焊接结构生产 教学课件 作者 王云鹏 第二单元.ppt

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1、焊接结构生产第二单元焊接接头及工作应力的分布【学习目标】了解焊接接头的组成及基本形式；熟悉焊缝代号的表示方法及其含义；掌握电弧焊焊缝的特点及对焊接结构使用性能的影响；了解焊接接头的工作应力分布状况及其静载条件下的强度。综合知识模块一焊接接头的基本知识焊接接头的组成与基本形式1.焊接接头的组成焊接接头由焊缝金属、熔合区、热影响区所组成，如图2-1所示。焊缝金属是焊接时填充的金属材料与母材金属熔化结晶所形成的结合部分，其组织和化学成分不同于母材金属；熔合区是焊缝金属与母材金属交接的过渡区，母材金属处于半熔化状态，其组

2、织和性能不同于母材金属；热影响区是受焊接热循环的影响，固态母材金属的组织和性能发生变化的区域。可见，焊接接头是一个成分、组织和性能都不一样的不均匀体。影响焊接接头性能的主要因素可归纳为力学和材质两个方面，如图2-2所示。力学方面，如接头形状的改变(焊缝余高和接头错位)、焊接缺陷(如未焊透和焊接裂纹)、残余应力和残余变形等都是产生应力集中的根源。材质方面，主要是焊接热循环所引起的组织变化、焊后热处理和焊接残余变形的矫正等。此外，焊接接头因焊缝的形状和布置不同，也将会产生不同程度的应力集中。(1)电弧焊接头电弧焊接头

3、是最常用的接头形式，主要类型有以下几种：1)对接接头。两焊件表面构成135°～180°夹角的接头，见表2-1中序号1～6。对接接头受力状况较好，应力集中程度小，材料消耗少,但对接板边缘加工及装配要求较高。2)T形(十字)接头。把互相垂直的焊件用角焊缝连接起来的接头，见表2-1中序号7～12。这种接头有多种类型(焊透或不焊透、开坡口或不开坡口)，可承受各种方向的力和力矩。2.焊接接头基本形式决定焊接接头基本形式的因素有焊接结构的形式、几何尺寸、焊接方法、焊接位置、焊接条件等，其中，焊接方法是划分焊接接头类型的主要

4、依据。开坡口的T形(十字)接头是否能焊透要看坡口的形状和尺寸。这类接头适用于承受动载荷的结构。不开坡口的T形(十字)接头通常是焊不透的。3)搭接接头。是把两焊件部分重叠构成的接头,见表2-1中序号13～14。搭接接头的应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头类型。但由于其焊接准备和装配工作简单，在结构中仍然得到广泛的应用。4)角接接头。是两焊件端部构成大于30°，小于135°夹角的接头，见表2-1中序号15～18，多用于箱形构件。5)端接接头。是两焊件重叠放置或两焊件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头，

5、见表2-1中序号19，多用于密封。(2)电阻焊接头电阻焊接头是在热(电阻热)和机械力联合作用下，通过金属原子间的结合形成的熔核、焊缝或对接接头。(2)电阻焊接头电阻焊接头是在热(电阻热)和机械力联合作用下，通过金属原子间的结合形成的熔核、焊缝或对接接头。图2-3是电阻点焊接头形成原理示意图，将焊件3压紧在两电极2之间，施加电极压力后，阻焊变压器1向焊接区通过强大的焊接电流，在电阻热的作用下，使两焊件接触点达到连接的目的。电阻焊接生产效率高，接头性能同样可以做到安全可靠。广泛应用于航空航天、电子、汽车、家用电器等行

6、业。1)对焊接头用于各种杆件和板件的连接，对焊的连接面一般垂直于构件的中心线，且尽可能具有相同的形式和面积。若采用特殊的夹紧装置也可为互成一定角度的焊件，如图2-4a、b所示。图２-4a是汽车轮圈的对焊；图２-4b是锚链的对焊。2)点焊接头通常用于两板或三板的搭接，如图2-4c所示。搭接板的板厚取决于材料的种类想一想电弧焊接头的基本形式有几种？在焊接结构中哪种形式的接头应用最多？和点焊机的功率，板与板的厚度差一般小于3倍。三板搭接时，最厚板应置于中间位置，点焊接头特别适用于冲压构件的连接。3)缝焊接头是由滚动圆盘

7、电极与焊件作相对运动形成的密封焊缝，如图2-4d所示。缝焊接头具有水密性和气密性好的特点，所以特别适用于薄壁容器(壁厚≤2mm)的连接。图2-4电弧焊焊缝与坡口基本形式1.电弧焊焊缝的基本形式焊件经焊接后所形成的结合部分称为焊缝，焊缝是构成焊接接头的主体部分，可按工作性质或按其接头形式进行分类。(1)按工作性质分类按工作性质分，焊缝可分为工作焊缝、联系焊缝、密封焊缝和定位焊缝四种。1)工作焊缝是指在焊接结构中承担着传递全部载荷作用的焊缝。焊缝一旦产生断裂，结构就会立即失效，如图2-5a、b所示，对这种焊缝必须进行

8、强度计算。2)联系焊缝是指焊接结构中不直接承受载荷，只起连接作用的焊缝。它是将两个或更多的焊件连成一个整体，以保持其相对位置，此类焊缝通常不作强度计算，如图2-5c、d所示。3)密封焊缝是指结构上主要用于防止流体渗漏的焊缝。密封焊缝可以同时是工作焊缝或是联系焊缝。4)定位焊缝是为装配和固定焊件的位置而进行焊接的短焊缝。定位焊缝所用的焊接材料、对焊工的要求等均应与正式焊缝完