IWE焊接结构设计

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焊接工程师课程-IWE-3-3[1]12-13疲劳设计

σ 0
1）振动时效的输入波形，
σ
动应力应小于σs/3；
σs
σa σmax
σ
2）当局部应力集中系数
K>1时的波形
0
r > rE 0
σs σ
σm
t
σmin
3）在高残余应力处的波形；实际
应力实质是由局部区域应变折算的
0
等效应力，大于σs区域发生屈服，
塑性应变的积累使峰值残余应力下
由此证明，振动时效可以有效降低峰值残余应力，对降整。体构件的疲劳寿命则无明显影响
焊接接头和焊接结构的疲劳强度疲劳破坏事结构最普遍的破坏形式，约占破坏失效总量
的80～90％ 1 脆性破坏与疲劳破坏的相同点与不同点 1.1 相同点（1）都属低应力破坏；（2）破坏前结构都没有明显的征兆或外观变形，突发性强，
令人猝不及防；（3）都对应力集中很敏感，起裂位置多半存在原始缺陷，或
起裂于应力集中点。
σ-1
σ0
－1
0
σb
r 1
OA: σm =0，r=-1，对称载荷疲劳 OB：σa=0，r=1，静拉伸
σa σs
OC： σa 和σm皆不为0-拉伸变载荷疲劳
A
OD：r=0，脉动疲劳 OE：用σs 、σs线交E点，r>rE时，疲劳强度σmax= σm +σa＞ σs，

国际焊接工程师培训(IWE)

国际焊接工程师培训（IWE）是一种专业认证培训，旨在培养具备国际焊接工程领域知识和技能的专业人才。
IWE培训课程涵盖了焊接工艺、焊接材料、焊接结构设计、焊接质量检测等方面的知识和技能，以及国际焊接规范和标准等方面的内容。
通过参加IWE培训，学员可以获得国际焊接协会（ISO）认可的焊接工程师资格认证，具备在国际工程领域从事焊接工作的专业能力。
提高教师的专业水平和国际化程度，引进国际先进的焊接技术和教学理念，提升教学质量。
完善实践教学体系
加强实践教学环节，建立先进的焊接实验室和实训基地，提高学员的实际操作能力和工程应用能力。
推广品牌影响力
积极参与国际焊接领域的学术交流和技术合作，提升国际焊接工程师培训(IWE)的品牌知名度和影响力。
焊接质量控制
讲解焊接过程的质量控制方法和措施，如焊接工艺评定、焊接过程监控等。
焊接安全与环境影响
焊接安全
讲解焊接过程中可能存在的危险和安全防护措施。
环境保护
分析焊接过程中产生的有害物质和噪声对环境的影响，以及如何减少污染的措施。
03
国际焊接工程师培训 (IWE)教学方法
理论教学与实践教学相结合
问题四
焊接生产安全与环境保护
问题二
焊接缺陷检测与修复
问题三
焊接工艺评定与标准化

焊接工程师课程-IWE-3-3.12-13疲劳设计

2010第29期国际焊接工程师 2010第29期国际焊接工程师班编稿上海交通大学陈立功
IWEIWE-3/3.3 12-13接头和结构疲劳强度 12-13接头和结构疲劳强度
5
2.4 疲劳强度在焊接结构中的常用表示方法 σmax（1） σmax-r表示法直观反映σmax与的关系；直观反映σmax与r的关系； σmax （2）σa-σm表示法 σa-σm表示法 tgα＝ σa/σm=(1 r)/(1+r)， =(1tgα＝ σa/σm=(1-r)/(1+r)，所以，r=(1- tgα)/( 所以，r=(1- tgα)/( 1+tgα) =0，r=OA: σm =0，r=-1，对称载荷疲劳 OB：σa=0，r=1，静拉伸 =0， OB：σa=0 r=1， OC： σm皆不为皆不为0 OC： σa 和σm皆不为0-拉伸变载荷疲劳 OD：r=0，脉动疲劳 OD：r=0， OE： σs线交线交E r>r OE：用σs 、σs线交E点，r>rE时，疲劳强度σmax 疲劳强度σmax= σm +σa＞ σs， σmax= σa＞ σs，接头塑性好时，残余应力对疲劳强度没影响。接头塑性好时，残余应力对疲劳强度没影响。
2010第29期国际焊接工程师 2010第29期国际焊接工程师班编稿上海交通大学陈立功 IWEIWE-3/3.3 12-13接头和结构疲劳强度 12-13接头和结构疲劳强度 3

焊接结构(完整)

1.2 焊接结构的优点—技术优势
• 工艺灵活，适应性强 • 大型复杂结构采用分部件装焊、现场装焊 -船舶、锅炉、桁架结构、石油管线、桥梁 • 特殊产品空心球、水箱、电子束焊加工齿轮、水泥电线杆 • 工艺方法灵活，选择范围宽；操作位置及焊
接方法
• 成本低廉，质量可靠。
第一章绪论
1.3 焊接结构的特点—扬长避短
焊接结构
序
1、课程背景
材料成型与控制专业方向限选课；焊接专业的主干课；
言
IWE培训中——国际焊接工程师必修课、考试课。
它对于从事焊接结构生产、设计、管理、安装、维修、质量控制等方面技术工作的人员都是十分重要的。
• 2.教学安排本课程总学时为24学时。其中：理论学时为20学时 ——由张元钟老师负责讲授；实验学时为4学时
• 3、主要教学内容及学时分配焊接应力与变形；10～12学时焊接结构强度：焊接结构的静载强度— 自学；焊接结构的脆性断裂— 4学时；焊接结构的疲劳破坏— 4学时。
• 4、主要教学参考书【1】田锡唐主编.焊接结构北京:机械工业出版社,1996 【2】焦馥杰主编.焊接结构分析基础上海科技文献出版社,1998 【3】中国机械工程学会焊接学会编焊接手册(第三卷)，焊接结构北京:机械工业出版社,1992 【4】方洪渊主编. 焊接结构学北京:机械工业出版社，2005 【5】贾安东著焊接结构生产与设计天津:天津大学出版社,1987

焊接工程师课程-IWE-3-3.14-15动载焊接结构的设计.ppt

残余应力的必然性。（2）动载对应力集中的敏感性；残余应力与动载最大应力叠加的可能性。动载结构设计注意点（排除和减小应力集中）（1）承受拉、弯、扭构件，在截面面积变形时的平缓过渡，避免附加应力和应力集中；（2）对接、角接、丁字、十字接头等，优先采用对接焊缝，少用角接焊缝；（3）由于单面搭接接头角焊缝的焊根、焊趾存在偏心弯矩和应力集中，尽量避免使用；（4）角焊缝和非溶透对接焊缝的焊根、焊趾是危险的应力集中位置。通过开坡口加大熔深减小
IWE-3/3.3 14-15 动载焊接结构的设计
10
（4）疲劳线性累积损伤定则 D=n1/N1+n2/N2+…=∑(ni/Ni) ≤1 当D≥1时，则损伤累积到疲劳破坏的程度。式中，Ni是对应于△σi的疲劳循环次数根据此公式，可以将随机变幅应力转化成等效等幅应力的表达式。
（5）等效等幅应力 △σeq=[∑(△σimni)/N]1/m 式中，N=∑ni,相当于在△σeq作用下的，发生疲劳破坏的次数； △σi：变幅载荷所引起的各个水平的应力幅值； ni:对应于△σi的循环次数。并假定： 1.低于疲劳极限的△σi，无影响，不计入； 2.△σi加载顺序的影响忽略不计。均方根差Seq反映△σi的分散度，和对△σeq计算准确度的影响
2010第29期国际焊接工程师
班编稿-上海交通大学陈立功
IWE-3/3.3 14-15 动载焊接结构的设计

国际焊接工程师iwe的考试心得-概述说明以及解释

1.引言

1.1 概述

概述部分的内容可以简单介绍国际焊接工程师（IWE）考试的背景和重要性。以下为可能的内容：

国际焊接工程师（IWE）考试是全球范围内焊接行业最重要的认证之一。通过该考试，考生可以展示其在焊接和相关工程领域的专业知识和技能。IWE认证是国际水平上对焊接工程师的最高认可，因此对于职业发展和职业竞争力的提升至关重要。

IWE考试的内容涵盖了焊接工程师所需的广泛知识和技术要求，包括焊接工艺和程序、金属材料和力学性能、焊接质量控制、设计和分析等方面。通过这些考试科目的学习和准备，考生将全面掌握焊接技术的理论和实践，能够在实际工程项目中独立进行焊接工作的规划、设计和检验。

作为一项严格的考试，IWE要求考生具备扎实的焊接知识和经验。因此，为了成功通过考试，考生需要进行系统的学习和准备，包括参加相关的培训课程、阅读专业书籍和文献、进行实践操作等。此外，考生还需要具备解决问题和应对挑战的能力，因为在实际工程项目中，焊接工程师可能面临各种复杂的情况和技术难题。

本文将介绍我个人参加IWE考试的经历和心得，包括学习和准备的方法、考试科目的重点和难点、面对挑战的实践经验等。通过分享这些心得，我希望能够帮助其他有志于成为国际焊接工程师的人们更好地理解和应

对这一考试，提高他们的成功通过率。同时，也期待通过这篇文章能够激发更多人对焊接工程师职业的兴趣，并为焊接行业的发展做出更大的贡献。

通过将我个人的学习和准备经验与IWE考试的要求结合起来，我相信本文将为读者提供有价值的参考和指导。让我们一起探索国际焊接工程师考试的精彩之处，共同追求焊接技术的卓越和创新！

国际焊接工程师培训(IWE)共54页文档

问题4：计算梁的截面参量惯性距Iy和翼板截面参量静距Sy？
Iy惯性矩cm4（弯曲和剪切引起的应力，弯曲所产生的变形）
Sy 静矩cm3 （剪切时的应力） Iybh32Az2（ cm 4）
Sy＝ Asteg z 2
12
问题5：简支梁受哪几种应力作用？在截面上如何分布？
应力=力/受力面积
正应力σ（作用力垂直作用到横截面积上）
内力包括：
水平方向力 N（物体水平方向所受内力） ——构件不承受
垂直方向力 V（物体垂直方向所受内力） ——构件承受
弯矩 M（物体所受力矩）
——构件承受
其分布趋势见上图，计算过程如下：
Av支座A的垂直方向支座反力反力
Bv支座B的垂直方向支座
AH支座A的水平方向支座反力
MA力矩
1）Fd＝Q·l＝292.5·8＝2340kN
焊接结构设计
结构设计基础部分
安全校核（强度校核、稳定性校核、刚度校核） Sd 作用力（结构设计基础、强度理论基础） Rd 抵抗力（强度理论基础 1、例材料：S235
Sd 1 Rd
焊接结构设计
结构设计基础部分
问题1：简支梁的结构构成？由杆件（承受弯矩）、和支座（将载荷传递到地基）组成。支座包括：固定支座（提供两个支座反力）——应用在此结构活动支座（提供一个支座反力）——应用在此结构紧固支座（提供三个支座反力）——未应用

国际焊接工程师(IWE)培训课程中焊接标准体系

IIW Authorised Training Body
颁发证书总数稳居IIW IAB 37个成员国的第二位。
IIW Authorised Training Body
这种合作方式在开展过渡期工程师资格转化培训期间，发挥了关键作用。目前国际焊接工程师（IWE）培训与认证在全国二十多个省市开展了近120期，培训学员遍布全国各地（包括：台湾地区，香港、澳门特别行政区）。IIW的培训与认证体系得到了大力宣传和迅速推广。
IIW Authorised Training Body
北京中德国际合作基地 WTI Beijing
上海办事处 WTI Shanghai 哈尔滨焊接技术培训中心 WTI Harbin
哈尔滨焊接技术培训中心（WTI Harbin）努力促进国际焊接培训与资格认证体系在中国的发展，长期服务于企业发展与行业进步，积极扩大服务覆盖范围，已在北京、上海建立基地，长期举办各类专项培训与国际交流。
•标准号 •ISO3834-1 •ISO3834-2
•颁布年份 •2005 •2005
•标准名称 •金属材料熔化焊的质量要求——第一部分：质量要求等级的选择准则 •金属材料熔化焊的质量要求——第二部分：完整的质量要求
IIW Authorised Training Body •金属材料熔化焊的质量要求——第三部分：一般的质量要求 •ISO3834-3 •2005

国际焊接工程师iwe培训课程中焊接标准体系

国际焊接标准体系在工程设计中的应用
设计规范遵循
在工程设计中，遵循国际焊接标准体系，确保焊接结构的合理性和安全性。
焊接结构评估
根据国际焊接标准体系，对焊接结构进行评估，确保其能够承受各种载荷和环境条件。
焊接细节设计
根据国际焊接标准体系，对焊接细节进行设计，确保焊接结构的制造可行性和经济性。
针对新兴市场的标准
为了满足新兴市场的需求，国际焊接标准体系将制定符合当地实际情况的标准，促进焊接行业的发展。
国际焊接标准体系在新技术领域的应用前景
机器人和自动化焊接
随着机器人技术的不断发展，国际焊接标准体系将更加注重自动化焊接技术的标准和规范，以提高焊接生产线的生产效率。
激光和电子束焊接
激光和电子束焊接技术具有高精度和高效率的特点，国际焊接标准体系将制定相应的标准，促进这些技术在实践中的应用。
进入21世纪，随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，国际焊接标准体系也在不断更新和完善，以适应时代发展的需求。
确立阶段
20世纪中期，随着全球工业生产的快速发展，焊接技术的需求和应用不断扩大，国际焊接标准体系逐渐确立和完善。
国际焊接标准体系的构成
国际焊接标准体系主要包括国际焊接协会（ISO/TC44）、欧洲焊接协会（EEWF）、美国焊接协会（AWS）等国际和区域性焊接组织制定的标准和规范。

《国际焊接工程师》课件

国际焊接工程师的职责与要求
01
参与焊接设备的选型、安装和调试，提高设备使用效率和安全性。
02
开展焊接技术研究和技术创新，推动焊接技术的发展和应用。
国际焊接工程师的职责与要求
01
要求
02 具备焊接、机械、材料等相关专业的本科及以上学历。
03 取得IIW认证的国际焊接工程师（IWE）职称。
国际焊接工程师的职责与要求
国际焊接标准的实施与监管
1
国际焊接标准的实施需要各国的焊接协会和相关机构进行推广和培训，提高焊接工程师和操作人员的意识和技能水平。
2
国际焊接标准的监管需要各国的质量监管机构和认证机构进行监督和检查，确保焊接产品和服务的质量符合标准要求。
3
国际焊接标准的实施与监管需要加强国际合作和交流，共同推动全球焊接技术的进步和发展。
电子束焊接具有高能量密度、深穿透、高精度等优点，适用于难熔、高强度材料的焊接。
焊接工艺的优化与改进
01
02
03
焊接工艺参数优化
通过调整焊接电流、电压、焊接速度等工艺参数，提高焊接接头的质量，减少焊接缺陷。
焊接材料改进
选用高质量的焊接材料，如低氧焊丝、低氢焊条等，以提高焊接接头的力学性能和抗腐蚀性能。
焊接设备的保护
确保焊接设备接地良好，防止触电事故。同时，应设置排烟系统，减少有害气体和烟尘的排放。

IWE国际焊接工程师总复习-结构(1)解析

IIW Authorised Training Body
问题13：焊缝可能受哪几种应力？此焊缝受那种应力？ —— σ⊥（垂直正应力） —— σ∥（平行正应力） —— τ⊥（垂直剪应力） —— τ∥（平行剪应力）——焊缝承受
IIW Authorised Training Body
问题14：确定角焊缝的焊缝厚度？有哪些限定条件（按DIN18800-1）？
IIW Authorised Training Body
另：凸面角焊缝一般应被避免。它是不经济的并且具有最大的缺口效应。仅在角接焊缝时使用这种焊缝形状，甚至认为是有利的。凹面角焊缝的焊缝体积大于平角焊缝的焊缝体积。凹形角焊缝具有最小的外部缺口效应，因此优先用于承受动载的构件中。它们多半只能在船形位置焊接时得到。不等腰焊缝常用于端面焊缝的焊接，目的是减少缺口效应（应力集中）。
称为内力。
IIW Authorised Training Body
内力包括：水平方向力N（物体水平方向所受内力）—构件不承受垂直方向力V（物体垂直方向所受内力）—构件承受弯矩 M（物体所受力矩）—构件承受
IIW Authorised Training Body
其分布趋势见上图，计算过程如下： Av 支座A的垂直方向支座反力 Bv 支座B的垂直方向支座反力 AH 支座A的水平方向支座反力 MA力矩

(完整word版)国际焊接工程师考试IWE-结构试题

1.按ISO2553进行焊缝图示是，在为不说明符号后面可以给处下述哪些内容？

A．施焊焊工的号码

B．焊接位置

C．焊接电源种类

D．按ISO5817的评定组别

E．焊接方法

2.如采用X型对接焊取代V型对接焊：

A．焊接接头性能提高

B．焊接金属耗材降低

C．焊接成本降低

D．横向收缩增大

E．收缩角度增大

3.关于焊缝许用应力的选择，下述哪些说法是正确的？

A．与焊缝的接头形式有关

B．与母材本身的需用应力有关

C．环境条件对焊缝许用应力无影响

D．焊缝许用应力的选择与应力状态无关

E．焊缝许用应力的选择与焊缝质量级别无关

4.焊接结构设计方法之一是按许用应力设计，计算焊缝强度时，是否有焊缝许用应力

A．计算焊缝强度时，使用母材许用应力，并不另外有焊缝许用应力的概念

B．计算焊缝强度时，应当采用焊缝许用应力

C．焊缝许用应力始终是母材许用应力同一数值

D．焊缝许用应力不一定等于母材许用应力，数值也可以小于母材许用应力

E．焊缝许用应力不一定等于母材许用应力，数值也可以大于母材许用应力

5.图1557中所示截面的惯性矩IX为：

A．592cm4

B．576cm4

C．632cm4

D．608cm4

E．620cm4

6. 下述哪些关于正应力的说法是正确的？

A．正应力平行地作用于截面

B．正应力是由轴向力和弯矩产生的

C．在承受弯曲载荷的梁上不会出现弯曲拉应力和弯曲压应力

D．人们把正应力划分为拉和压应力及弯曲拉应力和弯曲压应力

E．纯剪力载荷能够产生正应力

7. 在图示5种薄壁型材中，

哪些会出现扭转？

A．1

B．2

C．3

D．4

E．5

8. 由于焊接技术方法原因，在DIN18800标准中，对于角焊缝厚度推荐了界限值，下述哪些关系对于角XXXXXX？

国际焊接(IWE)工程师、技术员(IWT)培训教程06-01

电弧喷涂原理：电弧喷涂是以电弧为热源，将熔化的金属丝用高速气流雾化，并以高速喷射到工件表面形成涂层的一种工艺。喷涂时，两根丝状喷涂材料经送丝机构均匀、连续地送进喷枪的两个导电嘴内，导电嘴分别接喷涂电源的正、负极，并保证两根丝材端部接触前绝缘。当两根丝材端部接触时，由于短路产生电弧。高压空气将电弧熔化的金属雾化成金属微熔滴，并将微熔滴加速喷射到工件表面，经冷却、沉积过程形成涂层。此项技术可赋予工件表面优异的耐磨、防腐、防滑、耐高温等性能，在机械制造、电力电子和修复领域中获得广泛的应用。
激光加热表面淬火电子束加热表面淬火
电镀：槽镀、滚镀电刷镀：电刷镀、摩擦电刷镀
备涂覆层，涂覆层的材
化学沉积
化学镀
料成分、组织、应力按
物理气相沉积：真空蒸发、溅射、离子镀
照需要制备
气相沉积
化学气相沉积：化学气相沉积（CVD）、等离子体增强 CVD（PCVD）、激光
CVD
火焰喷涂：氧乙炔喷涂、燃气高速火焰喷涂、燃油高速火焰喷涂
吸粉斗中的粉末，使粉末颗粒随气流从喷嘴中心进入火焰，粒子被加热熔化或软化成为熔融粒子，焰流推动
三熔滴以一定速度撞击在基体表面形成扁平粒子，不断沉积形成涂层。为了提高熔滴的速度，有的喷枪设置有
压缩空气喷嘴，由压缩空气给熔滴以附加的推动力。对于与喷枪分离的送粉装置，借助压缩空气或惰性气体，通过软管将粉末送入喷枪。

国际焊接工程师(IWE)培训课程中的焊接标准体系

要原因是ＩＯ标准体系中尚未建立完整的母材标准体Ｓ系，国的母材标准又不尽相同，就焊接标准体系而各而
言，Ｎ与ＩＯ标准的框架基本相同，材采用ＥＥＳ母Ｎ标准
等）而具体不同结构的设计方面则以在欧洲普遍应刚，
１ＩＥ培训课程中焊接标准体系的构成ＷＩＷＥ课程中所介绍的焊接标准可分为母材方面标
Ｉ相关规程设置的。理论培训课程由基础理论部分ＩＷ其和主课程两部分构成，基础理论部分分为焊接工艺及
设备、材料及材料的焊接行为、焊接结构与设计三门课
焊的质量要求）这些标准的核心，是它与焊接、『材＿料、构和生产四个方面密切相关。该标准中与质量结
ＩＷＥ的培训课程正是针对ＩＷＥ责任和任务，照按
有二百余个，重点讲授的标准约五十余个，且课程经并
过不断的发展已形成了以国际（Ｓ和欧洲（Ｎ）准ＩＯ）Ｅ标
为主的系统的、完整的标准体系。

IWE动载焊接结构的强度及其设计工程师2解析课件

数适用、于设rs与在计构设应计件力中设谱根计的据中等结所效构选常特用幅性的化取载有值荷关，大。但小该不、二应应系小力数于循rm1环。、次rs
logΔ σ R
Limit by material S-N curve
105 限 slope m=3.00
细节类型
160
140 125 112 100 90 80 71 63 56 50 45 40 36
标准中规定对常幅疲劳（所有应力循环内的应力范围保持常量），应按下式进行计算：△σ≤[△σ]
式中：△σ--对焊接部位为应力范围 max min
对非焊接部位为折算应力范围 max 0.7 min
[△σ]--常幅疲劳的容许应力范围（Mpa）
应按下式计算：
1
c
n
式中：n -- 应力循环次数；
R
rm
rs s
下式，中以：应力Δσ范R 围---定本义规的范疲中wk.baidu.com给强出度的（在如给图定1应8所力示循）环。次数
rm和 rs 分别为考虑疲劳强度和载荷的安全系数。
对疲劳强度ΔσR选取的安全系数rm，应反映由于局部应力集中、细节尺寸、冶金效应、剩余应力、裂纹形状和焊接工序变化等而造成的给定结构细节的疲劳强度不稳定性。
第四，切应力疲劳强度曲线，通常此种疲劳失效时裂纹扩展是沿角焊缝截面（最大高度。

IWE结构(带答案)

IWE参考题

（焊接结构）

1承受静载的焊接结构，其主要断裂形式为：

A 脆性断裂；

B 蠕变失效；

C 失稳破坏；

D 疲劳断裂。

2在热负荷状态下，将导致：

A 低温脆性断裂；

B 疲劳断裂；

C 高温蠕变失效；

D 形变断裂。

3 产生层状撕裂的原因，主要是：

A 轧制板材中平行于表面的非金属物夹层；

B 轧制板材中垂直于表面的非金属物夹层；

C 在厚度方向上的应力； D

平行于板材表面的载荷过大。

4层状撕裂主要发生在：

A 厚板的T型或十字接头；

B 受剪切应力的搭接接头；

C 沿板厚方向承受较大应力的接头；

D 厚板的对接接头。

5 层状撕裂的防止办法有：

A 焊接连接基础尽可能的小；

B 焊道数应多；

C 采用对称焊接；

D 缓冲连接范围。

6 脆性断裂的决定因素：

A 焊接缺陷；

B 多变载荷；

C 加载速度；

D 焊接应力；

E 温度。

7 疲劳断裂的决定因素：

A 焊接缺陷；

B 多变载荷；

C 加载速度；

D 焊接应力；

E 温度。

8脆性断裂与疲劳断裂的主要区别在于：

A 载荷方式不同，有静载、动载之分；

B 完成时间不同；

C 温度影响不一样；

D 断口形状不一样。

9板厚相差4mm，单侧削边至少应为：

A 4mm;

B 12mm;

C 16mm;

D 20mm.

10承受动载的对接接头设计时，如果两个板差为8mm，则双侧削斜为：

A 8mm；

B 16mm；

C 24mm；

D 32mm。

11 不同板厚的对接接头，当板厚差为多少时，应加工过渡斜面？

A >2mm；

B >3mm；

C >4mm；

D >6mm。

12接头设计及焊接中，应注意的问题：