焊接残余变形剖析

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第二节 焊接残余变形
5.波浪变形
（1）纵向和横向的压应力使薄板失去稳定 （2）角焊缝的横向收缩引起的角变形造成
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第二节 焊接残余变形
6.扭曲变形
原因很多：装配质量不好；焊接顺序及方向不当； 焊件在焊接时位置搁置不当；构件的零部件形状 不正确而强行装配等。
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第二节 焊接残余变形
7.错边变形
原因：装配不良；两焊件装夹时夹紧 程度不一致；两焊件刚度不同或热物理性质不同； 电弧偏离坡口中心等。
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第二节 焊接残余变形
焊后焊缝的纵向和横向应力是造成焊接残余变 形的根本原因。
2.3焊接变形的危害 1.降低装配质量，并造成焊接错边； 2.增加制造成本，降低接头性能 3.降低结构的承载能力
第二节 焊接残余变形
薄壳（塌陷）-支承座 将支承座周围的壳壁向外顶处，防 壳体变形，而且减少焊接内应力
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第二节 焊接残余变形
2.刚性固定法（防角变形和波浪变形较好）
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第二节 焊接残余变形
船厂较普遍采用
焊缝两侧点固角钢
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第二节 焊接残余变形 3.合理选择焊接方法和焊接规范 焊缝1，2分层焊，每层小线能量
焊接变形不仅影响结构尺寸精度和外观质量，而且在外载作用 下会引起应力集中和附加应力，使结构的承载能力下降。
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第二节 焊接残余变形
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第二节 焊接残余变形
2.4预防焊接变形的 措施（设计和工艺） （一）设计措施 1.合理选择焊缝尺 寸和形式
开坡口的焊缝比一般角焊缝 减少焊缝金属，对减少变形 有利。
第二节 焊接残余变形 2.按基本变形形式划分 纵向变形、横向变形、弯曲变形、角变形、 波浪边形和扭曲变形等几种
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第二节 焊接残余变形
2.2焊接变形产生的原因 1.纵向变形
大 纵向收缩量-长度 母材线胀系数 小 夹具40%-70%
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第二节 焊接残余变形 2.横向变形
利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形，使 较长的金属在冷却后收缩，来达到矫正变形 的目的。
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第二节 焊接残余变形
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第三节 焊接残余应力
3.1应力的分类 1.热应力（由于不均匀加热和冷却而引起）
2.拘束应力（由于结构本身或外加约束作用而引起）
3.相变应力（焊接接接头区产生不均匀的组织转变） 4.氢致集中应力（扩散氢聚集在显微缺陷处） 5.焊接残余应力（焊接过程结束后，整个结构温度降低到环境
大 对接焊-板厚 同样板厚-坡口角度 小 夹具40%-70%
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第二节 焊接残余变形
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第二节 焊接残余变形 3.弯曲变形 （a）弯曲变形的度量f（挠度） f是焊后焊件的中心轴偏离焊件原中心轴的最大距离
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第二节 焊接残余变形
（b）由纵向 收缩变形引起 的弯曲变形
第一节 焊接应力和变形的基本概念 （二）不均匀加热及焊接过程引起应力与变形
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第一节 焊接应力和变形的基本概念
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第二节 焊接残余变形 2.1焊接残余变形
的分类 1.按焊接结构
的变形形式划分 （a）局部变形
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第二节 焊接残余变形 （b）整体变形
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第二节 焊接残余变形
限制和缩小焊接热场的分布
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第二节 焊接残余变形
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第二节 焊接残余变形
2.5 矫正焊接 变形的方法
㈠机械矫正法
利用外力使构件产生 与焊接变形相反的塑 性变形，使两者相互 抵消。
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第二节 焊接残余变形 ㈡火焰加热矫正法
第三章 焊接应力与变形
焊接应力和变形的基本概念 焊接残余变形
焊接残余变形剖析
第一节 焊接应力和变形的基本概念
一、焊接应力与变形
把焊接过程中焊件中产生的随时间变化的变形和
内应力分别称为焊接瞬时变形和焊接瞬时应力。
把焊后焊件冷却至室温时仍留存在焊件中的变形
和应力分别称为焊接残余变形和焊接残余应力。
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（a）坡口处垫高； （b）翼板反向压弯（压头、辊压法） （c）加外力，加力处效果好，不加力处较差，翼板边缘 波浪形
第二节 焊接残余变形
（二）工艺措施 1.反变形法（预先估计好结构变形的大小和方向，装配时给予一个相反
方向的变形与焊接变形相抵消，使焊后构件保持设计的要求。最常用）
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温度后留存于焊接结构内的应力）
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第三节 焊接残余应力 3.2焊接残余应力的分布
㈠纵向残余应力 x
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第三节 焊接残余应力
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第三节 焊接残余应力
力求收缩到比原来的 长度短 焊后产生向焊缝一边的 弯曲变形
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第二节 焊接残余变形 （c）由横向收缩变形引起的弯曲变形
工字梁-下部焊肋板-角焊缝-横向收缩
焊接ห้องสมุดไป่ตู้余变形剖析
第二节 焊接残余变形
4.角变形：在焊后由于焊缝横向收缩
使两连接件间相对角度发生变化的变形。
薄板：厚度方向温度分布均匀，无角 变形 较厚板：（加热时）厚度方向温度分 布不均匀，温度高的一面受热膨胀较 大，膨胀受阻，另一面较小；（冷却 时）施焊的一面收缩大，另一面收缩 小。
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第二节 焊接残余变形
2.尽可能减少不必要的焊缝
采用槽钢（b）来加固轴承比用辐射 形筋板（a）具有更好的效果，同时 需要的焊缝也比后者少。
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第二节 焊接残余变形
3.合理安排焊缝位置 焊缝尽量对称(有可
能使焊缝所引起的挠 曲变形相互抵消)于 截面中性轴或使焊缝 靠近截面中性轴（减 小焊缝所引起的挠 曲），这对减少梁、 柱等一类结构的挠曲 变形有良好效果。
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第一节 焊接应力和变形的基本概念
二、焊接应力和变形的产生
焊接时应力和变形的形成主要取决于焊接热过程，以及焊件在焊 接过程中受拘束的条件。
（一）均匀加热时引起应力与变形
1、自由状态下的杆件
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2、不能自由膨胀的杆件
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第一节 焊接应力和变形的基本概念
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