焊接接头及静载强度计算课件.ppt

《焊接接头及静载强度计算课件.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、第二章焊接接头及其静载强度第一节焊接接头的类型第二节电弧焊接头的工作应力第三节焊接头头的静载强度计算在焊件需连接的部位，用焊接方法制造而成的接头称为焊接接头，一般简称接头。焊接接头本身的力学性能不均匀、焊接接头部位所受工作应力分布不均匀，是造成接头破坏的主要原因。第一节焊接接头的类型一、焊接接头的组成二、焊缝的基本形式三、焊接接头的基本形式一、焊接接头的组成焊接接头由焊缝金属、熔合区、热影响区组成图2-1熔焊焊接接头的组成对接接头的断面图搭接接头的断面图影响焊接接头性能的主要因素焊接接头是一个成分、组织和性能都不均匀的连接体。此外，焊接接头因焊缝的形状和布置的不同，将会产生不同程

2、度的应力集中。所以，不均匀性和应力集中是焊接接头的两个基本属性。影响焊接接头性能的主要因素有以下两个方面：力学方面因素：接头形状的不连续性(余高、接头错边)、焊接缺陷（未焊透、裂纹）、残余应力和残余变形等。材质方面因素：焊接热循环所引起的组织变化、焊接材料引起的焊缝化学成分的变化、焊后热处理所引起的组织变化以及矫正变形所引起的加工硬化等。影响焊接接头性能的主要因素残余应力组织成分不同焊趾及咬边热影响区焊缝金属缺陷：裂纹、未焊透、气孔、夹渣裂纹、脆化应力集中角变形错边错边应力集中二、焊缝的基本形式对接焊缝角焊缝焊缝的形式应根据焊件的厚度、工作条件、受力情况等因素进行选择。焊缝是构成焊

3、接接头的主体部分，对接焊缝和角焊缝是焊缝的基本形式。对接焊缝对接焊缝的接头可采用卷边、平对接或加工成各种形式的坡口。对接焊缝开坡口的目的，是为了确保接头的质量，同时也从经济效益考虑。坡口形式的选择取决于板材厚度、焊接方法和工艺过程。通常必须考虑以下几个方面：1）可焊到性或便于施焊；2）降低焊接材料的消耗量；3）坡口易加工；4）减少或控制焊接变形。对接焊缝坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关，其作用是使电弧能深入根部使根部焊透。坡口角度越大，焊缝金属量越多，焊接变形也会增大，一般坡口角度选60°左右。采用根部间隙是为了保证焊缝根部能焊透，一般情况下，坡口角度小，需要同时增加根部间隙；根

4、部间隙较大时，又容易烧穿，为此，需要采用钝边防止烧穿。根部间隙过大时，还需要加垫板。对接焊缝的典型坡口形式角焊缝角焊缝按其截面形状可分为平角焊缝、凹角焊缝、凸角焊缝和不等焊脚角焊缝。各种截面形状角焊缝的承载能力与载荷性质有关。静载时，如母材金属塑性良好，则角焊缝的截面形状对承载能力没有明显影响；动载时，凹角焊缝比平角焊缝的承载能力高，凸角焊缝的承载能力最低。不等腰角焊缝，长边平行于载荷方向时，承受动载效果好。角焊缝截面形状及其计算断面KKaKKaKKaKKa三、焊接接头的基本形式对接接头：两焊件表面构成大于或等于135°、小于或等于180夹角，即两板件相对端面焊接而形成的接头。对接

5、接头从强度角度看是比较理想的接头形式，也是广泛应用的接头形式之一。常见的对接接头的焊缝轴线与载荷方向相垂直，也有少数与载荷方向成斜角的斜焊缝对接接头。FF对接接头斜缝对接接头搭接接头两板件部分重叠起来进行焊接所形成的接头称为搭接接头。搭接接头的应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头形式。但由于焊前准备及装配工作较为简单，故多用于受力较小且不要求密封性的结构中。搭接接头中，最常见的是角焊缝组成的搭接接头，一般用于12mm以下的钢板焊接。除此之外，还有开槽焊、塞焊、锯齿状搭接等多种形式。开槽焊搭接接头FF开槽焊搭接接头，先将被连接件加工成槽形孔，然后用焊缝金属填满该槽，开槽焊焊缝

6、断面为矩形，其宽度为被连接件厚度的二倍，开槽长度应比搭接长度稍短一些。2δ塞焊接头塞焊接是在被连接的钢板上钻孔，用来代替开槽焊的槽形孔，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来。当被连接板厚小于5mm时，可以采用大功率的埋弧焊或CO2气体保护焊直接将钢板熔透而不必钻孔。FFT形（十字）接头T形接头是典型的电弧焊接头，能承受各种方向的力和力矩，这类接头应避免采用单面角焊缝，因为这种接头的根部有很深的缺口，其承载能力低。T形接头的承载能力FyFxMFyFzFxM角接接头两板件端面构成30°~135°夹角的焊接接头称作角接接头，角接接头多用于箱形构件。第二节电弧焊接头的工作应力一、应力集中的概念

7、二、电弧焊接头的工作应力分布应力集中的概念应力集中，是指接头局部区域的最大应力值较平均应力值高的现象。常以应力集中系数KT表示。KT=在焊接接头中产生应力集中的原因是：1）焊缝中有工艺缺陷。2）焊缝外形不合理。3）焊接接头设计不合理。二、电弧焊接头的工作应力分布1、对接接头由于余高造成了构件表面不平滑，在焊缝与母材金属的过渡处引起应力集中。焊趾处KT为1.6，焊根处KT为1.5。KT的大小与余高h和焊缝向母材金属过渡的半径r有关。减小r和增大h，均使KT增加。当余高h