焊接結構學複習重點

第一章緒論

焊接機構的優點：（1）焊接接頭強度高（2）焊接結構設計靈活性大：焊接結構的幾何形狀不受限制；焊接結構的壁厚不受限制；焊接結構的外形尺寸不受限制；可利用標準或非標尊型材組焊形成所需要的結構；採用焊接的方法可實現異種材料的連線；焊接還可與其他工藝方法聯合使用。

（3）焊接接頭密封性好（4）焊前準備工作簡單（5）易於結構的變更和改型（6）焊接結構的成品率高。

焊接結構的不足之處：（1）存在較大的焊接應力和變形（2）對應力集中敏感（3）焊接接頭的效能不均勻

材料的焊接適應性；設計的焊接可靠性；製造的焊接可行性。

焊接殘餘應力和焊接變形是焊接性的重要組成部分，它影響到冷、熱裂紋的產生，影響使用效能並妨礙製造過程。

構件焊接性可理解為所需要的強度效能

焊接結構的效能和質量問題涉及到三個主要方面，即熱場（溫度場）、應力和變形場以及顯微組織狀態場。

第三章焊接應力與變形

所謂內應力是指在沒有外力的條件下平衡於物體內部的應力。內應力是普遍存在的。

內應力按其分布範圍的不同可以分為三類：巨集觀內應力，其平衡範圍很大，可以和物體的尺度相比較；微觀內應力，其平衡範圍比前者要小得多，僅相當於晶粒的尺度；超微觀內應力，其平衡範圍更小，氣大小可與晶格尺度來比量。

「熱脹冷縮」是自然界中普遍存在的一種物理現象。物體受熱後會膨脹、冷卻後會收縮，也就是說，溫度的變化會使物體產生變形。如果物體的「脹」、「縮」變形是自由的，即變形不受約束，則說明變形是溫度變化的唯一反映；如果這種變形受到約束，就會在物體內部產生應力，這種應力稱為溫度應力或熱應力。

熱應力是由於構件不均勻受熱所引起的。

此應力是在溫度均勻後殘存在桿件中的，因此稱之為殘餘應力。

如果材料在受熱過程中發生相變，並且相變造成材料的比體積發生變化，因而也會造成體積變化，即產生變形。這種相變所帶來的體積變化如果受到限制，也會產生新的內應力，這種內應力即為相變應力。當溫度恢復到初始的均勻狀態後，如果相變產物仍然保留，則相變應力也將保留，並形成殘餘應力，即相變殘餘應力。

當金屬物理的溫度發生變化或發生相變時，它的形狀和尺寸就要發生變化。如果這種變化沒有受到外界任何阻礙而自由進行，這種變形就稱之為自由變形。自由變形的大小稱為自由變形量，單位長度上的自由變形量稱之為自由變形率。

當桿件的伸長受阻礙，使其不能完全自由變形時，變形量只能部分表現出來，則將表現出部分變形稱為外光變形或可見變形。

未表現出來的那部分變形，稱之為內部變形，記為⊿l。

若允許其自由收縮，桿件中也不存在內應力，但桿件的最終長度將比初始長度縮短⊿lp（塑形變形量）。

長板條單側加熱：在板條的一側加熱，則在板條中產生一側高而另一側低的不均勻溫度場。

在焊接過程中所發生的應力和變形被稱為暫態或瞬態的應力變形，而在焊接完畢和構件完全冷卻後殘留的應力和變形，稱之為殘餘或剩餘的應力變形。

焊接殘餘變形是指焊後殘餘於結構中的變形。焊接變形可發生於結構板材的某一平面內，稱為麵內變形，也可以發生於平面之外，稱為麵外變形。焊接殘餘變形主要有以下幾種表現形式：（1）縱向收縮變形

（2）橫向收縮變形（3）撓曲變形（4）角變形（5）波浪變形（6）錯邊變形（7）螺旋形變形

第四章焊接接頭

在焊件需連線的部位，用焊接方法製造而成的接頭稱為焊接接頭，一般簡稱接頭。最廣泛的是熔焊焊接接頭。

熔焊焊接接頭是在高溫移動源區域性加熱、快速冷卻條件下形成的。分為焊縫金屬、溶合區、熱影響區和母材四部分。

焊接接頭是個不均勻體。

焊接接頭效能的主要因素：乙個是力學方面的影響因素，另乙個是材質方面的影響因素。

焊縫是構成焊接接頭的主題不分，對接焊縫和角焊縫是焊縫的兩種基本形式。

第五章焊接接頭的脆性斷裂

按照斷裂前塑性變形的大小，可將斷裂分為延性斷裂（也稱為甦醒斷裂和韌性斷裂）和脆性斷裂兩種。

通常脆性斷裂係指沿一定結晶面的劈裂的解理斷裂（包括半解理斷裂）及晶界（沿晶）斷裂。解理是沿晶內一定結晶學平面分離而形成的斷裂，是一種晶內斷裂，這個結晶學平面就稱為解理面。金屬材料在一定條件下，例如低溫、高應變速率及高應力集中的情況下，當應力達到一定數值時，就會發生解理斷裂。

解理斷裂的巨集觀斷口平整，一般與主應力垂直，沒有可以覺察到的塑形變形，斷口有金屬光澤，金屬材料實際是由取向不同的多晶體組成，因此各晶粒中的解理面（總是沿晶內原子排列密度最大的晶面）不可能在同一平面，故在強光下斷口上可以觀察到閃閃發光的顆粒，常稱為晶狀斷口。

第六章焊接接頭和結構的疲勞強度