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焊接结构与生产 目 录 第一章 绪论  焊接技术在工业中应用的历史并年长，但它的发展却是非常迅。在很短时间里，许多工业部门的金属结构中，焊接结构替代了铆接结构。不仅如此，在机器制造中，不少一直用的整铸整锻方法生产的大型毛坯改成了焊接结构。 焊接的地位很是重要，世界主要工业国家每年生产的焊接结构约占钢产量的４５％左右．焊接结构之所以有如此迅速的发展是因为它具有一系列优点．与铆接结构比它可以节省大量金属材料；与铸件相比焊接结构生产不需要制作木模和砂型，也不需要专门熔炼、浇铸，工序简单，生产周期短，其次，焊接结构比铸件节省材料；焊接结构还有一些用别的工艺方法难以达到的优点．例如焊接结构可以在同一个零件上，根据不同要求采用不同的材料或手段制造来简化工艺。　 焊接结构有自己的特点，主要特点可以归纳为以下几点： 一、焊接结构的应力集中变化范围比铆接大 二、焊接结构有较大的焊接应力和变形 三、焊接结构具有较大的性能不均匀性 四、焊接接头的整体性 本书第一、二、三、四、五章将从几个方面来论述焊接结构的主要性明其规律和原理并介绍它们控制的途径．第六章介绍典型焊接结构实例，为正确分析焊接结构的工艺性和构造合理性，为解决有关设计和工艺问题打好基础。 第二章 焊 接 应 力 与 变 形 2-1 内应力及其变形的基本概念 一 内应力及其产生原因 内应力是在没有外力的条件下平衡与物体内部的应力。这种应力存在与许多工程结构中，如铆接，铸造，焊接结构等。 内应力按产生原因可分为温度应力，残余应力等几种： （一）温度应力（热应力） 温度应力是由于构件受热不均匀而引起的。这种应力是在没有外力作用下出现的。热应力广泛出现在各种温度不均匀的工程结构中，如化工反应容器，热交换器，飞行器等。 （二）残余应力 如果不均匀温度场所造成的内应力达到材料的屈服极限，使局部区域产生塑性变形。当温度恢复到原始的均匀状态后，就产生新的内应力。这种内应力是温度均匀后残存在物体中的，故称之为残余应力。 二、自由变形、外观变形和内部变形 自由变形：金属物体的温度有了改变，或发生了相变，它的尺寸和形状就要发生变化，如果这种变化没有受到外界的任何阻碍而自由地进行，这种变形称之为自由变形。 外观变形：金属物体在温度变化过程中受到阻碍，使它不能完全自由地变形，只能够部分地表现出来的变形。 内部变形：金属物体在温度变化过程中受到阻碍，使它不能完全自由地变形，其中未表现出来的那部分变形即为内部变形。 三、长板条在不均匀温度场作用下的变形和应力 （一） 在长板条中心加热 图2-4所示的长板条在其中间沿长 度上用电阻丝进行间接加热，则在板条 横截面上将出现一个中间高两边低的不 均匀温度场，而沿板条长度方向的温度 分布可视为均匀的。 从板条中切出一单位长度的小段来 进行分析这个板条的变形和应力的情况。 假设金属板条是由若干个不相连的小窄条组成，则每根 小窄条可以按着自己被加热到的温度自由变形，其结果使单 位长度板条端面出现图2-5a所示的曲面。 1。在板条中心对称加热时，板条中产生温度应力，中心 受压，两边受拉，平衡条件： 2。当板条温度恢复到原始温度后，板条中心部分受拉， 两侧受拉，平衡条件： （二） 非对称加热 （一侧加热） 一侧用电阻间接加热，在长板条中产生对截面中心不对称的不均匀温度场，使板条常识变形和应力 四 、焊接引起的内应力与变形 （一） 焊接应力与变形的特殊性  焊接应力和变形与上述不均匀温度场引起的应力和变形的基本规律是一致的，较前者稍复杂。 （二） 受拘束体在热循环中的英里与变形的演变过程 1.|ε|＜εS 2.|ε|＞εS，T max ＜500℃ 3.T max ＞600℃ （三） 焊接应力变形的演变过程 （四） 焊接热应变循环 （五） 焊接瞬态应力应变研究的新发展 §2-2 焊 接