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1、焊接结构笔记和课本内容整理时间: 2005-12-06 21:59:04 | 第一章焊接结构的优点： 1节省材料 2水，气密封性好3成本低，制造周期短4重量轻 5厚度不受限制。焊接结构缺点： 1焊接应力和变形大2性能不均匀性3止裂性能差第二章焊接接头的定义：焊接接头焊缝金属熔合线热影响区部分母材焊接接头的形式和特点： 1对接受力好，装配要求高2搭接受力差，装配要求低3丁字十字保证焊透来降低应力集中，开坡口或深熔焊接4角接头何为应力集中？它产生的原因有哪些？对接头静载强度有无影响？为什么？概念：由于焊缝的形状和焊缝布置的特点，焊缝接头工作应力的分布是不均匀的。其最大应力值比平均应力值高，这种情况
2、称之为应力集中。产生原因：1焊缝中的工艺缺陷2不合理的焊缝外形3设计不合理的焊接接头。只要接头材料具有足够的塑性，应力集中对静载强度就无影响。因为当材料具有足够的塑性时，结构在静载破坏之前就有显著的塑性变形，接头在塑性变形过程中能发生应力均匀化。铆焊联合接头和铆焊联合结构有什么不同？它们各自在结构中的作用是什么？铆焊联合接头是指在同一个接头上既有铆钉又有焊缝。铆焊联合结构是指大部分用焊接，个别部分用铆接。铆焊联合接头是一种不合理的接头形式，一般在需要对过去已有的铆接接头进行加固时采用。之所以采用铆焊联合结构是因为铆接也有焊接不能代替的特点：1铆接接头比焊接接头刚度小，有较大的退让性。2铆接接头
3、的应力集中系数比某些焊接接头的应力集中系数小，对疲劳强度有利。3铆接接头在结构中形成的内应力比焊接结构的内应力低4铆接结构有较高的止裂性 5铆接还可以减少工地条件下的焊接，从而保证产品质量。选择坡口的原则：1根据板厚和焊接方法选坡口，保证熔透2焊接材料的消耗量3可焊到性 4坡口加工 5焊接变形何谓应变时效？何谓动应变时效热应变脆化？它们的差异是什么？钢材经过冷加工产生一定的塑性变形，如剪切，冷作成型，又经过150450温度范围内的加热，就会引起应变时效。在焊接时金属受到热循环和热塑性变形循环的作用，使脆化严重，一般称此时效为热应变时效或动应变时效。应变时效：塑变剪切，冷作成型加热150450脆
4、化加强应变时效。动应变时效：塑变加热脆化严重动应变时效。联系焊缝：只传递部分载荷，使被联结构产生协调变形工作焊缝：传递全部载荷，一旦断裂结构即失效焊缝金属的组织：由填充材料及部分母材经过熔化冷凝形成的铸造组织精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页高组配接头：焊缝强度大于母材，软夹硬的接头。低组配接头：硬夹软的接头。增大焊缝强度的方法：增大焊缝断面，控制相对宽度。高强的母材阻碍焊缝金属的变形使之受三向应力状态而强化。第三章内应力：在没有外载荷作用时平衡于物体内部的应力。性质:1)自身平衡： F=0,M=0 2不稳定性推论：
5、内应力的波形图至少是三波形的。按平衡分类：一、宏观内应力，二、微观内应力，三、超微观内应力按产生原因分类：热应力，组织应力产生时间分类：瞬时应力，残余应力物体的温度变化或相变将使其尺寸，形状发生变化，如果这种变化不受外界阻碍而自由的进行，这种变形称之为自由变形。当金属物体在温度变化过程中受到阻碍，使它不能完全自由的变形，只能够部分的表现出来，我们把能够表现出来的这部分变形叫外观变形，未表现出来的那部分变形叫内部变形。焊接残余变形纵向收缩变形以及所引起的挠曲变形纵向收缩：平行于焊缝方向；横向收缩：垂直于焊缝方向线能量：单位长度焊缝所得到的实际能量焊接残余变形的影响因素：1横向收缩变形以及它所引起
6、的挠曲变形1 堆焊：加热的不同时性，导致前后各点的温度不同，使膨胀受阻，产生压缩塑变，导致横向收缩影响因素：线能量横向收缩量，板厚横向收缩量2 对接接头：热膨胀导致间隙下降横向收缩量上升，纵向收缩导致间隙增加横向收缩量下降影响因素：线能量横向收缩量，间隙坡口角度横向收缩量，焊缝金属量横向收缩量角变形1 堆焊：横向收缩变形在厚度方向上的不均匀分布影响因素：线能量和角板厚的增大会使共建正反向塑性变形量差值，角变形，假设到达某一个值，反而角变形2 对接接头：角度，上下外表收缩差，角变形精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页失稳
7、：薄板在承受压力时，当其中的压应力到达某一临界值时，薄板将因出现波浪变形而丧失承载能力，这种现象叫失稳。预防焊接变形的措施：设计措施： 1合理的选择焊缝的尺寸和形式。2尽可能减少不必要的焊缝。3合理地安排焊缝的位置。工艺措施： 1严格对加工，装配工序的要求。2预留收缩量。 3反变形法。 4刚性固定法。 5合理地选择焊接方法和标准。 6选择合理的装配焊接顺序。矫正焊接变形的方法：用机械和火焰矫正焊接变形的原理各是什么？机械矫正法：使已经缩短了的纤维在外力作用下伸长。火焰加热矫正法：利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形，使较长的金属在冷却后收缩，来到达矫正变形的目的。如何调节焊接残余应力？消除焊接残
8、余应力的方法有哪些？调节焊接残余应力： 1.采用合理的焊接顺序和方向。1尽量使焊缝自由收缩，先焊收缩量比较大的焊缝。2先焊工作时受力大的焊缝。 3拼板时先焊错开的短缝，再焊直通的长缝。2.在焊接封闭焊缝或其他刚性较大，自由度较小的焊缝时，可以采用反变形法来增加焊缝的自由度。3.锤击或碾压焊缝。 4. 加热减应法。什么叫加热减应法？它有何作用？加热减应法：在结构的某些部位加热，使其产生的热膨胀带动焊接部位产生一个与焊缝收缩方向相反的变形，冷却时，加热区的收缩和焊缝收缩方向相同，使焊缝能自由收缩，从而降低内应力。作用：可以焊接一些刚性比较大的焊缝，获得降低内应力的效果。消除焊接残余应力的方法：1.
9、整体高温回火。 2.局部高温回火处理。 3.机械拉伸法。 4.温差拉伸法。 5.震动法。焊接残余应力的测定： 1)全破坏法切条法，逐层铣削法 ，2微破坏法套孔法，小孔法 ，3非破坏法磁测法，X 射线衍射法断裂的分类： 1韧性断裂， 2脆性断裂精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页韧断：断裂前有较大塑性变形脆断：断裂前没有或只有少量塑性变形，断裂突然发生并快速发展。脆断特点： 1工作应力低于， 2裂纹源从内部缺陷处开始，3温度脆断倾向， 4断口平齐而光亮。延性断裂的断口一般呈纤维状，色泽灰暗，微观特征是韧窝。焊接结构的特点
10、及其对脆断的影响？特点：刚性大，整体性强，对应力集中敏感。影响：1应变时效引起的局部脆性。2金相组织改变对脆性的影响。3焊接缺陷的影响4角变形和错边的影响5残余应力和塑性变形的影响。金相组织对脆断的影响？线能量，硬化，冷裂；线能量，晶粗大，脆化预防焊接结构脆断的措施有哪些？1正确选用材料：一般地说，应使所选用的钢材和焊接用填充金属保证在使用温度下具有合格的缺口韧性。2. 采用合理的焊接结构设计： 1尽量减小应力集中2尽量减小结构刚度3不采用过厚的截面4对于次要焊缝应与主要受力焊缝一样对待 5减少和消除焊接残余应力的不利影响。NDT无延性转变温度，FTE弹性断裂转变温度 ，FTP延性断裂转变温度
11、防止断裂引发原则，止裂原则及与此相对应的开裂临界温度Ti 与止裂临界温度Ta，在实际焊接结构的设计中应当怎样应用这些原则？防止断裂引发原则：要求结构的一些薄弱环节具有一定的抗开裂性能。止裂原则：一旦裂纹产生，材料应具有将其止住的能力。实际采用：使焊接接头具有抗开裂性能，母材具有止裂性能。开裂临界温度Ti：对一种材料来说，有一个裂纹引发温度，在此温度之上，不可能引发脆性裂纹。止裂临界温度Ta：在此临界温度以上，裂纹可以被止住，或者不能扩展。采用：一般同种材料在同一条件下开裂临界温度Ti 低于止裂临界温度Ta。开裂临界温度：对于一种材料有一个裂纹引发的临界温度，在此温度上不可能引发脆断。止裂临界温
12、度：在此温度之上脆性裂纹可以被止住。高于开裂临界温度。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页第五章何谓金属的疲劳？疲劳和脆断的异同？结构在变动载荷下工作，虽然应力低于材料的，但在较长时间工作之后仍然发生断裂的现象叫金属的疲劳。异同：相同点： 1低应力作用下破坏2断裂时变形很小3断裂都是有突然性，危害大。4影响断裂的因素中大部分相同，如缺陷，应力集中，残余应力等。不同点：1加载次数，疲劳多次，脆断一次。2裂纹扩展速度，疲劳慢，脆断快。 3温度的影响，疲劳小，脆断大。4断口形状，疲劳为疲劳辉纹，脆断为结晶状。疲劳的类型？高速疲劳应力疲劳 ：应力低，频率高，裂纹扩展速率小。低周疲劳应变疲劳 ：应力高，频率低，裂纹扩展速率大。疲劳强度和疲劳极限的概念？疲劳强度：疲劳曲线上对于某一循环次数N 的破坏应力为该循环次数下的疲劳强度。疲劳极限：疲劳曲线的水平渐近线为疲劳极限。影响焊接接头疲劳强度的因素。1应力集中的影响2近缝区金属性能变化的影响3残余应力的影响4缺陷的影响精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页
