焊接结构学复习重点

第一章绪论

焊接机构的优点：（1）焊接接头强度高（2）焊接结构设计灵活性大：焊接结构的几何形状不受限制；焊接结构的壁厚不受限制；焊接结构的外形尺寸不受限制；可利用标准或非标尊型材组焊形成所需要的结构；采用焊接的方法可实现异种材料的连接；焊接还可与其他工艺方法联合使用。（3）焊接接头密封性好（4）焊前准备工作简单（5）易于结构的变更和改型（6）焊接结构的成品率高。

焊接结构的不足之处：（1）存在较大的焊接应力和变形（2）对应力集中敏感（3）焊接接头的性能不均匀

材料的焊接适应性；设计的焊接可靠性；制造的焊接可行性。

焊接残余应力和焊接变形是焊接性的重要组成部分，它影响到冷、热裂纹的产生，影响使用性能并妨碍制造过程。

构件焊接性可理解为所需要的强度性能

焊接结构的性能和质量问题涉及到三个主要方面，即热场（温度场）、应力和变形场以及显微组织状态场。

第三章焊接应力与变形

所谓内应力是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力。内应力是普遍存在的。

内应力按其分布范围的不同可以分为三类：宏观内应力，其平衡范围很大，可以和物体的尺度相比较；微观内应力，其平衡范围比前者要小得多，仅相当于晶粒的尺度；超微观内应力，其平衡范围更小，气大小可与晶格尺度来比量。

“热胀冷缩”是自然界中普遍存在的一种物理现象。物体受热后会膨胀、冷却后会收缩，也就是说，温度的变化会使物体产生变形。如果物体的“胀”、“缩”变形是自由的，即变形不受约束，则说明变形是温度变化的唯一反映；如果这种变形受到约束，就会在物体内部产生应力，这种应力称为温度应力或热应力。

热应力是由于构件不均匀受热所引起的。

此应力是在温度均匀后残存在杆件中的，因此称之为残余应力。

如果材料在受热过程中发生相变，并且相变造成材料的比体积发生变化，因而也会造成体积变化，即产生变形。这种相变所带来的体积变化如果受到限制，也会产生新的内应力，这种内应力即为相变应力。当温度恢复到初始的均匀状态后，如果相变产物仍然保留，则相变应力也将保留，并形成残余应力，即相变残余应力。

当金属物理的温度发生变化或发生相变时，它的形状和尺寸就要发生变化。如果这种变化没有受到外界任何阻碍而自由进行，这种变形就称之为自由变形。自由变形的大小称为自由变形量，单位长度上的自由变形量称之为自由变形率。

当杆件的伸长受阻碍，使其不能完全自由变形时，变形量只能部分表现出来，则将表现出部分变形称为外光变形或可见变形。

未表现出来的那部分变形，称之为内部变形，记为⊿L。

若允许其自由收缩，杆件中也不存在内应力，但杆件的最终长度将比初始长度缩短⊿Lp（塑形变形量）。

长板条单侧加热：在板条的一侧加热，则在板条中产生一侧高而

另一侧低的不均匀温度场。

在焊接过程中所发生的应力和变形被称为暂态或瞬态的应力变形，而在焊接完毕和构件完全冷却后残留的应力和变形，称之为残余或剩余的应力变形。

焊接残余变形是指焊后残余于结构中的变形。焊接变形可发生于结构板材的某一平面内，称为面内变形，也可以发生于平面之外，称为面外变形。焊接残余变形主要有以下几种表现形式：（1）纵向收缩变形

（2）横向收缩变形（3）挠曲变形（4）角变形（5）波浪变形（6）错边变形（7）螺旋形变形

第四章焊接接头

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。最广泛的是熔焊焊接接头。

熔焊焊接接头是在高温移动源局部加热、快速冷却条件下形成的。分为焊缝金属、溶合区、热影响区和母材四部分。

焊接接头是个不均匀体。

焊接接头性能的主要因素：一个是力学方面的影响因素，另一个是材质方面的影响因素。

焊缝是构成焊接接头的主题不分，对接焊缝和角焊缝是焊缝的两种基本形式。

第五章焊接接头的脆性断裂按照断裂前塑性变形的大小，可将断裂分为延性断裂（也称为苏

醒断裂和韧性断裂）和脆性断裂两种。

通常脆性断裂系指沿一定结晶面的劈裂的解理断裂（包括半解理断裂）及晶界（沿晶）断裂。解理是沿晶内一定结晶学平面分离而形成的断裂，是一种晶内断裂，这个结晶学平面就称为解理面。金属材料在一定条件下，例如低温、高应变速率及高应力集中的情况下，当应力达到一定数值时，就会发生解理断裂。

解理断裂的宏观断口平整，一般与主应力垂直，没有可以觉察到的塑形变形，断口有金属光泽，金属材料实际是由取向不同的多晶体组成，因此各晶粒中的解理面（总是沿晶内原子排列密度最大的晶面）不可能在同一平面，故在强光下断口上可以观察到闪闪发光的颗粒，常称为晶状断口。

第六章焊接接头和结构的疲劳强度