焊接结构制造工艺及实施 教学课件 作者 朱小兵 焊接接头及强度计算.ppt

《焊接结构制造工艺及实施 教学课件 作者 朱小兵 焊接接头及强度计算.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、焊接接头及静载强度本章主要讨论电弧焊接头的工作应力分布、静载强度计算，重点：应力集中、工作应力分布。第一节焊接接头的类型一、焊接接头的组成图2-1熔焊焊接接头的组成1—焊缝金属2—熔合区3—热影响区4—母材对接接头断面图搭接接头断面图1.焊接接头的组成：由焊缝金属、熔合区、热影响区组成。2.焊接接头的两个基本特征：不均匀性和应力集中。3.影响焊接接头性能的主要因素主要有：接头形状不连续，焊接缺陷，残余应力、变形。材质方面影响焊接接头性能的因素有：焊缝组织，焊缝化学成分，加工硬化等。二、焊缝及焊接接头的基本形式1、焊缝的基本形式（1）对

2、接焊缝（图2-3解释）δ=1~3mmδ=3~8mmδ=3~26mmδ=12~60mmδ>12mmδ=20~60mm对接焊缝开坡口的目的：确保接头质量，提高经济效益，通常考虑以下几个方面：1）可焊到性或便于施焊；(实例解释)2）降低焊接材料的消耗量(X、V形坡口)；(用实例解释)3）坡口易加工；4）减小或控制焊接变形；(用实例解释)坡口形式合理、工艺正确，可有效减小或控制变形。按其截面形状可分为平角、凹角、凸角、不等腰角焊缝四种。（2）角焊缝平角凹角凸角不等腰角以上各种截面形状角焊缝的承载能力与载荷性质有关：静载时，母材塑性良好，角焊缝

3、的截面形状对承载能力没有显著影响；动载时，凹角焊缝比平角焊缝的承载能力高，凸角焊缝承载能力低。角焊缝开坡口有以下优点：1）提高焊接效率，节约焊材；(仅为普通角焊缝的60%)2）减小焊接变形。2、焊接接头的基本形式其基本形式有四种：对接接头、搭接接头、T形接头、角接接头，见图2-5。图2-5焊接接头的基本形式对接接头搭接接头T形接头角接接头（1）对接接头把同一平面上的两工件相对焊接起来而形成的接头称为对接接头；对接接头从强度角度看是比较理想的接头形式，故应用广泛。以下要熟悉各种接头的优缺点：（2）搭接接头两板件部分重叠起来进行焊接所形成

4、的接头称为搭接接头。搭接接头有以下优点：1）焊前准备，装配工作比对接接头简单；2）横向收缩量较小；缺点：应力分布不均匀，疲劳强度低；搭接接头一般用于受力较小的焊接结构；搭接接头还有以下几种形式：1）角焊缝组成的搭接接头2）开槽焊搭接接头图2-7开槽焊搭接接头3）塞焊搭接接头图2-8塞焊接头4）锯齿缝搭接接头图2-9锯齿缝搭接接头（3）T形(十字)接头；互相垂直的被焊焊件用角焊缝连接起来的接头称为T形接头；图a根部没有焊透，其承载能力低；图b对较厚的钢板可开K形坡口；图c采用单边V形坡口，焊完一面在背后清焊根并焊满，效果好。图2-10T

5、形(十字)接头图a接头简单，承载能力差；图b双面焊，承载能力较大；图c、d开坡口易焊透，有较高的强度，但注意层状撕裂；图e、f易装配；图g易装焊，刚度大；图h最差。（4）角接接头两板件端面构成30º~135º夹角的接头称为角接接头。图2-12角接接头形式第二节电弧焊接头的工作应力一、应力集中的概念应力集中——接头局部区域的最大应力值(σmax)较平均应力值（σav）高的现象。应力集中程度的大小，以应力集中系数KT表示：KT＝σmax/σav焊接接头中产生应力集中的原因有以下几点：1）焊缝中的缺陷气孔、夹渣、裂纹、未焊透，其中未焊透、裂

6、纹引起的应力集中较严重。残余应力组织成分不同焊趾及咬边焊缝金属热影响区缺陷裂纹未焊透气孔夹渣裂纹脆化应力集中角变形错边应力集中错边2）焊缝外形焊缝的余高、角焊缝凸出等。图2-13接头的应力分布凸角焊缝图2-4角焊缝截面形状及其计算断面3）焊接接头形式不合理；接头截面突变，加盖板的对接接头。图3-2低碳钢塔接接头的疲劳极限对比二、电弧焊接头的工作应力分布对接接头的工作应力分布图2-13接头的工作应力分布图2-13解释：余高——对接接头的焊缝略高于母材板面，超出母材表面连线上的那部分焊缝金属的最大高度。（1）余高引起应力集中；由图2-13

7、分析：对接接头的工作应力集中主要是余高引起的，焊缝正面KT＝1.6，背面KT＝1.5；（2）应力集中的大小取决于h、γ；由图2-14分析：γ↗，h↘，KT↘，反之KT↗；当h＝0时，K＝1，此时应力集中消失。图2-14余高和过渡半径与应力集中系数的关系（3）应力集中与疲劳强度应力集中KT↗，疲劳强度下降越明显，因此承受动载的结构，必须削平余高。以上分析，从强度看，对接接头是很好的接头，因此国标规定承受动载的结构，h＝0—3mm。图1-15aT形（十字）接头的工作应力分布2、T形（十字）接头的工作应力分布（1）未开坡口的T形（十字）接头

8、的工作应力分布；由图1-15a解释：焊趾、焊根应力集中很明显，B截面应力分布不均匀，B截面的应力集中系数随角焊缝θ角减小而下降，这一点说明了图2-4b。图1-15bT形（十字）接头的工作应力分布（2）开坡口的T形（十字）