焊接应力与变形.pptxVIP

焊接应力与变形;2.1 焊接应力与变形的产生 ;2.1.1 焊接应力与变形的基本概念;1. 焊接变形;图2-1 金属杆件的变形 a) 自由变形量； b) 可见变形量 ;;2. 内应力与焊接应力;2.1.2 焊接应力与变形产生的原因 ;1. 焊接结构产生应力和变形的原因;2. 研究焊接应力与变形的基本假设 ;图2-3 金属屈服极限与温度的关系 1－钛合金； 2－低碳钢； 3－铝合金 ;3. 构件中焊接应力与变形的产生 ;（1）长板条中心加热;（1）长板条中心加热;图2-4 长板条中心受热 ;（2）长板条非对称加热（一侧加热） ;（2）长板条非对称加热（一侧加热）;图 2-6 板条一侧受热的应力和变形 ;图2－7 长板条一侧受热后产生的残余应力和变形 ;（3）受拘束的杆件在均匀加热时的应力与变形 ;2.2 焊接残余应力;2.2.1 焊接残余应力的分类;1. 按产生的原因分;2. 按应力存在的时间分;3. 按应力在焊件内的空间位置分 ;2.2.2 焊接残余应力的分布 ;1. 纵向残余应力σx的分布;图2-9 焊缝各截面中σx 的分布 ;图2-11 钢板对接焊时纵向残余应力的分布 ;2. 横向残余应力σy的分布;（1）焊缝及其附近塑性变形区的纵向收缩引起的横向残余应力σy;图2-12 纵向收缩引起的横向残余应力σy′的分布 ;图2-13 不同长度平板对接焊时σy′的分布 ;（2）横向收缩所引起的横向残余应力σy ″ ;图2-14 不同方向焊接时σy ″的分布 ;图2-15 横向应力沿板宽上的分布 ;3. 厚板中的残余应力;图2-16 厚板电渣焊中沿板厚的残余应力分布 a）σz 在厚度上的分布； b）σx在厚度上的分布； c）σy在厚度上的分布 ;4. 在拘束状态下的焊接残余应力 ;图2-17 横向拘束下焊接的内应力 ;5. 封闭焊缝中的残余应力;图2-19 容器接管焊缝 ;6. 焊接梁柱中的残余应力 ;图2-21 焊接梁、柱的纵向残余应力分布 ;7. 圆筒纵环缝中的焊接残余应力 ;图2-22 圆筒环焊缝纵向残余应力分布 ;2.2.3 焊接残余应力对焊件性能的影响 ;1. 对焊接结构强度的影响;2. 对构件加工尺寸精度的影响 ;3. 对受压杆件稳定性的影响 ;4. 残余应力对应力腐蚀的影响;2.2.4 减少焊接残余应力的措施 ;1. 设计措施;图2-23 框架转角处肋板的布置 ;2. 工艺措施;（1）采用合理的装配焊接顺序和方向;图2-24 按收缩量大小确定焊接顺序 ;图2-26 按焊缝布置确定焊接次序 ;图2-27 平面交叉焊缝的焊接次序 ;（2）采用局部降低刚度的方法 ;图2－28 局部降低刚度减小内应力 ;（3）加热“减应区”法 ;图2－29 框架断口焊接 ;图2－30 轮辐、轮缘断口焊接 ;2.2.5 消除焊接残余应力的方法 ;1. 热处理法;2. 机械拉伸法;3. 温差拉伸法;4. 锤击焊缝;5. 振动法;2.3 焊接残余变形 ;2.3.1 焊接变形的分类及其影响因素;图2－31 纵向和横向收缩变形 ;图2－33 弯曲变形 a）由纵向收缩引起的弯曲； b）由横向收缩引起的弯曲 ;图2－34 波浪变形 ;2.3.1 焊接变形的分类及其影响因素;1. 收缩变形;（1）纵向收缩变形;图2－36 单层和双层焊的焊缝塑性变形区对比 ;（2）横向收缩变形 ;图2－37 留有间隙的平板对接焊的横向变形过程 ;2. 角变形;图2－39 角变形 ;2. 角变形;图 2－41 丁字接头角焊缝所产生的角变形 ;3. 弯曲变形;（1） 纵向收缩引起的弯曲变形;图2－42 焊缝的纵向收缩引起的弯曲变形 ;（2）横向收缩引起的弯曲变形 ;图2－43 焊缝的横向收缩引起的弯曲变形 ;4. 波浪变形;图2－44 焊接角变形引起的变形 ;5. 扭曲变形;图2－45 工字梁的扭曲变形 a）焊前； b）焊后 ;2.3.2 控制焊接变形的措施;1. 设计措施;① 选择最小的焊缝尺寸;② 选择合理的坡口形式;图2－46 相同承载能力的十字接头;③ 减少焊缝的数量;图2－48 轴承的加固形式 ;④ 合理安排焊缝位置 ;图2－49 箱形和工字梁的焊缝布置 ;图2－50 各种对称截面和对称焊缝位置 a)单梁起重机的主梁； b) 桥式起重机主梁； c)汽车起重机臂杆； d) 列车中梁； e)矿坑支柱 ;2. 工艺措施;（1）反变形法;图2－51 几种反变形措施 ;图2－52 薄壳结构支承座焊接的反变形 ;图2－53 锅炉锅筒或集箱焊接变形及反变形的焊接转胎 a) 焊接后的弯曲变形； b) 用焊接转胎预制锅炉反变形 ;（2）刚性固定法 ;图2－54 刚性固定法焊接法兰盘 ;图2－5