焊接应力与变形ppt课件.ppt

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1、第3章焊接应力与变形3.1焊接应力与变形内力----物体受到外力作用或加热引起物体内部之间相互作用的力，称内力。单位截面积上的内力称为应力。内应力----在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力。按产生原因分类有：热应力、相变应力、塑变应力。2021/8/31热应力----是指在加热过程中，焊件内部温度有差异所引起的应力，故又称温差应力。相变应力----是指在加热过程中，局部金属发生相变，使比容增大或减小而引起的应力。塑变应力----是指金属局部发生拉伸或压缩塑性变形后引起的内应力。2021/8/311.温度应力—由于不

2、均匀受热2021/8/312.变形弹性变形塑性变形自由变形非自由变形（包括外观变形和内部变形）。弹性变形、自由变形----应力为0，变形为0；塑性变形----理想状态应力为0，变形为0；否则不为0。2021/8/311自由变形LT=0L0(T1-T0)LT——自由变形量；L0——原长；0——金属材料的线胀系数；T1——加热的温度；T0——原始温度。2021/8/31T==(T1-T0)L=(LT-Le)L—内部变形未表现出的那部分变形Le—外观变形表现出的那部分变形2021/8/313.研究焊接应

3、力与变形基本假定平截面假定构件变形时整个横截面是平行移动或转动；(2)金属性能不变的假定物理性能不随温度的变化而变化。(3)金属屈服点的假定可见低碳钢温度大于600℃内应力为零.2021/8/313.2焊接应力与变形产生的原因1.不受约束的自由杆件均匀加热和冷却时应力变形结论-----加热与冷却均没有残余应力和残余变形.应用-----焊接生产采用整体预热和后热,可以减少残余应力2021/8/312.两端受拘束件在热循环中的应力与变形（1）若s（弹性变形）加热时：T应力s;内部变形△L;冷却时：T

4、应力s.内部变形恢复。2021/8/31（2）若≥s,TMax＜500℃加热时：T应力s，εp压缩塑性变形;冷却时：T应力s=0，εp拉伸塑性变形.结果----内部收缩变形，有应力2021/8/31（3）若≥s温度大于600℃理想塑性状态高温区：应力为0变形不为02021/8/313.长板条不均匀受热时的应力和变形（1）三个板条加热、冷却自由变形2021/8/31（2）三个板条加热、冷却非自由变形2021/8/31（3）中心加热的应力与变形2021/8/31中心加热的应力与变形2

5、021/8/31结论：1、板条中心对称加热时，板条中产生温度应力，中心受压两边受拉。2、若不产生压缩塑性变形，s,则冷却后内应力消失，平板复原，没有残余变形。3、若s，当温度恢复到原始状态时，有残余应力，中心受拉两侧受压。且有残余变形。其方向与加热时相反。2021/8/31（4）非对称加热应力与变形2021/8/312021/8/314.焊接引起的内应力及变形（1）焊接应力与变形的特殊性2021/8/31（2）焊接温度场的演变过程2021/8/31焊接应力变形的演变过程2021/8/31（3）焊接热

6、应变循环组织应力2021/8/312021/8/31（4）焊接瞬态应力变形2021/8/312021/8/31（5）金属在高温时的延性和断裂(焊接应力)2021/8/31结论在平板条中心堆焊，焊接时焊缝及其附近产生压应力；远离焊缝区的两侧产生拉应力。平板焊接后，焊缝及其附近产生残余拉应力；远离焊缝区两侧产生残余压应力。2021/8/315.焊接应力分类1.按应力的分布范围2.根据结构中的空间位置焊接应力分类3.根据应力与焊缝的相对位置4.根据应力产生、作用的时间5.根据应力形成原因思考题1.焊接残余应力与焊接瞬态应力的

7、区别？2.试分析板中心堆焊及板边缘堆焊的焊接应力的形成过程。并用图表示其形成过程。3.举例说明焊接应力在生产中主要危害。4.除加热不均匀引起焊接应力外，还有什么因素会引起焊接应力？5.网上查关于焊接结构破坏图片。2021/8/31