《焊接变形和应力》课件.pptVIP

*******************焊接变形和应力课程大纲焊接变形焊接变形的成因、类型、控制措施焊接应力焊接应力的形成原因、焊接残余应力的危害、测量方法、控制措施焊接变形的成因热膨胀和收缩焊接过程中，金属加热到高温，膨胀，冷却后收缩，产生应力，造成变形。不均匀冷却焊接区温度梯度很大，导致不均匀冷却，产生热应力，进而导致变形。焊缝形状和尺寸焊缝形状和尺寸不合理，会加剧焊接应力和变形。焊接变形的类型弯曲变形焊接件在受热后，由于热膨胀和冷却收缩不均匀，导致板材或构件产生弯曲变形。收缩变形焊接后，由于金属材料的冷却收缩，焊缝和周围区域会产生收缩变形，导致工件尺寸减小。扭曲变形焊接过程中，由于热应力作用，焊件会产生扭曲变形，影响工件的形状和尺寸精度。弯曲变形焊接过程中，由于受热不均匀，焊件会发生弯曲变形。热膨胀和冷却收缩的不一致导致焊件弯曲。焊接过程中产生的应力也会导致弯曲变形。收缩变形焊缝收缩焊接过程中，熔化金属冷却凝固，体积会发生收缩，导致焊缝和周围母材发生收缩变形。热影响区收缩焊缝周围的热影响区金属也发生温度变化，导致体积收缩，这种收缩变形通常比焊缝收缩更显著。整体收缩焊接过程中，由于金属材料的体积收缩，整个结构都会发生收缩变形，导致尺寸精度降低。扭曲变形焊接方向导致扭曲焊接过程中，热量集中在焊缝附近，导致局部材料膨胀，并在冷却过程中收缩，从而产生扭曲变形。焊接工件形状导致扭曲工件的形状和尺寸也会影响焊接过程中的扭曲变形。例如，焊接薄板或长条形工件时，更容易出现扭曲变形。焊接变形的控制措施控制焊缝尺寸合理的焊缝尺寸可以有效地减少焊接变形。合理安排焊接顺序科学的焊接顺序可以平衡焊接热量，减少应力集中。控制焊接热输入降低焊接热输入可以减少材料的热膨胀和收缩。合理选择焊材选用合适的焊材可以提高焊接质量，减少变形。控制焊缝尺寸焊缝宽度焊缝宽度过小，容易造成焊接接头强度不足，而宽度过大，则会增加材料消耗，并可能影响焊缝外观和后续加工。焊缝高度焊缝高度过低，会导致焊缝强度不足，而高度过高，则会导致焊缝应力集中，甚至造成焊缝开裂。焊缝长度焊缝长度应根据焊接工艺要求和工件结构进行设计，过短会影响焊缝强度，过长则会增加焊接时间和成本。合理安排焊接顺序减少应力集中通过合理安排焊接顺序，可以有效降低焊缝区域的应力集中程度，减少焊接变形。控制变形方向焊接顺序的安排可以控制焊接变形的方向，避免出现不可预期的变形现象。提高焊接效率科学的焊接顺序可以优化焊接流程，提高焊接效率，降低生产成本。控制焊接热输入降低焊接电流和焊接速度缩短焊接时间，减少热量输入采用小直径焊条或焊丝合理选择焊材1材质匹配焊材应与母材的化学成分和机械性能相匹配。2焊接性能焊材应具有良好的焊接性能，例如熔敷率、抗裂性能和抗气孔性能等。3经济性选择性价比高的焊材，既能满足焊接要求，又能降低焊接成本。采用辅助装置夹具可固定工件，减少变形支撑架可支撑焊件，防止下垂磁性工具可辅助焊接，提高效率应力的形成原因热应力焊接过程中，高温区域和低温区域之间存在温度梯度，导致材料膨胀和收缩不均，从而产生热应力。相变应力焊接热输入会导致金属发生相变，不同相的材料具有不同的力学性能，导致应力集中，产生相变应力。约束应力焊接过程中，焊接接头的变形受到周围材料的约束，产生约束应力。约束应力会影响焊接接头的强度和稳定性。焊接残余应力应力集中焊接过程中，材料内部产生不均匀的温度变化，导致材料发生膨胀和收缩，从而产生应力。塑性变形焊接完成后，材料冷却过程中产生的应力，部分被塑性变形吸收，部分以残余应力的形式保留在材料中。应力释放焊接残余应力是焊接过程中不可避免的，会对结构的强度和稳定性造成负面影响。焊接残余应力的危害1降低构件强度焊接残余应力会降低构件的抗拉强度，使其更容易发生断裂。2影响构件尺寸稳定性焊接残余应力会导致构件发生变形，影响其尺寸精度。3诱发疲劳裂纹焊接残余应力会加速构件在反复荷载下的疲劳损伤，导致裂纹产生。焊接残余应力的测量方法X射线法通过X射线照射焊缝，根据射线穿透焊缝的不同程度，可以判断焊接残余应力的大小。中子衍射法利用中子束照射焊缝，测量中子束衍射的角度变化，可以精确地测量焊接残余应力。孔隙法在焊缝上钻孔，测量孔隙的变化，可以间接地推算出焊接残余应力的大小。应变测量法使用应变片或其他应变传感器，测量焊缝的应变变化，可以计算出焊接残余应力。X射线法X射线照射将工件放置于X射线照射下，X射线穿过工件形成射线影像。影像记录X射线影像通过X射线胶片