMPa纵向收缩变形的影响因素（1）焊接热输入（2）焊接层数：多层焊ΔL小（3）预热温度：高预热温度会使压缩塑性区加大（4）焊缝长度：间断焊可减小纵向收缩纵向收缩变形的估算单道焊K2=1，多（n）道焊σsMPa纵向收缩变形的估算2.2焊接残余变形2横向收缩变形横向收缩变形的产生原因热源附近的金属膨胀变形受到板厚深处及前后温度较低金属的约束，在焊缝的横向产生压缩塑性变形。横向收缩变形的影响因素（1）焊接热输入（2）焊缝截面积（3）板厚（4）坡口形式（5）焊接层数横向收缩变形的影响因素（1）焊接热输入（2）焊缝截面积（3）板厚（4）坡口形式（5）焊接层数横向收缩变形沿焊缝长度的分布平板表面火焰加热产生变形的动态过程表面堆焊横向收缩变形的估算用200X200mm厚度为6，10，15，20mm低碳钢进行表面堆焊试验T形接头横向收缩变形的估算试验测定2.2焊接残余变形3弯曲变形由纵向收缩引起由横向向收缩引起纵向收缩引起弯曲变形产生原因：由于焊缝在构件中的位置相对于其截面中性轴不对称，焊缝的纵向收缩使构件发生弯曲变形影响因素：构件的刚度EI焊缝的纵向收缩，焊缝的位置工字梁装焊顺序对其弯曲变形的影响工字结构的弯曲挠度T形结构的弯曲挠度1-2-3-4>(1)-(2)-(3)-(4)f1+f2>f3+f4f(1)+f(3)≈f(2)+f(4)纵向收缩引起弯曲挠度的估算横向收缩引起弯曲变形产生原因：与构件长度方向垂直的横向焊缝，在构件上分布不对称，其焊缝的横向收缩会引起结构的弯曲变形影响因素：构件的刚度EI，焊缝的横向收缩，焊缝的位置横向收缩引起弯曲变形的估算偶数肋板奇数肋板横向收缩引起弯曲变形的估算A2翼板的截面积，I，构件截面惯性矩2.2焊接残余变形4角变形角变形的产生原因焊缝横向收缩△B在板厚度方向上的不均匀分布。焊缝正面的横向收缩量大，背面的收缩量小，这样就会造成构件平面的偏转。在平面上堆焊的角变形形成过程角变形的影响因素1）温度场分布：板厚的温差，高温区大小2）焊接热输入3）板厚4）焊接方法B/H

5）坡口、焊接层数焊接顺序对接接头的角变形对接接头的角变形对接接头的角变形对接接头的角变形角焊缝接头的角变形角焊缝接头的角变形角变形的分布2.2焊接残余变形5波浪变形波浪变形的产生原因薄板在承受压力时，当其中的压应力达到某一临界数值时，薄板将因出现波浪变形而丧失承载能力，这种现象称为失稳。波浪变形角变形引起的波浪变形2.2焊接残余变形6错边变形2.2焊接残余变形6错边变形2.2焊接残余变形6错边变形2.2焊接残余变形7扭曲变形2.2