工程材料与机械制造基础第6章.ppt

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(尽量选用平焊位置）。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。第四节焊接结构及工艺性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。第四节焊接结构及工艺性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，使已加工表面的加工精度不受影响(图6-28)、第四节焊接结构及工艺性三、焊接接头及其设计1.焊接接头的特点图6-29为三类接头的典型形式（连接、承载、连接+承载）。2.接头形式焊接接头的基本类型实际上共有五种，即对接接头、T形(十字)接头、搭接接头、角接接头和端接接头，如图6-30所示。3.坡口形式常用的坡口形式如图6-31所示。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。第四节焊接结构及工艺性四、焊接应力与变形1.焊接应力和变形产生的原因在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热和冷却是产生焊接应力和变形的根本原因。焊后残留在焊件内的应力和变形称为焊接残余应力和焊接残余变形。2.焊接变形的基本形式焊接变形的形式因焊接件结构形状不同、其刚性和焊接过程不同而不同。最常见的如图6-34所示。第四节焊接结构及工艺性3.防止和减少焊接变形的措施（1）合理设计焊接构件（如：焊缝尽量少，焊缝对称，厚大件，双面开坡口）（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。（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。第四节焊接结构及工艺性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。第四节焊接结构及工艺性第五节焊接质量检测一、焊接缺陷1.常见焊接缺陷(咬边、焊瘤、气孔、夹渣、未焊透、裂缝、未熔合、形状缺陷、组织缺陷）2.产生焊接缺陷的主要因素（冶金过程、热影响区、应力与变形）3.焊接缺陷的防止采用正确焊接工艺防咬边、焊瘤、气孔、夹渣、未焊透、预热缓冷，降氢含量防冷裂、组织缺陷第五节焊接质量检测二、常用检验方法外观检查和测量致密性检验(容器）（1）煤油试验（2）载水试验（3）水冲试验（4）沉水试验（5）吹气试验（6）氨气试验（7）氦气试验3.受压容器焊接接头的强度检验破坏性实验、超载实验。本章作业：2，3，14，16，17，18，第五节焊接质量检测第六章材料连接技术分类:焊接、铆接、胶接等重点焊接（定义、焊接热过程、焊接热源、常见工艺、焊接性能、结构工艺性）第一节焊接理论一、焊接热过程及焊接热源1.焊接热过程的特点(1)加热