1.優點6:焊接接頭強度高;焊接結構設計靈活性大;焊接接頭密封性好;焊前準備工作簡單;易於結構的變更和改型;焊接結構的成品率高.
缺點3:存在較大的焊接應力和變形;對應力集中敏感;焊接接頭的效能不均勻.[焊接結構:
將各種經過軋制的金屬材料或鑄鍛等坯料採用焊接方法製成能承受一定的載荷的金屬結構.]*熱應力是由於構件不均勻受熱所引起的.
2.焊接殘餘應力的分類6:縱向殘餘應力;橫向殘餘應力;厚板中的殘餘應力;拘束狀態下焊接的內應力;封閉焊縫引起的內應力;相變應力.
縱向殘餘應力的分布:焊縫較長時,在焊縫中段會出現乙個穩定區,兩端應力過渡區;較短時,應力穩定區消失,僅存在過渡區.橫向殘餘應力產生原因:
直接:焊縫冷卻時的橫向收縮;間接:焊縫的縱向收縮.
縱向收縮的影響:兩端受壓,中間受拉;橫向收縮的影響:先焊接的部分先冷卻並恢復彈性,會對冷卻後的部分的橫向收縮產生阻礙作用,因而產生橫向應力.
3.焊接殘餘應力的影響5:1內應力對靜載強度的影響:
塑性好的材料內應力不影響其靜載強度,對脆性材料有影響,會降低其靜載強度;2內應力對剛度的影響:剛度下降;3內應力對桿件受壓穩定性的影響:使截面慣性矩大大下降,降低構件的有效承載面積,更易發生失穩;4內應力對構件精度和尺寸穩定性的影響;5內應力對應力腐蝕開裂的影響.
4.焊接殘餘變形的分類:7縱向收縮變形;橫向收縮-;撓曲-;角-;波浪-;錯邊-;螺旋形-.
5.焊接變形的危害影響:(1)需要進行校正,耗工耗時,而有時變形太大,造成廢品;(2)增加了機械加工工作量,同時也增加了材料消耗;(3)影響構件的美觀和尺寸精度,並且還可能降低結構的承載能力,引發事故.
6.縱向收縮引起的撓曲變形:焊縫在構件中的位置不對稱;焊接順序不恰當.通過變化組焊的順序有可能對撓曲變形進行調整.
7.焊接錯邊:是指兩被連線工件相對位置發生變化,造成錯位的一種幾何不完善性.
產生原因:裝配不當;焊接過程出現問題(熱輸入不平衡);焊縫兩側的工件剛度的差異.
8.焊接殘餘應力的測量:
1.破壞性測量:通過完全切除或部分切除構件的區域性材料,測量被釋放的應變,根據胡克定律計算殘餘應力.
(1)單軸焊接殘餘應力的測量:切條法;彈性變形法.(2)雙軸:
①切塊法;②鑽孔法;③盲孔法;④套孔法.(3)三軸:套取芯棒測量法.
2.焊接殘餘應力的非破壞性測量:(1)x射線衍射法;(2)中子衍射法.3.相似關係:縮小模型.
9.焊接殘餘應力與變形的調控措施：
1.焊前措施:(1)合理地選擇焊縫的形狀和尺寸.
(應遵循的原則是:盡可能使焊縫長度最短;盡可能使板厚小;盡可能使焊腳尺寸小;斷續焊縫和連續焊縫相比,優先採用斷續焊縫;角焊縫與對接焊縫相比,優先採用角焊縫以及複雜結構最好採用分部組合焊接)(2)盡量避免焊縫的密集與交叉(3)合理地選擇肋板的形狀並適當地安排肋板的位置(4)採用壓形板來提高平板的剛性和穩定性,也可以減小焊接量和減小變形.(5)預變形法或反變形法.
2.焊後措施:(1)機械方法;(2)加熱方法.
3.隨焊措施:(1)剛性固定法:
在沒有反變形的情況下,通過將構件加以固定來限制焊接變形.這種方法只能在一定程度上減小撓曲變形,但可以防止角變形和波浪變形;(2)減小焊縫的熱輸入;(3)合理安排裝配焊接的順序;(4)預拉伸法;(5)焊時溫差拉伸法;(6)隨焊激冷法;(7)隨焊碾壓法;(8)隨焊鎚擊法;(9)隨焊衝擊碾壓法.不均勻加熱是導致產生焊接應力和變形的根本原因.
10.火焰矯形:所謂火焰矯形,就是利用火焰區域性加熱時產生的壓縮收縮變形使較長的金屬在冷卻後收縮,來達到矯正變形的目的.
火焰成形:利用火焰區域性加熱把平直的鋼板彎曲成各種曲面,這種方法在生產上稱為火焰成形或水火彎板.
11.接頭(連線,傳遞)一般可分為焊縫金屬、熔合區、熱影響區和母材四個組成部分.
12.焊接接頭的力學效能與母材和焊縫二者之間的強度匹配有關,焊縫金屬強度比母材強度高的稱為高組配接頭,比母材強度低的稱為低組配接頭.
13.對接焊縫開坡口的根本目的是為了焊透金屬,以便確保接頭的質量及經濟性.坡口形式的選擇主要取決於板材厚度、焊接方法和工藝過程.
坡口形式:卷邊;平對接;v形;u形;x形;k形.坡口選擇的考慮因素:
可焊到性或便於施焊;降低焊接材料的消耗量;坡口易加工;減小或控制焊接變形.坡口角度的大小與板厚和焊接方法有關,其作用是使電弧能深入根部使根部焊透.坡口角度越大,焊縫金屬量越多,焊接變形也會增大,一般坡口角度選60°左右.
14.角焊縫截面形狀分類:平角焊縫;凹角焊縫;凸角焊縫;不等腰角焊縫.按其承載方向分類:焊縫與載荷相垂直的正面角焊縫;與載荷相平行的側面角焊縫;與載荷傾斜的斜向角焊縫.
15.各種截面形狀角焊縫的承載能力與載荷性質有關.靜載時,如母材金屬塑性良好,角焊縫的截面形狀對承載能力沒有顯著影響;動載時,凹角焊縫比平角焊縫的承載能力高,凸角焊縫的最低.
不等腰角焊縫,長邊平行於載荷方向時,承受動載效果較好.
16.焊接接頭的基本形式及特點:
(1)對接接頭;特點:受力好,裝配要求高.是比較理想的接頭形式,焊縫承受較低的正應力,不好裝配,裝配要求較高,便於施焊,易達到強度要求.
(2)搭接接頭;特點:受力差,裝配要求簡單.應力分布不均勻,疲勞強度較低,不是最理想的接頭形式,但好裝配,最常見的是角焊縫組成的搭接接頭.
(3)t形接頭;特點:能承受各種方向的力和力矩,受力差,經濟合算,疲勞強度高.
(4)角接接頭.多用於箱形構件上.單面角焊縫的角接接頭承載能力差,主要起連線作用,雙面角焊縫是從內部加強,承載能力大.
17.焊接接頭產生應力集中的原因:1.焊縫中存在工藝缺陷;2.焊縫外形不合理;3.焊接接頭設計不合理.
18.焊接接頭產生應力集中的位置及減小應力集中措施:
(1)對接接頭:[餘高,過渡圓弧]由於餘高造成了構件表面不平滑,在焊縫與母材金屬的過渡處引起應力集中.措施:採用削平餘高或增大過渡圓弧半徑的措施來降低應力集中.
*對接接頭應力集中min;搭接接頭應力集中max.對接接頭是最好的接頭形式,不但靜載可靠,而且疲勞強度也較高.
(2)t形(十字)接頭:未開坡口(角):焊縫根部和焊趾處;開坡口(對):餘高,過渡圓弧.措施:開坡口焊透或採用深熔焊接方法進行焊接.
(3)搭接接頭:①正面角焊縫(正):焊根和焊趾.
為了減少彎曲應力,兩條正面角焊縫之間的距離應不小於板厚的4倍.②側面角焊縫(切,正):最大應力在兩端,中部應力最小,焊縫較短時,應力分布均勻,焊縫較長時,應力分布不均勻的程度就更大.
採用過長的側面角焊縫將使應力集中增加.一般規範規定側面角焊縫長度不得大於50k.
③正側聯合角焊縫(正,切)措施:採用聯合角焊縫的搭接接頭,不但可以改善應力分布還可以縮短搭接長度. (4)角接接頭:角焊縫,焊腳和焊趾.
19.應力集中對塑性材料的靜載強度沒有影響?答:
各種接頭電弧焊後,都有不同程度的應力集中.並不是在所有情況下應力集中都影響強度.當材料具有足夠的塑性時,結構在靜載破壞之前就有顯著的塑性變形,應力集中對其強度無影響.
20.焊點排數多於3排不合理,因為多於3排後,再增加焊點排數並不能明顯增加承載能力.
21.工作焊縫:該焊縫與被連線的元件是串聯的,承擔著傳遞全部載荷的作用,即焊縫一旦斷裂,結構就立即失效,這種焊縫稱為工作焊縫.
聯絡焊縫:該焊縫與被連線的元件是併聯的,它僅傳遞很小的載荷,主要起元件之間相互聯絡的作用,即焊縫一旦斷裂,結構不會立即失效,這種焊縫稱為聯絡焊縫.
22.影響金屬脆性斷裂的主要因素:
外因:應力狀態;溫度條件;載入速度.內因:材料狀態.
(1)應力狀態的影響:不同截面上產生不同的正應力σ和切應力τ.σmax,τmax及其比τmax/σmax與載入方式有關.
如果在σmax未達到正斷抗力前,τmax先達到屈服強度,則產生塑性變形,形成延性斷裂.如果在τmax達到屈服強度前,σmax首先達到正斷抗力則發生脆性斷裂;(2)溫度的影響:隨溫度降低,破壞方式從塑性破壞變為脆性破壞;(3)載入速度的影響:
提高載入速度能促使材料脆性破壞,其作用相當於降低溫度;(4)材料狀態的影響:①厚度的影響:厚板在缺口處容易形成三軸拉應力,使材料變脆;②冶金因素;③晶粒度的影響:
晶粒越細,轉變溫度越低;④化學成分的影響:鋼中的c、n、o、h、s、p增加鋼的脆性.
23.焊接過程給焊接接頭帶來的影響:(1)應變時效引起的區域性脆性;(2)金相組織改變對脆性的影響;(3)焊接缺陷的影響;(4)角變形和錯邊的影響(在焊接接頭中,角變形和錯邊都會引起附加彎曲應力,對結構脆性破壞有影響,尤其是對塑性較低的高強度鋼.
角變形越大,破壞應力越低."防裂焊縫".);(5)殘餘應力和塑性變形的影響;
24.預防焊接結構脆性斷裂的措施:
(1)正確選用材料:[具有合格的缺口韌性,1)焊縫、熱影響區、熔合線的最脆部位應有足夠的抗開裂效能,母材應具有一定的止裂效能;2)隨鋼材強度的提高,斷裂韌度和工藝性一般都有所下降,因此不宜採用比實際需要強度更高的材料]
(2)採用合理的焊接結構設計:①儘量減少結構或焊接接頭部位的應力集中;②盡量減小結構剛度,降低應力集中和附加應力的影響;③不採用過厚的截面;④重視附件或不受力焊縫的設計;⑤減小和消除焊接殘餘拉伸應力的不利影響.
25.影響焊接接頭疲勞強度的因素:(1)應力集中的影響;(2)近縫區金屬效能變化的影響;(3)殘餘應力的影響;(4)缺陷的影響;(5)材料的影響;(6)材料表面狀態.
26.焊接缺陷對疲勞強度的影響與缺陷的種類、尺寸、方向和位置有關.焊接缺陷的影響:
平面缺陷大於圓角;表面比內部影響大;與作用力方向垂直的平面缺陷的影響比其他方向的大;由於不同的材料具有不同的缺口敏感性,同樣尺寸的缺陷對不同材料焊接結構的疲勞強度的影響並不相同.隨著未焊透的增加,疲勞強度迅速下降.
43.提高焊接接頭疲勞強度的措施:(1)降低應力集中:
採用合理結構;採用應力集中係數小的焊接接頭形式;表面機械加工的方法;採用電弧tig或等離子束整形.(2)調整殘餘應力場:①整體處理:
整體退火;超載預拉伸.②區域性加熱處理③預先超載.(3)改善材料的表面效能:
表面強化處理:小輪擠壓,鎚擊焊道;噴丸處理.(4)特殊保護措施:
缺口表面塗敷,防腐蝕.
44.對接接頭的應力集中係數小,因而疲勞強度高[優先].盡量少採用角焊縫.焊縫形狀應平緩過渡.對接接頭→十字接頭(開坡口焊透)→未開坡口)→正面搭接接頭→側面搭接接頭.
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...
焊接結構學知識重點
第一章緒論 1 焊接結構的優點 1 焊接接頭係數大 2 水密性和氣密性好 3 重量輕，省材料 4 厚度基本不受限制 5 結構設計簡單 6 生產周期短，成本低。2 焊接結構的特點 1 焊接結構的應力集中範圍比鉚接結構大 2 焊接結構是非均勻體，焊接接頭具有較大的效能不均勻性 3 焊接結構具有較大的焊接...
焊接結構學 天大考綱
目錄a 鉚接 使用鉚釘連線兩件或兩件以上工件的連線形式。鉚接可分為三種 一是活動鉚接 剪刀，鉗子 結合件可以相互轉動。二是固定鉚接 角尺 三環鎖上的銘牌 橋梁建築 結合件不能相互活動，屬於剛性連線 三是密縫鉚接，鉚縫嚴密，不漏氣體 液體，屬於剛性連線。通俗的講鉚接就是指兩個厚度不大的板，通過在其部位...