2焊接接头及其工作应力分布

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1、焊接结构课件-13-第三章焊接接头1、焊缝和焊接接头的基本概念、基本形式及其表示方法：⒈焊接方法类别焊接方法大致可以分为熔焊、压焊、钎焊三大类，近百种。国标GB5185-85对焊接方法作了比较细致的分类，并给每种方法规定了一个数字类别代号。例如：1是电弧焊，11是无气体保护电弧焊，111是手工电弧焊，12是埋弧焊，21是点焊，971是气体钎焊，972是电弧钎…等等。焊我们重点讲熔焊。⒉熔焊焊缝由焊缝金属、熔合线、热影响区和母材组成。有两个基本类型：㈠对接焊缝：将焊接接头相连接的界面加工成一定的剖口，直接连接起来的焊缝称为对接焊缝。根据不同板厚和接头形式，国

2、标985-88规定了29种不同的手工电弧焊和气体保护电弧焊对接焊缝的剖口形式与尺寸，国标986-88规定了32种不同的埋弧焊对接焊缝的剖口形式与尺寸可供选择。归纳起来，剖口形式可分为I形、V形、单边V形、U形、J形等5种基本类型，由它们可组成14种不同类型的剖口：剖口的选择主要考虑：⑴要减小焊接材料的消耗量；⑵要保证可焊到性；⑶要便于剖口加工；⑷要减小焊接变形。㈡角焊缝：不开剖口，在焊接接头非接触界面之间连接起来的焊缝称为角焊缝。用符号‘’表示角焊缝。对接接头未焊透的焊缝，计算强度时，按角焊缝对待。角焊缝的截面形状如图3-14。4种形式各适合于不同的情况。

3、静载情况下，一般用a)；承受动载、疲劳载荷，应该用b)；角接头角部的焊缝用c)；d)的形式长边与主载荷方向一致，可减小应力集中，提高接头的承载能力。⒊焊接接头的基本类型常见的形式有4种，黎明-13-焊接结构课件-13-㈠对接接头从力学角度出发，它是最佳的接头形式。理应尽量采用。㈡搭接接头应力集中比较严重，不适于动载、疲劳载荷条件下工作，但它准备简单，装配容易，仍在许多情况下广泛采用。槽焊、塞焊、电铆焊、锯齿焊等搭接形式，主要用于背面不能施焊的情况下。㈢丁字、十字接头常见的形式见图3-24，3-25㈣角接头主要用于箱形构件上。常见的形式见图3-26⒋焊接接头

4、在图纸上的表示方法：黎明-13-焊接结构课件-13-㈠焊缝符号按国标GB7093.2的规定绘制。㈡基本符号它是表示焊缝剖口剖面形状的符号，按GB985-88,GB986-88绘制。㈢剖口尺寸符号国标GB324-88中规定了16个相关尺寸符号：剖口深度H、角度α、剖口面角度β、间隙b、钝边p、根部半径R和板厚δ、缝宽c、余高h、有效缝厚s、焊脚k、焊核直径d、断续焊缝长l、缝距e、段数n、相同焊缝数量N。尾部标注焊接工艺方法时，随后的相同焊缝数字前加字母N。如：下左图的焊缝符号表明，先用手工电弧焊（111）焊接箭头指处7mm深50°角的半V形剖口，1mm间隙

5、的封底角焊缝，角焊缝的焊脚8mm，焊缝表面呈凹心圆滑过渡；然后，在箭头的另一侧（虚线），用埋弧焊盖面，焊缝形式为带2mm钝边的J形剖口，根部圆角9mm，剖面角度20°，根部间隙1mm，焊缝余高1mm，如右侧图所示。工件左右两侧，有两个相同的焊缝。⒌影响焊接接头力学性能的主要因素：材质、工艺、缺陷、应力变形、应力集中…等。黎明-13-焊接结构课件-13-1、焊接接头的不均匀性：⒈成分、组织不均匀：焊缝金属与母材相比，多为高纯度的优质韧性材料。从焊缝中心向外到母材，金相组织不断变化：焊缝中心晶粒较细的等轴晶粒→粗大的树枝状铸造组织→熔合线外粗大的过热组织→晶粒

6、较细的重结晶区→粗大的再结晶区→细晶粒轧制母材。见上页示意图、下图。上图是焊缝中心区，下图是熔合线内侧；右两图，采用随焊冲击碾压技术，细化了晶粒。⒉从焊缝到母材，金属的力学性能（强度、塑性、韧度）在不断变化。见图3-4，3-3。⒊从焊缝到热影响区、母材，表面和内部各有不同程度的缺陷和表面形状…等各种变化。气孔、夹杂、疏松、未焊透、未熔合、裂纹、焊趾处的外形突变、热应变脆化…等。黎明-13-焊接结构课件-13-⒋热影响区的热塑变脆化应力集中和缺陷的存在，在焊缝冷却收缩过程中，会产生较大的塑性变形和硬化，若与400～200℃（兰脆温度）的变形时效硬化（热应变脆

7、化）叠加，是很危险的。⒌接头表面形状的突然变化和工作应力的不均匀性由于表面形状突变，引起应力集中，工作应力分布不均，会降低接头的承载能力。1、低组配焊接接头的力学性能低组配焊接接头适合于高强材料的焊接，追求的是接头和母材等强度，而非焊缝和母材等强度。这有工艺性好、韧性高…等优点。黎明-13-焊接结构课件-13-§3-2焊接接头的工作应力分布和工作性能1、应力集中的概念应力集中系数ＫT等于截面中最大工作应力σmax与平均工作应力σm　的比值。　　即：ＫT＝σmax／σm　2、熔焊接头的工作应力分布和工作性能⒈对接接头的工作应力分布黎明-13-焊接结构课件-1

8、3-⒉正面搭接接头的工作应力分布黎明-13-焊接结构课件-13-⒊