焊接结构复习记忆知识点

第一章

1.内应力的分类：

根据内应力所涉及的范围，可分为三类

超微观应力：在晶格范围平衡的应力

微观应力：在晶粒范围内相互平衡的应力

宏观应力：在整个焊接范围平衡的应力

按其作用的时间

残余应力：焊后留下的应力

瞬时应力：焊接过程出现的应力

根据应力形成原因

组织应力：由于接头金属组织转变时体积变化受阻

拘束应力：由于焊件热变形受到拘束引起的应力

温度应力：由于焊件不均匀加热引起的应力

2.变形的基本形式：

1）自由变形：当金属物体温度发生变化，或发生了相变，其尺寸和形状就要发生变化，如果这种变化没有受到外界的阻碍而自由的进行我们称之为自由变形。

2）外观变形：当金属在温度变化过程中受到阻碍，不能完全的自由变形，把能表现出来的这部分变形，称为外观变形。是指能用肉眼看到的或能用仪器直接测量

的变形。

3）内部变形：把未表现出来的那部分变形，称为内部变形；表示金属内部原子间的相对位移，这种变形产生了内应力并直接决定杆件的强度。其变形率用ε表示。

3.在板件中心加热时，如果产生了压缩塑性变形区，当冷却后,将会在板件中产生残余应力

和变形（缩短）

4.焊接残余应力的分类：a.按产生应力的原因分：热应力、相变应力、塑变应力

b.按应力存在的时间分：焊接瞬时应力、焊接残余应力

c.按应力与焊缝的相对位置分：纵向应力、横向应力

纵向残余应力：是指应力作用方向与焊缝平行的残余应力

横向残余应力：与焊缝中心线垂直的残余应力

在对接接头中，沿焊缝中心线的横向残余应力由两个因素引起：a.由焊缝及其近缝区的塑性变形区的纵向收缩引起的。b.由焊缝及其近缝区的塑性变形区的横向收缩的不同时性引起的。

6.焊接结构产生应力和变形的原因：

1）局部加热，构件上温度分布极不均匀。

2.接头形式不同，焊接熔池内的金属散热条件不一。

3．部分金属会发生相变。

4．受焊前加工工艺的影响。

7.4.几种假设

1、平截面假定:假定在焊前所取的横截面再喊后仍保持为平面。

2、金属性能假设：材料的某些物理性能如线胀系数，比热容，热导率等不随温度而变化

3、屈服点的假定

根据简化曲线的假定，低碳钢在600℃时便失去了变形抗力，

这意味着在温度Tmax≥600℃时所产生的压缩塑性变形，对应

力和变形没有影响，所以在分析中可以暂时不考虑

Tmax>600℃的演变过程，通常把失去变形抗力时的温度（对于低碳钢为600℃）称为力学熔化温度。

4、应力应变关系假设：材料呈理想弹塑性状态，即材料屈服后不发生强化

屈服点的假定

根据简化曲线的假定，低碳钢在600℃时便失去了变形抗力，这意味着在温度Tmax≥600℃时所产生的压缩塑性变形，对应力和变形没有影响，所以在分析中可以暂时不考虑Tmax>600℃的演变过程，通常把失去变形抗力时的温度（对于低碳钢为600℃）称为力学熔化温度。

8.焊接残余应力影响：残余应力是不可避免的，它是影响焊接结构或焊接部件的脆性断裂强

度、疲劳强度、压曲强度、振动特性和抗腐蚀性等性能的重要因素。同

时，残余应力的存在还严重影响了结构的机加工精度和构件尺寸稳定性。9工（H）形、箱形、T形结构中的。纵向残余应力分布

10．拘束应力与拘束长度之间关系：

δ=20mm时，ζ=550000/L

δ=10mm时，ζ=337000/L.

5.拘束应力与拘束长度的关系：拘束长度越大，拘束应力越小；板厚增大，拘束应力随之

增大。拘束长度较短时，拘束应力可以达到相当高的水平以至于使某些屈

服点的钢材发生屈服，甚至于产生断裂；焊接热输入增大，拘束应力增大；

一般来说，镶块的直径变化时，拘束应力下降。

12.焊接残余应力对焊接结构的影响（展开记忆）

1.对结构强度的影响：

2.对结构加工尺寸的影响：对未经消除残余应力的焊接构件进行机加工时，由于切削去了一部分材料，破坏了构件中内应力的平衡。应力的重新分布使得构件变形、加工精度受到影响。

3.对压杆稳定性的影响：在承受纵向压缩的杆件中，焊接残余压应力与外加压应力相叠加，应力的叠加导致压应力区先期达到材料的屈服点，是的该区丧失承载能力，这相当于减少了截面的有效面积，使得失稳临界应力的数值降低。

4.对应力腐蚀的影响：焊接结构在没有外加载荷的情况下就存在残余应力，因而在腐蚀介质作用下，结构虽无外力，也会发生应力腐蚀。

13.调整和减小焊接残余应力的方法（举例）

1、设计原则：①尽量减小焊缝截面尺寸，在保证强度的前提下尽量减少填充金属的数量。

②将焊缝尽量布置在最大工作应力区之外，防止残余应力与外力产生叠加，

影响结构的承载能力。

③尽量防止焊缝密集、交叉。由于焊缝密集，不仅施工不便，而且残余应力的分布范围很大，如果布置肋板，残余应力的分布将得到明显改善。

4采用局部降低焊缝附近刚度的方法，使焊缝能比较自由地收缩。采用在管板上开槽的方法或钢柱内挖槽的方法来减小刚度。在焊接环形封闭焊缝时，可是内板预制变形，使焊缝收缩时有较大的自由度，从而减小焊接残余应力。

⑤采用合理的接头形式，尽量避免采用搭接接头，搭接接头应力集中较严重，与残余应力一起会造成不良影响。

2.工艺措施：①设计合理的装配焊接顺序：如大型储罐罐底的拼焊顺序，拼焊时应从中部开始依次向外扩展，先焊横向短焊缝，载焊直通纵向长焊缝。由于横向焊缝的收缩较大，应

尽量使它们在较为自由的条件下收缩变形。②用局部加热法减小应力：补焊轮辐时，焊前在