第1章 焊接总论(第2讲)2011分解ppt课件.ppt

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1、第二讲1.2焊接变形与应力1.3焊接缺陷及其防止1.4焊接产品质量检验第1章焊接总论焊接工艺及设备概论1.2焊接变形与应力焊接完成后经常发现焊件结构形状和尺寸改变，甚至由于裂缝致使结构断裂。这类现象主要是由于焊接变形应力引起的。一般情况下，焊接应力对结构质量影响不大，但有时可引起裂缝及影响焊后机械加工精度；焊接变形则给装配工作带来困难，并增加了矫正工作量。1焊接变形与焊接应力的概念焊接应力按作用时间可分为焊接瞬时应力和焊接残余应力。焊接残余应力：焊后残留在焊件内的焊接应力。焊接变形：焊接时，焊件所产生的变形为焊接变形。焊接后，在焊件或结构中残留的变

2、形为焊接残余变形。焊接残余变形主要有收缩变形，弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。2焊接变形与应力产生的原因焊接时，焊件不均匀的局部加热及冷却是焊接变形和应力产生的根本原因。以平板对焊为例，若加热时因热膨胀而伸长不受周围金属限制，则其伸长自由进行。实际受周围金属阻碍，伸长不能实现，由此被加热部分受压应力，周围金属受拉应力。焊件冷却后，因被加热金属在加热时产生了压缩塑性变形，所以最后的长度比未被加热金属长度短些。金属件在均匀加热和冷却时的应力和变形（a）焊接加热时（b）焊接冷却后3焊接应力与焊接变形之间的关系（1）焊接应力分布和焊接变形大小取决于

3、材料的线膨胀系数、弹性模量、屈服点、焊件的形状尺寸、材料的物性参数以及焊接参数等因素有关。（2）在焊接结构中，焊接应力和焊接变形同时存在，又相互制约。变形小而应力却增加了；反之，是焊接应力减小，要允许焊件有一定程度的变形。这要根据具体情况而定，以减少应力为主，还是减少变形为主。（3）生产中，要求焊接结构既不能有较大的焊接变形，又不允许有较大的焊接应力。4焊接变形的基本形式（1）纵向及横向的尺寸收缩变形，它是由于焊缝及近焊缝区纵向和横向收缩引起，具体表现在结构长度、宽度缩短（2）工件的弯曲，若焊缝分布在钢板一侧，则引起钢板弯曲。（3）扭曲、角变形，当

4、焊缝在钢板厚度方向分布不均匀或上下焊缝不是同时焊接时，都会引起扭曲或角变形。常见焊件变形的类型（a）缩短变形（c）弯曲变形（b）角变形（d）扭曲变形（e）波浪变形常见焊件变形的类型5预防和减少焊接变形和应力的措施预防和减少焊接变形和应力主要有两方面：结构设计合理采取正确的焊接工艺（1）选择正确的焊接程序a）收缩量大的焊缝应该先焊。如：一个结构中，既有对接焊缝，又有角接焊缝，则应先焊对接焊缝，后焊角焊缝。（b）采用对称焊接程序例如双V型坡口，能有效减少焊缝变形。（c）长焊缝焊接时，应注意焊接方向和顺序例如：平板的拼焊（2）反变形法反变形法即：预先将焊

5、件在变形相反的方向加以弯曲，以抵消因焊接后收缩所产生的变形，例如平板的反变形。（a）焊前反变形（b）焊后（3）固定法、预热法、焊后热处理固定法：焊接前将焊件固定，可减少焊后变形。固定方法很多，且焊接时不必过分考虑焊接程序。预热法：预热目的是使焊接区的温度和结构温度差减少，以降低焊接变形和抗力，对于可焊性差的材料常用此法，如中碳钢、铸铁、特殊钢等。对钢焊件，预热温度一般为100~350℃。焊后热处理：消除应力退火是消除焊接应力的有效方法，对于重要结构和精密构件，都可以使用该方法。1.3焊接缺陷及其防治焊接是大型安装工程建设中的一项关键工作，其质量的好

6、坏、效率的高低直接影响工程的安全运行和制造工期。结合工程建造期间的施工管理经验，在人员、设备材料、标准文件和环境等方面加强焊接管理，有针对性地采取严格措施，可确保焊接质量优良，确保优质焊接工程的实现。几种质量较好的焊缝超级钢激光焊接接头板厚3mm，线能量为180J/mm超级钢等离子弧焊接接头板厚3mm，线能量为830J/mm1.3.1常见的焊接缺陷1、外观缺陷：外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。1外观缺陷A、咬边沿着焊缝边

7、缘在母材部分形成的低于基体表面的凹陷或沟槽,是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。咬边的原因及后果原因：是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。后果：咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。B焊瘤焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤.原因：焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。后果：焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺

8、陷,易导致裂纹。同时,焊瘤改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。焊瘤的形