《焊接结构学绪论》PPT课件

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1、授课教师：王佳杰授课时间：2010年秋季学期所在单位：材料与化学工程系焊接结构学自我简介1975年8月出生职称：工程师资质：国际焊接工程师、ISO国际质量认证内部审核员及中国金属材料金相检验员2008年3月-至今攻读哈尔滨工业大学焊接博士研究生负责参与省部级科研课题项目三项,约500万负责和参与实际工程项目，约1000万在EI及国家核心期刊发表过的论文10余篇科研成果荣获省部级一等奖一项，三等奖一项论文荣获省三等奖一项课程教学大纲的介绍-课程主要内容1.绪论焊接结构的特点构件焊接性含义失效事故危害性的概述2.焊接热过程介绍基本概念及基本原理焊接温度场及焊接热循环3.焊接应力与焊接变形内应力的产

2、生焊接应力与变形的形成过程焊接应力与变形的类型焊接应力与变形的测量和调控4.焊接接头焊接接头的一般性能焊接接头工作应力分布和工作性能焊接接头的静载强度计算5.焊接结构的脆性断裂金属材料断裂及其影响因素材料断裂的评定方法焊接结构抗裂和止裂评定方法预防焊接结构脆断的措施课程教学大纲的介绍-课程主要内容6.焊接接头与结构的疲劳强度疲劳失效特征疲劳试验及疲劳图疲劳强度的物理过程和断口特征疲劳强度的计算标准影响疲劳强度的因素提高焊接接头疲劳强度的措施断裂力学在疲劳裂纹扩展研究中的应用7.焊接结构的类型及其力学特点焊接结构的基本类型焊接结构的力学特征焊接结构事例分析8.焊接结构设计焊接结构设计的一般原则焊

3、接结构设计实例9.焊接结构的失效分析(补充的内容)失效分析的思路与分析方法焊接结构失效特征及分析焊接缺欠的评定实例课程教学大纲的介绍-主要参考文献《焊接结构学》方洪渊编著，机械工业出版社，2008.4《焊接工程师》方洪渊编著，机械工业出版社，2008.4《焊接工程缺欠分析与对策》陈伯蠡编著，机械工业出版社，1998.1《焊接结构断裂行为及评定》霍立兴编著，机械工业出版社，2000.6《断裂韧性测试》褚武扬等编著，科学出版社，1979《焊接结构无损检测技术》李生田编著，机械工业出版社，2000.5第一章绪论—焊接的重要性重要的先进制造技术焊接已在金属结构制造中几乎全部取代了铆接。机械制造业，以整

4、铸整锻大型毛坯改成了焊接结构目前，世界主要工业国家生产的焊接结构占到钢产量的50-60％。绪论-焊接结构的重要性航天：不锈钢、铝合金、钛合金制造发动机、高压容器（前苏联大推力火箭发动机-钛合金，KM6-不锈钢）航空：波导、雷达、铝合金、铜合金、高温合金舰船：超高速舰艇45-50m/s（采用钛合金或15-5PH，氩弧焊）核潜艇：高强钢大量使用（980钢，300m）；俄国，钛合金，1000m桥梁：九江长江大桥、西陵长江大桥、南浦大桥、杨浦大桥等为高强钢结构压力容器：如600MW核电站压力壳，壁厚256mm，热壁加氢反应器壳体，厚度210mm，采用机器人焊接工程机械：汽车、摩托车、自行车绪论-焊接结

5、构的重要性KM6真空容器制造安装技术绪论-焊接结构的重要性(1)材质为0Cr18Ni9(2)主容器:立式圆柱形，直径12m，高22.4m。壁厚22mm。(3)辅容器:卧式圆柱形，直径7.5m，长15m，壁厚20mm。绪论-焊接结构的重要性制造难度KM6真空容器是空间环境模拟器的核心设备。其结构复杂，建设周期短，制造安装技术难度大。KM6真空容器结构庞大，无法整体运输，主要大件最终成形和组焊，机械加工必须在现场进行。变形控制方案采用预留间隙控制周长、分段退焊、短段加分段退焊及下厚上薄的焊接工艺控制法兰面外变形和面内角变形的方案。为制定正确的容器装配焊接顺序和工艺过程，进行了相应的数值模拟，最终成

6、功地控制了焊接变形。保证了容器的精度和真空密封，焊接变形控制技术方面达到了国际先进水平，真空试验一次调试合格，真空度指标优于美国和俄罗斯，经三次“神舟”号飞船测试实际证明，完全满足使用要求。其中，直径12m精加工大法兰焊后平面度小于0.10mm/m，法兰整体平面度1.57mm/m，其焊接精度达到国际领先水平。绪论-焊接结构的重要性存在的问题529厂焊制的返回舱初样C1焊接变形严重超差，使其重返大气层的隔热层无法与其粘合，控制焊接变形及焊接应力分布成为921－3返回舱研制过程中重大技术关键。变形控制方案将整体结构合理划分为部件焊接优化部件组焊次序采用低应力少变形焊接技术采用合理的工装夹具、板组件

7、整体热处理焊后采用焊缝逐点挤压、风动锤击等矫形技术焊接变形控制质量达到俄罗斯“联盟”号飞船的先进水平，即研究工作达到国际先进水平。“921”工程绪论-焊接结构的重要性“联盟”号载人飞船结构轨道舱结构绪论-焊接结构的重要性装甲厚板铝合金炮塔1.1焊接结构的特点优点:与铆接、螺栓联接、铸造和锻造的结构相比(1)焊接接头强度高达到或高于母材钻孔工作截面承载下降20%(2)焊接结构设计灵活性大几何形状壁厚