15-焊接结构及工艺性.ppt

* 3、坡口型式 根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽称为坡口。各种沟槽的形式参见GB／T3375－94。 坡口作用： 保证焊缝根部焊透 便于清除熔渣、获得较好的焊缝形状 调节母材金属和填充金属的比例 * 图 6-31 坡口的基本类型 * 4.焊接接头的力学性能 图6-32示出典型结构钢超强匹配(即焊缝强度高于母材)的焊接接头各区的强度、塑性和韧性分布示意图，可见其各区性能有显著的不均匀性。 横向和纵向两种形式的焊接接头拉伸试样示于图6-33。 * * * 四、焊接应力与变形 1、焊接应力与变形产生的原因 在焊接过程中，对工件进行不均匀的加热和冷却是产生焊接应力和变形的根本原因。 焊缝成形过程中：高温区域受压，低温区域受拉。当压应力超过该金属的屈服点时，焊缝将产生塑性变形。此时焊件内部存在的压应力和拉应力相互平衡。 冷却时：焊缝处的收缩受到两侧金属的阻碍，使其产生拉应力，焊缝两侧金属受到焊缝收缩的影响，产生了压应力。这两种应力相互平衡并保留到室温，即成为焊接残留应力。 * 钢杆自由伸缩 钢杆膨胀受阻 * (-) (+) a)焊接过程中 (-) (+) b)冷却以后 平板对接焊时变形与应力的形成 * 2、焊接变形的基本形式 图6-34 焊接变形的基本形式 * 3、防止和减少焊接变形的措施 （1）合理设计焊接构件 （2）选择合理的焊接顺序 在焊接过程中，选择合理的焊接顺序能大大减少变形。 图6-35所示的拼板件，宜先焊错开的短焊缝，再焊直通的长焊缝，使短焊缝有较大的横向收缩余地，从而减小残余应力。 * * 合理焊接顺序 * （3）采取必要的技术措施 反变形法是生产中常用的焊前预防方法，如图6-36所示。 焊后采用火焰对焊接构件局部加热，可矫正焊接中的变形，图6-37上给出在刚性较好的构件上（如如焊接工字梁、带纵缝的管件)局部加热的部位。 机械矫正法是利用外力使结构产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者相抵消，达到消除焊接变形的目的，如图6-38。 * * * * 4. 减少与消除焊接应力的措施 实际上有些减少变形的方法同时也可以减少内应力。也可采用选择合理的焊接顺序、焊前预热、加热“减应区”和焊后热处理等措施。 * 四、焊接生产示例 压力容器生产（1） 压力容器生产（2） 压力容器生产（3） 压力容器生产（4） * 作 业： 1.材料的焊接性取决于哪些因素？如何评价材料的焊接性？ 2.焊接应力和焊接变形产生的原因是什么？如何减小焊接应 力？ 3.选择下图所示的焊接结构的合理焊缝位置,并说明理由。 (1) (2) * * * * * * * * * * * 第四节 焊接结构及工艺性 第四节 焊接结构及工艺性 * 主要内容： 一、焊接结构材料的选择 二、焊缝的布置 三、焊接接头及其设计 四、焊接应力与变形 * 在满足结构使用要求的条件下，尽量选择焊接性能较好的材料。一般碳的质量分数小于0.25％的碳素钢和碳的质量分数小于0.20％的低合金都具有良好的焊接性，应尽量采用；碳的质量分数大于0.50％的碳素钢和碳的质量分数大于0.40％的合金钢焊接性不好，应尽量避免采用。同一构件焊接时应尽量选用同种金属材料。 一、焊接结构材料的选择 * * 二、焊缝的布置 1. 焊缝位置应方便焊接操作和检验 焊缝布置应考虑焊接操作时有足够的空间，以便于施焊和检验。图6-20为几种焊接方法布置焊缝位置时合理与不合理的方案。 在焊接操作时，根据焊缝在空间位置的不同，可分为平焊、横焊、立焊和仰焊操作。图6-21为上述操作方法示意图。 * * 设计原则 不好的设计 改进后的设计 点焊或缝焊应考虑电极伸入方便 * * 2. 焊缝应尽量分散布置，避免密集和汇交 密集交叉的焊缝容易导致接头组织和性能恶化，产生应力集中和焊接变形。 图6-22中的图a焊缝布置不合理，应改为图b中的焊缝位置。 * * 3. 焊缝布置应尽量对称 对称的焊缝布置，可使焊接变形互相约束、抵消而减轻变形程度。例如，图6-23所示的焊件。 4. 应避免母材厚度方向工作时受拉 因母材厚度方向强度较低，受拉时易产生裂纹，应合理安排焊缝，如图6-24所示。 * * * 5. 焊缝布置应避开最大应力和应力集中位置 对于受力较大、较复杂的焊接构件，在最大应力和应力集中的位置不应布置焊缝，如图6-25所示的大跨度焊接横梁的焊缝的布置及图6-26所示的压力容器的焊缝的布置，图6-27所示的焊缝布置。 * * * * 6. 焊缝布置应避开机械加工表面 如果焊接结构的某些部位要求较高精度，而且必须在加工以后才能进行焊接，此时焊缝布置应避开机械加工的表面，使