焊接结构试验指导书

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1、实验一平板焊接变形的测量与分析一、实验目的⒈掌握平板收缩变形、挠曲变形及角变形的基本方法。⒉熟悉平板堆焊收缩变形、挠曲变形及角变形的产生原因和分布规律。⒊了解不同厚度、不同线能量对收缩变形、挠曲变形及角变形大小的影响。二、焊接设备、实验条件及测量工具和仪器㈠焊接方法及设备焊接方法：手工电弧焊、TIG自动焊焊接设备：交流弧焊机及其辅助设施焊接工装：随焊冲击控制焊接变形装置、旋转挤压控制焊接变形装置㈡实验条件⒈试件尺寸：2mm×150mm×300mm（Q235钢）6mm×150mm×300mm（Q235钢）2~4mm×150mm×300mm（LY12铝合金）⒉试件材料：Q235A

2、、⒊焊接规范：见下表板厚焊接电流2mm钢90A110A6mm钢170A190A2~4mm铝合金120A200A⒋测点分布如下图1、2所示图12mm板测点分布图26mm板测点分布6mm板：横向收缩、角变形以及挠曲变形均测。2mm板：只测角变形及挠曲变形。㈢测量工具与仪器测量仪器包括：⒈引伸仪；⒉游标卡尺；⒊钢板尺。三、测量方法1、横向收缩变形的测量横向收缩变形采用引伸仪来测量。引伸仪结构见图3。图3引伸仪结构示意图其中：⒈百分表；⒉铰链；⒊活动支腿；⒋固定支腿；⒌弹簧。对应图2中A、B、C、F、G、H六条横线，把引伸仪的活动支腿3放在竖线L上的洋冲孔内，拉动引伸仪，是活动支腿4

3、放在竖线P上对应的孔内，从百分表中读出焊前孔间距的原始数值B0，焊后测出间距数值B1。分别填入附表内，其差值即为焊接所引起的横向收缩变形值。由于上下表面收缩量不一样，取上下表面差值的平均值即为该位置的横向收缩变形值。2、挠曲变形的测量挠曲变形的测量采用带支腿的钢板尺和游标卡尺来测量。图4挠曲变形测量示意图如图4所示，1为带支腿的钢板尺，2为试件。使用游标卡尺分别测出焊前、焊后的高度h,分别记为h1、h2填入附表内，其差值即为焊接所引起的挠曲变形。对2mm板需测量图1中J、K、L、M、N、P、Q、R八条竖线上的挠曲变形。对6mm板需测量图2中J、L、M、N、P、R六条竖线上的挠

4、曲变形。3、角变形的测量与计算角变形的测量同样采用带支腿的钢板尺和游标卡尺来测量，但需进行计算。图5角变形的测量示意图如图5所示，可以分别计算出α1、α2。在h1、L1和h3、L2为定值时，只要测出h2、h4的值，就可以计算出α1、α2，也即可算出角度来。由于所用试件焊前不是绝对平整，焊前焊后均应测量，其差值即为焊接所引起的角变形。对2mm板要测量图1中A、B、C、D、E、F、G、H八条线上的角变形。对6mm板要测量图2中A、B、C、F、G、H六条线上的角变形。四、实验步骤及内容⒈了解测量收缩变形、挠曲变形及角变形的工具和方法。⒉对试件初始状态所有数据进行测量。⒊对2mm、6

5、mm板按表1中的两种规范各焊一块。⒋测量试件焊后的所有数据。⒌对测量结果进行分析。五、实验报告要求⒈按附表内容把测量数据或计算结果填入表内。⒉绘制出横向收缩变形沿板纵向的分布曲线，比较不同线能量时，横向收缩变形有何不同并分析其原因实验二焊接加热及冷却过程中接头动态弯曲变形的测量与分析一、实验目的(一)验证焊接纵向和横向变形的形成过程和影响因素，了解和掌握焊接变形的测量方法和仪器设备使用；(二)加深理解沿板条纵向边缘敷焊时，焊接纵向弯曲变形的动态过程，并深入了解焊接过程中瞬时弯曲挠度的变化规律；(三)测定结构因素及焊接线能量对于焊接弯曲挠度的影响。二、实验装置及实验材料(一)直

6、流(或交流)电焊机1台(二)板条夹持装置(自制)1套(三试验台(自制)1套(四百分表1台(五)钳形电流表(0～250A)1只(六电压表(0～75V)1只(七)低碳钢板(经500—600℃，保温4～6h高温回火)40×60×10ｍｍ2块40×80×10ｍｍ2块40×100×10ｍｍ2块(八)电焊条结422φ4ｍｍ30根试验台示意图三、实验原理将板条一端刚性固定，并沿上侧边缘敷焊纵向焊道，则在整个焊接加热及冷却过程中，板条将产生纵向弯曲，并且弯曲挠度的大小和符号又将不断地发生变化(图1)。在板条长度Ｌ保持不变时，板条宽度ｈ对于焊接加热及冷却过程中弯曲挠度ｆ的变化有明显影响(图2)

7、。板宽ｈ增大时，板条的抗纵向弯曲惯性矩Ｊ或ＥＪ亦增大，因而使板条无论在加热过程中还是冷却后的最大纵向弯曲挠度值都减小。图１沿板边缘敷焊时的板条弯曲变形图２板条宽度ｈ对于弯曲变形的影响焊接线能量的变化对于板条的弯曲挠度具有不可忽视的影响(图3)。随着Ｉ焊的增大，焊接加热过程中的板条最大弯曲挠度不断地增加；但在冷却过程中，由于板条金属受热塑变区尺寸及沿板条宽度方向的温度分布这两个因素的综合影响，板条的瞬时弯曲挠度和冷却终了的残余弯曲挠度与Ｉ焊之间并不是单调的线性关系。因此，当Ｕ弧及Ｖ焊均保持不变时，焊接电流