焊接结构复习提纲(涵盖所有知识点详细解答).pdf

1.1焊接结构的优点及局限性。 焊接结构：用焊接方法生产制造的结构 （主要是金属结构）全焊结构，铆焊接构，栓焊结构 3种结构的总称就叫焊接结构 优 ：（1）重量轻:焊接结构减少材料消耗，比铆接轻15~20%，比铸件轻50~60% （2）整体性:具有高刚性，整体刚性强，传力特性好;高致密性，气密性好，可制造高压容 器；（3）接头等强性:焊缝与母材不同质，强度不同，其强度等于或高于母材结构材质好， 材料利用率高；（4）合理利用材料：异种材料焊接，合金锯条，容器衬里，硬质合金刀具， 金刚石钻具，挖煤机械，仿生光滑犁壁、自动控制记忆合金、喷涂、堆焊；（5）焊接结构设 计灵活性大：焊接结构几何形状不受限制、结构的壁厚不受限制、结构的外形尺寸不受限制、 可联合其他工艺，如铸——焊，锻——焊，、实现不同金属的连接。 局限性：（1）存在严重的应力集中：焊接时局部加热—内应力—变形—工艺缺陷——承载能 力下降——尺寸精度，稳定性下降——校形——增加工作量、成本。 （2）必然产生残余应力和变形：因焊接结构具有整体性，刚度大，焊缝布置、数量和次序 等都会影响热应力分布，对应力集中敏感，然后诱发疲劳，脆断等破坏。（3）接头存在性能 不均匀性：焊接接头组织不均匀，该不均匀程度远远超过了铸、锻件，对断裂有重要影响。 1.2 焊接热过程的复杂性有几个方面？ 1.焊接热过程不均性或局部性； 2.焊接热过程瞬时性； 3.焊接热源的相对运动 2.1 焊接热源的类型(9 ) 1.电弧焊热源 2.乙炔火焰焊接热源 3. 电阻焊热源 4.摩擦焊热源 5. 电子束焊接热源 6.激光束焊接热源 7.铝热剂焊接热源 2.2 焊接热循环的主要参数 （各自影响详见课本34 ） 1.加热速度（ω） 2.加热最高温度（Tmax） 3. 在相变温度以上停留的时间(t) 4.冷却H H 速度或冷却时间(ωc) 3.1 焊接变形的种类：（课本79页）收缩变形，角变形，弯曲变形，波浪变形，扭曲变形。 收缩变形、角变形、挠曲变形、波浪变形、错边变形和扭曲变形。 (了解下：角变形产生的根本原因：由于焊缝的横向收缩沿板厚分布不均匀所致。角变形的 大小以变形角α进行度量。 产生扭曲变形的原因主要是焊缝角变形沿焊缝长度方向分布不均匀，使得中性面发生扭曲. 波浪变形常发生于板厚小于6mm的薄板焊接过程中，又称之为失稳变形。 弯曲变形主要是结构上的焊缝布置不对称或焊件断面形状不对称，焊缝收缩引起的变形。弯 曲变形的大小用挠度ｆ进行度量．挠度ｆ是指焊后焊件的中心轴偏离焊件原中心轴的最大距 离。 多层焊时，各层焊道所产生的横向收缩量以第一层为最大，随后逐层递减注意：横向收缩的 大小还与拼装后的定位焊和装夹情况有关。 定位焊焊点越大，越密，装夹的刚度越大，横向收缩变形就越小。 焊件尺寸比焊前缩短的现象称为收缩变形。分为纵向收缩和横向收缩。 焊件在焊后沿焊缝长度方间的收缩称为纵向缩短。 焊件在焊后垂直于焊缝方向的收缩叫横向缩短) 3.2 焊接变形的根本原因： 焊接过程的加热和冷却受到周围冷金属的拘束，不能自由膨胀 和收缩。（焊接时的局部不均匀热输入是产生焊接应力与变形的决定性因素）不均匀加热是 产生焊接应力和变形的根本原因-课本117页 3.3 焊接残余应力 （课本56 ）：如果不均匀的温度场所造成的内应力达到材料的屈服极 1 限，使构件局部发生塑性变形（加热杆件中将出现压缩塑性变形），当温度恢复均匀后，产 生的内应力会残留在物体里。故称之为残余应力。 3.4 减小残余应力的措施 1. 设计措施：设计上减小焊接应力的核心：正确布置焊缝，避免应力叠加。 （1）尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸。（2）避免焊缝过分集中，焊缝间应保持足 够的距离。（3）采用刚性较小的接头形式。 2.工艺措施 1）采用合理的装配焊接顺序和方向。 如在一个平面上的焊缝，焊接时，应保证焊缝的纵向和横向收缩均能比较自由； 收缩量大的焊缝应先焊；工作时受力最大的焊缝应先焊；平面交叉焊缝焊接时，在焊缝的交 叉点易产生较大的焊接应力;对接焊缝与角焊缝交叉的结构。 2）预热法 焊前预热的目的是使焊接区和结构的温度梯度减小，降低约束度，达到减小焊接 内应力的目的。焊件焊前预热可整体预热，也可焊接区局部预热。预热的方法有炉内整体加 热、局部远红外线加热、局部工频加热、火焰加热等 3）冷焊法 原则是尽量使焊接结构上的温度分布均匀，要求焊缝的局部温度尽量控制得低些， 同时这个局部在焊接结构整体中所