焊接结构生产与实例教学课件作者马世辉第一章.ppt

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1、第一章焊接接头及其静载强度第一节焊接接头的组成和基本形式第二节熔焊接头的工作应力分布第三节电弧焊接头静载强度计算第四节焊缝符号返回第一节焊接接头的组成和基本形式一、焊接接头的组成和基本属性根据焊接方法的不同，焊接接头可以分为熔焊接头、压焊接头和钎焊接头。由于熔焊方法是最广泛、最普遍的焊接方法，因此，本章以熔焊接头为重点介绍对象。熔焊焊接接头是由焊缝金属、熔合区和热影响区组成的。焊缝金属是由焊接填充材料和部分母材熔化冷却凝固而形成的铸造组织，其组织和性能不同于母材;焊接热影响区(HAZ)是在接近焊缝两侧的母材，由于受到焊接的热作用，其金相组织和

2、力学性能变化的区域;焊缝向热影响区过渡的区域称为熔合区，由于很窄(低碳钢和低合金钢的熔合区为0.1-0.5mm)，所以也称为熔合线。下一页返回第一节焊接接头的组成和基本形式焊接接头熔合区中存在着显著的物理化学的不均匀性，是接头性能的薄弱环节，所以焊接接头是一个不均匀体。焊接接头的组成如图1-1所示;图1-2为电弧焊接头断面图。焊接接头性能的主要影响因素包括力学和材质两方面，如图1-3所示。二、焊缝及焊接接头的基本形式焊缝及接头的形式较多，应根据焊件的厚度、工作条件、受力情况等因素进行选择。1.焊缝的基本形式焊缝是构成焊接接头的主体部分，对接焊

3、缝和角焊缝是两种基本形式。上一页下一页返回第一节焊接接头的组成和基本形式(1)对接焊缝。对接焊缝的待焊边缘可分为卷边、平对接和加工成各种形式的坡口。所谓坡口是指根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽。开坡口的目的主要是为了得到焊件厚度上全部焊透的焊缝常用的坡口形式有I形坡口、V形(或带钝边)坡口、单边V形(或带钝边)坡口、K形(或带钝边)坡口、U形(或带钝边)坡口和X形(或带钝边)坡口等，如图1-4所示。图1-5为对接焊缝坡口形式及尺寸举例。图1-6(a)所示的是对接焊缝几何形状参数;如图1-7所示的是对接焊缝坡口

4、几何尺寸参数。上一页下一页返回第一节焊接接头的组成和基本形式(2)角焊缝。角焊缝按截面形状可分为四种，如图1-8所示。图1-9为角焊缝坡口形式及尺寸举例。另外，还有对接焊缝和角焊缝组成的焊缝，称为组合焊缝，如图1-10所示。2.焊接接头的基本形式焊接接头的基本形式有五种，如图1-11所示。分别介绍如下。(1)对接接头。(2)搭接接头。(3)T形接头。T形接头能承受各个方向的力和力矩，如图1-12所示。不开坡口的T形接头一般焊不透，图1-13所示的是开坡口的T形接头，开坡口焊透的T形接头特别适用于承受动载的结构。上一页下一页返回第一节焊接接头的

5、组成和基本形式(4)角接接头。角接接头多用于箱形构件上，其承载能力视其连接形式，如图1-14所示。(5)端接接头。端接接头是两被焊工件重叠放置或两被焊工件之间的夹角不大于30、在端部进行连接的接头。这种接头通常用于密封，如图1-15所示，其中卷边接头可以分属于对接接头、角接接头和端接接头。上一页返回第二节熔焊接头的工作应力分布一、应力集中的概念及产生原因在外力作用下，接头部位产生的应力称为工作应力。由于焊缝的形状和位置的不同，焊接接头工作应力的分布是不均匀的，其最大应力σmax,比平均应力σm.高的现象称为应力集中。应力集中的大小常以应力集中

6、系数表示为KT=σmax/σm二、工作焊缝和联系焊缝根据焊缝在结构中传递载荷的情况，焊缝可分为工作焊缝和联系焊缝。工作焊缝是与载荷方向垂直的焊缝，它起着传递全部载荷的作用，一旦破坏结构就失效。下一页返回第二节熔焊接头的工作应力分布联系焊缝是与载荷方向平行的焊缝，只起联系作用，受力时将与基本金属一起变形，焊缝一旦破坏，结构不会立即失效，因而在许多情况下对结构强度不造成影响。图1-16(a)、图1-16(c)所示的是工作焊缝;图1-16(b),图1-16(d)所示的是联系焊缝。三、常见熔焊接头工作应力分布对接接头、搭接接头和T形接头是电弧焊接头主

7、要的接头形式，下面分别介绍这些接头的工作应力分布。1.对接接头的工作应力分布在焊接结构中，由于余高造成了构件表面不平滑，导致焊缝和母材过渡处引起应力集中，如图1-17所示减小对接。上一页下一页返回第二节熔焊接头的工作应力分布对于不等厚度焊成的对接接头，应在厚板连接处作出单面或双面斜度，并使两板的中心线偏差尽量减小，以减小应力集中现象，图1-18所示为GB150对压力容器接头的加工要求。2.T形接头T形接头焊缝向母材过渡较急剧，应力分布极不均匀，在角焊缝焊根和焊趾处存在较大的应力集中，如图1-19所示T(十字)形接头应尽量避免在其板厚方向承受高

8、拉应力，因轧制板材常有夹层缺陷，尤其厚板更易出现层状撕裂，所以应将其工作焊缝转化为联系焊缝，如图1-20所示如果两个方向都承受拉应力，则宜采用圆形、方形或特殊形状的