焊接结构复习资料(3)

2019-01-12 15:47

表面强化处理(锤击) 特殊保护措施 采用保护涂层

第四章 焊接结构的应力腐蚀破坏 1.应力腐蚀的主要害处:

金属本身的损失 金属制品结构损坏所造成的损失

应力腐蚀概念:金属在静拉应力和特定腐蚀介质共同作用下,经过一段时间后,所产生的低应力脆断现象。

产生条件:

1)拉应力存在外应力、残余应力

2)化学介质一定材料对应一定的化学介质 3)材料与腐蚀介质的组合

4)工作温度镁合金在室温下便产生应力腐蚀,低碳钢一般在介质的沸腾温度下才开裂。

断口特征

宏观:常发生在材料的表面台阶状或放射状条纹断口有金属光泽

微观:显微裂纹呈枯树枝状;腐蚀坑;沿晶断裂和穿晶断裂;穿晶断裂有河流花样、扇形花样等。

2.防止焊接结构产生应力腐蚀的措施:

a、正确选材 匹配的焊接材料耐SCC好,经济 b、合理的结构设计

1)考虑耐蚀性需要

2)尽量避免和减少局部应力集中

3)采用连续焊,可避免产生缝隙,增加结构抗应力腐蚀能力。 4)设计槽及容器时,应考虑易于清洗和将液体排放干净。 5)避免不同金属接触以防止电偶腐蚀。

6)换热操作中英避免局部过热点,设计时应保证具有均匀的温度梯度。

合理的结构设计

c消除和调节残余应力:合理的施焊工艺、热处理、调节残余应力场转为压应力场 d控制电位:阴极和阳极保护

e用镀层或涂层隔离环境 :如油漆、油脂等,电镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜

f控制和改善环境:对环境介质进行处理;加缓蚀剂;降温

第五章(占30%)

1、常用工艺文件种类(5-151)

(1)工艺过程卡片 是描述零件整个加工工艺过程全貌的一种工艺文件。它是制定其他工艺文件的基础,也是进行技术准备、编制生产计划和组织生产的依据。通过工艺过程卡可以了解零件所需的加工车间、加工设备和工艺流程。表5—2所示为装配工艺过程卡。

(2)工艺卡片 它是以工序为单位来说明零件、部件加工方法和加工过程的一种卡片。工艺卡片表示了每一工序的详细情况,所需的加工设备以及工艺装备。如表5—3所示为焊接工艺卡片。

(3)工序卡片 它是在工艺卡片的基础上为某一道工序编制的更为详细的工艺文件。工序卡片上须有工序简图,表示本工序完成后的零件形状、尺寸公差、零件的定位和装配装夹方式等。表5—4所示为装配工序卡。 (4)工艺守则 是焊接结构生产过程中的各个工艺环节应遵守和执行的制度。主要包括守则的适用范围,与加工工艺有关的焊接材料及配方,加工所需设备及工艺装备,工艺操作前的准备以及操作顺序、方法、工艺参数、质量检验和安全技术等内容。

2、制定焊接工艺应遵循的原则

a、保证焊接质量,即焊接的接头无论外形尺寸或内部质量都要满足技术要求。 b、有利于生产率的提高,即要便于施焊,可达性好,翻转次数少。

c、选择合适的焊接方法,了解各种方法的生产特点。如:适合金属的种类、厚度、焊接位置、焊缝长度;对坡口、焊前准备、焊后热处理的要求;焊接接头的质量及其稳定性;经济指标等在制定焊接工艺时参考。

3、编制焊接生产工艺应达到的要求

a、保证质量的同时,要求各工序工艺的劳动量最小; b、产品周期最短,且生产节拍与生产任务相适应;

c、采用多面手、多工位兼职、多机床管理及采用高效的机械化、自动化方法,以节省工人数量。 d、提高设备利用率,使设备、装备数量最少。 e、采用优化排样,降低废料率; f、采用节能设备和工艺,降低能耗。

4、车间布置方案的基本形式

目前金属结构车间布置方案的基本形式大致分为纵向布置、迂回布置、纵横向混合布置等方案。纵向生产线的车间适用于各种加工路线短、不太复杂的焊接产品的生产,包括质量不大的建筑金属结构的生产。迂回布置适用于产品零件加工路线较长的单件小批、成批生产性质

工艺路线:把焊接结构生产制造中各生产工序的排列顺序称为生产工艺路线或工艺流程。

工序:由一个或一组工人,在一台设备或一个工作地点对一个或同时几个焊件所连续完成的那部分工艺过程,称为工序。

工位:在某一工序中,工件在加工设备上所占的每个工作位置称为工位。

工步:在一个工序内工件、设备、工具和工艺规范均保持不变的条件下所完成的那部分动作称为工步。

5、焊接接头静载强度计算(采用许用应力法,重点掌握对接接头、T形接头,相应公式参见P180-181)

对接接头强度计算

已知:F=6.4e4KN δ=8mm L=50mm构件材料为Q235,为机器焊接结构,采用焊条为E4303型焊条焊接,

焊缝等级为三级。试校核该焊缝的静载强度。

由公式

带入参数 ζ=6.4×104KN/8mmx50mm =160MPa

查询[ζw](根据母材为Q235焊条为E4303型焊条焊接,焊缝等级为三级。) 构件的使用情况为机器焊接构件 [ζw]=0.9[ζ]=0.9x185MPa=166.5MPa 由ζ=160MPa< [ζw]=166.5MPa

T形接头强度计算P180-181(课件此题老师未给例题及解答)

w]=185MPa

6、焊接接头设计不合理改合理(P166-1178)

附:焊接接头的设计特点

a焊接接头应优先采用形式简单、应力集中小、不破坏结构连续性的。不要使用或较少使用残余应力力线密集或出现转折的接头和焊缝形式。

b尽量将焊接接头布置在工作载荷较小处,以及构件几何尺寸和形状不变的地方。 c角焊缝的焊角尺寸不宜过大,搭接角焊缝不宜过长。

d钢板在厚度方向(Z向)上性能差,因此组成T形(十字)接头时,选择Z向钢。

e焊接接头刚度大,焊缝未达屈服前变形量很小,故对于作为铰接点的接头可能产生高的附加应力,此时应采取诸如减小焊接截面、改变焊缝位置等措施来增加接头的柔性。

f充分考虑制造单位的条件,提高设计接头的公益性(接头的种类、施工时的可达性、施焊性等)

7、焊接结构图样表示法(具体参见课件第五章50-72,鉴于页面太多,在此仅整理习题,其他如有需要请

自行整理打印,解答此题时,要注意图中未用语言给出的信息,考试时会有根据图中信息回答问题的题目) 焊缝坡口采用带钝边的V形坡口 坡口间隙为2mm 钝边高为3mm 坡口角度为60° 采用焊条电弧焊焊接 反面封底焊 反面焊缝要求打磨平整。

1. 带钝边的双V形坡口对接焊缝,钝边为2mm,根部间隙为1mm,坡口角度为50°,画出其焊缝符号。 2. 坡口角度为60°,根部间隙为2mm,钝边为3mm且封底焊的V形焊缝,焊接方法为焊条电弧焊,画出其焊缝符号

3、焊脚尺寸为6mm,沿焊件周围施焊的双面角焊缝,画出其焊缝符号。

4、上面为坡口角度为45°,钝边为3mm,根部间隙为2mm的单边V形对接焊缝,下面是焊脚为8mm的角焊缝的双面焊缝,画出其焊缝符号。

5、断续角焊缝,焊缝长100mm,焊脚尺寸为6mm,间距为50mm,共有6段,在现场或工地上进行焊接,焊缝在非箭头侧,画出其焊缝符号。

6、带钝边的U形坡口的封底焊,钝边为2mm,根部半径为10mm,根部间隙为2mm,画出其焊缝符号。

8、焊接接头的基本类型

按焊接方法分:熔焊接头、压力焊接头、钎焊接头

按接头构造形式不同分:对接接头(形式:a不开坡口b开坡口c削薄d带垫板)、搭接接头(形式:a不开坡口 b圆孔内塞焊 c长孔内塞焊)、T形(十字)接头(形式:单面不开坡口、开K形坡口、开单边V形坡口、双面不开坡口)、十字接头、卷边接头等

9、焊接接头及接头术语分类

焊接接头:用焊接方法把金属材料连接起来的接头,简称接头。 焊接接头的组成:焊缝金属、熔合线、热影响区和母材。

对接接头:两板件端面通过焊接形成135°~180°夹角,称为对接接头。对接接头是各种接头中受力最好、最省材料的接头形式

搭接接头:两板件部分重叠起来进行焊接所形成的接头。搭接接头的应力分布极不均匀,疲劳强度较低,不是理想的接头形式,但是,搭接接头的焊前准备和装配工作比较简单

T形(十字)接头:将一个焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角,用角焊缝连接起来的接头。这类接头能承受各种方向的外力和力矩的作用

角接接头:两板件端面构成30°~135°夹角的焊接接头。角接接头多用于箱形构件。 焊缝是构成焊接接头的主体部分,有对接焊缝和角焊缝两种基本形式。 对接焊缝

对接焊缝的焊接接头可采用卷边、平对接或加工成V形、U形、X形、K形等坡口。

基本型:I形、V形和单边V形、U形和单边U形; 特殊型:卷边的、带垫板的、锁边的和塞焊、开槽焊等; 组合型:各种坡口的组合使用

坡口角度:其作用是使电弧能深入根部使根部焊透,坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关,坡口角度越大,焊缝金属量越多,焊接变形也会增大,一般焊缝的坡口角度选60°左右。

根部间隙:采用根部间隙是为了保证根部能焊透。一般情况下,坡口角度小,需要同时增加间隙;而间隙较大时,又容易烧穿,为此,需要采用钝边防止烧穿。根部间隙过大时,还需要加垫板。

角焊缝:按其截面形状可分为平角焊缝、凹角焊缝、凸角焊缝和不等腰角焊缝四种;应用最多的是截面为直角等腰的角焊缝。角焊缝的大小用焊脚尺寸K表示。

10、开坡口原因:是为了确保厚板焊透,获得较高接头质量,同时也从经济效益考虑。 11、焊接接头坡口形式(参见第五章课件34-46)


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