焊接应力与变形的产生.ppt

1、第一章焊接应力与变形,第一节 焊接应力与变形的产生,2024-1-6,主要内容,简要介绍什么是焊接结构以及为何要学习焊接结构相关知识变形与应力的基本知识研究焊接应力与变形的基本假定焊接应力与变形产生的原因,2024-1-6,什么是焊接结构以及为何要学习焊接结构相关知识,前章介绍的焊接结构应用领域从株洲电力机车公司生产实际介绍在引进先进技术之前的焊接生产工艺与引进之后的生产工艺比较通过学习我们可以分析实际的焊接结构中的各种焊接缺陷、焊接接头中的脆化区、软化区、各种劣质区等，从而可以合理地设计焊接结构，正确选择焊接材料，采用适宜的焊接设备及制定正确的焊接工艺，提高焊接质量。,2024-1-6,变形

2、与应力的基本知识,什么是变形,外力,温度,形状,尺寸,改变,变形,弹性变形,塑性变形,在外力或其他因素作用下发生变形，当外力或其他因素去除后变形也随之消失，物体恢复原状,相反，当外力或其他因素去除后，变形仍然存在，即物体不能恢复到原状态下的变形,2024-1-6,举例说明什么是变形（图1-1板书详解）什么是自由变形、自由变形率什么是非自由变形、外观变形率及内部变形率,变形与应力的基本知识,2024-1-6,什么是应力,什么是应力,什么是内力,由外力或其他因素引起物体内部之间的相互作用力,单位截面积上的内力,1.工作应力2.内应力,变形与应力的基本知识,2024-1-6,内应力详解,变形与应力的

3、基本知识,内应力是在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力,内应力,产生的原因,温度应力（热应力）,残余应力,由于构件受热不均匀引起（举例：金属框架详解，此种情况在温度应力不高，即低于材料的屈服极限，框架里不产生塑性变形）,如果不均匀温度场所造成的内应力达到材料的屈服极限，使局部区域产生塑性变形，当温度恢复到原始的均匀状态后产生了新的内应力即残余应力,2024-1-6,什么是焊接应力与焊接变形,变形与应力的基本知识,内应力,焊接应力,焊接变形,焊接过程中的某一瞬时值,焊接后残留于焊件中的值,焊接瞬时应力,焊接瞬时变形,焊接残余应力,焊接残余变形,2024-1-6,研究焊接应力与变形的基本假定,为

4、何在研究焊接应力与焊接变形时提出基本假定，以及在其他科学研究中提出假定的必要性研究焊接应力与变形提出哪几种假定,2024-1-6,平截面假定金属性能不变假定材料内部组织均匀性假定金属屈服点与温度关系的简化处理（图1-2板书详解）,研究焊接应力与变形的基本假定,2024-1-6,焊接应力与变形产生的原因,影响焊接应力与变形的原因,焊件的受热不均匀,焊缝金属的收缩、金相组织的变化及焊件本身的刚性不同,焊缝位置、焊接顺序、焊接电流、焊接方向等,2024-1-6,1.焊件不均匀受热时应力与变形的产生,均匀加热时的应力与变形,不受约束,均匀,加热,冷却,加热过程中不产生任何内应力,冷却后也不会残留热核残

5、余应力与残余变形,2024-1-6,焊件不均匀受热时应力与变形的产生,均匀加热时的应力与变形,受约束,均匀,加热,冷却,tts,tts,加热过程中的变形全部为弹性变形,内部变形由弹性变形+塑性变形,tts,tts,温度恢复后，杆件自由收缩到原始尺寸，应力全部消失,1.如果能充分自由收缩,2.如果杆件受到绝对约束,3.如果杆件的收缩不充分（实际情况）,2024-1-6,典型长板条构件中心加热时的应力与变形情况（补充焊接时的温度分布,并通过板书详解图1-3 P5）典型长板条构件一侧加热时的应力与变形情况（通过板书详解图1-4 P6）,焊件不均匀受热时应力与变形的产生,2024-1-6,焊缝金属在冷

6、却过程中的体积不能自由收缩引起由于焊接时的高温电弧使金属在加热及冷却过程中发生相变，产生了不同的金相组织，由于此组织的比体积不相同而引起与焊件本身的刚性及周围的约束引起不同的变形程度,焊接应力与变形产生的其他因素,2024-1-6,第二节 焊接变形,焊接残余变形的种类及其影响因素预防焊接变形的措施校正焊接残余变形的方法,2024-1-6,1.焊接残余变形的种类及其影响因素,焊接残余变形的五种基本变形形式一.收缩变形,由于焊缝及其附近区域在焊接高温的作用下产生纵向的压缩塑性变形，当焊接冷却后该区域产生收缩而引起,横向收缩变形与纵向收缩基本相同，但是影响的因素较多：线能量、接头形式、装配间隙、板厚等,2024-1-6,纵向收缩变形的影响因素,焊缝的长度焊件的横截面积大小焊接材料的弹性模量焊件中产生压缩塑性变形的区域面积大小产生压缩塑性的变形率,2024-1-6,纵向收缩变形的规律及措施,焊件的横截面积越大焊件的纵向收缩量越小焊缝的长度越长焊件的纵向收缩量越大焊接时的热输入越大纵向收缩越大焊件的原始温度越高焊件的纵向收缩量越大焊件材料的线膨胀系数越大焊件的纵向收缩量越大,采用间断焊缝代替连续