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《焊接變形、應(yīng)力和強(qiáng)度》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、焊接工藝問答??七、焊接變形、應(yīng)力和強(qiáng)度1試述焊接殘余變形的種類。焊接過程中焊件產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。焊后，焊件殘留的變形稱為焊接殘余變形。焊接殘余變形有縱向收縮變形、橫向收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形和波浪變形等共六種，見圖1，其中焊縫的縱向收縮變形和橫向收縮變形是基本的變形形式，在不同的焊件上，由于焊縫的數(shù)量和位置分布不同，這兩種變形又可表現(xiàn)為其它幾種不同形式的變形。2焊件在什么情況下會(huì)產(chǎn)生縱向收縮變形？焊件焊后沿平行于焊縫長(zhǎng)度方向上產(chǎn)生的收縮變形稱為縱向收縮變形。當(dāng)焊縫位于焊件的中性軸上或數(shù)條焊縫分布在相對(duì)中性軸的對(duì)稱位置上，焊后焊
2、件將產(chǎn)生縱向收縮變形，其焊縫位置見表1。焊縫的縱向收縮變形量隨焊縫的長(zhǎng)度、焊縫熔敷金屬截面積的增加而增加，隨焊件截面積的增加而減少，其近似值見表2。表2焊縫縱向收縮變形量的近似值（mm/m）對(duì)接焊縫連續(xù)角焊縫間斷角焊縫0.15～0.30.2～0.40～0.1注：表中所表示的數(shù)據(jù)是在寬度大約為15倍板厚的焊縫區(qū)域中的縱向收縮變形量，適用于中等厚度的低碳鋼板。3試述焊縫的橫向收縮變形量及其計(jì)算。焊件焊后在垂直于焊縫方向上發(fā)生的收縮變形稱為橫向收縮變形，橫向收縮變形量隨板厚的增加而增加。低碳鋼對(duì)接接頭、T形接頭和搭接接頭的橫向收縮變形量，見表3、表4。
3、?對(duì)接接頭橫向收縮變形量的近似計(jì)算公式，見表5。表5對(duì)接接頭橫向收縮變形量的近似計(jì)算公式坡口形式橫向縮短量計(jì)算公式Y(jié)形雙Y形△L橫=0.1δ①+0.6△L橫=0.1δ+0.4①δ——板厚（mm）。當(dāng)兩板自由對(duì)接、焊縫不長(zhǎng)、橫向沒有約束時(shí)，橫向收縮變形量要比縱向的大得多。4焊件在什么情況下會(huì)產(chǎn)生彎曲變形？如果焊件上的焊縫不位于焊件的中性軸上，并且相對(duì)于中性軸不對(duì)稱（上下、左右），則焊后焊件將會(huì)產(chǎn)生彎曲變形。如果焊縫集中在中性軸下方（或下方焊縫較多）則焊件焊后將產(chǎn)生上拱彎曲變形；相反如果焊縫集中在中性軸上方（或上方焊縫較多），則焊件焊后將產(chǎn)生下凹彎曲
4、變形。又如果焊件相對(duì)焊件中性軸左、右不對(duì)稱，則焊后將產(chǎn)生旁彎，焊件產(chǎn)生彎曲變形的焊縫位置，見表6。5試述焊件產(chǎn)生角變形的原因及其數(shù)值。焊接時(shí)，由于焊接區(qū)沿板材厚度方向不均勻的橫向收縮而引起的回轉(zhuǎn)變形稱為角變形見圖1b。產(chǎn)生角變形的原因是，焊縫的截面總是上寬下窄，因而橫向收縮量在焊縫的厚度方向上分布不均勻，上面大、下面小，結(jié)果就形成了焊件的平面偏轉(zhuǎn)，兩側(cè)向上翹起一個(gè)角度。電渣焊縫由于焊縫厚度均勻，所以焊后焊件基本上不產(chǎn)生角變形。有色金屬和薄板，由于焊接過程中熔池承托不住焊件的重量，使兩側(cè)板下垂，結(jié)果會(huì)引起相反方向的角變形。低碳鋼對(duì)接接頭在自由狀態(tài)下
5、，焊后角變形的實(shí)驗(yàn)值，見表7。6試述波浪變形和扭曲變形產(chǎn)生的原因。⑴波浪變形焊后構(gòu)件產(chǎn)生形似波浪的變形稱為波浪變形。薄板對(duì)接焊后，存在于板中的內(nèi)應(yīng)力，在焊縫附近是拉應(yīng)力，離開焊縫較遠(yuǎn)的兩側(cè)區(qū)域?yàn)閴簯?yīng)力，如壓應(yīng)力較大，平板失去穩(wěn)定就產(chǎn)生波浪變形，見圖1d。此外，當(dāng)焊件上的幾條角焊縫靠得很近時(shí)，由每角焊縫所引起的角變形連貫在一起也會(huì)形成波浪變形，見圖2。波浪變形通常產(chǎn)生在薄板結(jié)構(gòu)中。⑵扭曲變形構(gòu)件焊后兩端繞中性軸相反方向扭轉(zhuǎn)一角度稱為扭曲變形，見圖1e。如果構(gòu)件的角變形沿長(zhǎng)度上分布不均勻和縱向有錯(cuò)邊，則往往會(huì)產(chǎn)生扭曲變形。如圖3a所示工字梁的四條角焊
6、縫在定位焊后不采用適當(dāng)夾具，按圖3b所示的焊接方向（相鄰焊縫反向）進(jìn)行焊接，這時(shí)角變形沿著焊縫長(zhǎng)度逐漸增大，使構(gòu)件扭轉(zhuǎn)，即構(gòu)件扭轉(zhuǎn)，即產(chǎn)生扭曲變形。7如何利用合理的裝配焊接順序來控制焊接殘余變形？不同的構(gòu)件形式應(yīng)采用不同的裝配焊接方法。1）結(jié)構(gòu)截面對(duì)稱、焊縫布置對(duì)稱的焊接結(jié)構(gòu)，采用先裝配成整體，然后再按一定的焊接順序進(jìn)行生產(chǎn)，使結(jié)構(gòu)在整體剛性較大的情況下焊接，能有效地減少彎曲變形。例如，工字梁的裝配焊接過程，可以有兩種不同方案，見圖4。若采用圖4b所示的邊裝邊焊順序進(jìn)行生產(chǎn)，焊后要產(chǎn)生較大的上拱彎曲變形；若采用圖4c所示的整裝后焊順序，就可有效地
7、減少彎曲變形的產(chǎn)生。2）結(jié)構(gòu)截面形狀和焊縫不對(duì)稱的焊接結(jié)構(gòu)，可以分別裝焊成部件，最后再組焊在一起見圖5。圖5b所示的方案由于焊縫1離中性軸距離較大，所以彎曲變形較大，而圖5a所示的焊縫1的位置幾乎與上蓋板截面中性軸重合，所以對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的彎曲變形沒有影響。8如何利用合理的焊接順序來控制焊接殘余變形？⑴對(duì)稱焊縫采用對(duì)稱焊接當(dāng)構(gòu)件具有對(duì)稱布置的焊縫時(shí)，可采用對(duì)稱焊接減少變形。如圖4所示工字梁，當(dāng)總體裝配好后先焊焊縫1、2，然后焊接3、4，焊后就產(chǎn)生上拱的彎曲變形。如果按1、4、2、3的順序進(jìn)行焊接，焊后彎曲變形就會(huì)減小。但對(duì)稱焊接不能完全消除變形，因?yàn)?/p>
8、焊縫的增加，結(jié)構(gòu)剛度逐漸增大，后焊的焊縫引起的變形比先焊的焊縫小，雖然兩者方向相反，但并不能完全抵消，最后仍將保留先焊焊縫的變形方向。⑵
