焊接变形收缩是复杂的﹐计算公式也是近似的。
对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。
除其它因素，变形大小与焊缝的充填金属量、输入热量成正比。
所以同一板厚的对接焊缝横向收缩大小依次为：单V，x，单U，双U。
多道焊时，每道焊缝所产生的横向收缩量逐层递减。
T形接头、搭接接头的横向收缩量，随焊角高K的增加而增大，随板厚s增加而降低。单V对接焊缝横向收缩近似值及公式：y = 1.01*e^（0.0464x）
y＝收缩近似值e＝2.718282 x＝板厚
双V对接焊缝横向收缩近似值及公式：y = 0.908*e^（0.0467x ）
y＝收缩近似值e＝2.718282 x＝板厚
4.2 焊接应力与变形： 4.2.1 焊接变形和残余应力的不利影响： 焊接变形 1.影响工件形状、尺寸精度 2.影响组装质量 3.增大制造成本———矫正变形费工、费时 4.降低承载能力———变形产生了附加应力 焊接应力 1.降低承载能力 2.引起焊接裂纹，甚至脆断 3.在腐蚀介质中，产生应力腐蚀裂纹 4.引起变形 4.2.2 焊接变形和应力的产生原因： 根本原因：对焊件进行的不均匀加热和冷却，如图6-2-8 焊接应力 焊接加热时，焊缝区受压力应力（因膨胀受阻，用符号“-”表示） 远离焊缝区手拉应力（用符号“+”表示） 焊后冷却时，焊缝受拉应力（因收缩受阻），远离焊缝区受压应力 焊接变形：当焊接应力超过金属σs时，焊件将产生变形 焊接应力和焊接变形总是同时存在，不会单独存在，当母材塑性较好，结构刚度较小时，焊接变形较大而应力较小；反之，则应力较大而变形较小。 4.2.3 焊接变形的控制和矫正：
4.2.3.1 焊接变形的基本形式，如图6-2-9 如图6-2-9 常见的焊接残余变形的类型 1、2---纵向收缩量3---横向收缩量4、5---角变形量f---挠度 （1）收缩变形：即焊件沿焊缝的纵向和横向尺寸减少，是由于焊缝区的纵向和横向收缩引起的。如图5-2-9 a （2）角变形：即相连接的构件间的角度发生改变，一般是由于焊缝区的横向收缩在焊件厚度上分布不均匀引起的。如图5-2-9b （3）弯曲变形：即焊件产生弯曲。通常是由焊缝区的纵向或横向收缩引起的。如图5-2-9c （4）扭曲变形：即焊件沿轴线方向发生扭转，与角焊缝引起的角度形沿焊接方向逐渐增大有关。如图5-2-9d （5）失稳变形（波浪变形）：一般是由沿板面方向的压应力作用引起的。如图5-2-9e 4.2.3.2 控制焊接变形的措施 （1）设计措施（详见焊接结构设计） 尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理选用焊缝的截面形状，合理安排焊缝位置──尽量使焊缝对称或接近于构件截面的中性轴（以减少弯曲变形）。如图6-2-10
实验一平板焊接变形的测量与分析 一、实验目的 1.掌握测量平板收缩变形、挠曲变形及角变形的基本方法。 2.熟悉平板堆焊收缩变形、挠曲变形及角变形的产生原因和分布规律。 3.了解不同厚度、不同线能量对收缩变形、挠曲变形及角变形大小的影响。 二、焊接设备、实验条件及测量工具和仪器 （一）焊接方法及设备 焊接方法：手工电弧焊焊接设备：交流弧焊机及其辅助设施 （二）实验条件 1.试件尺寸：2mm×150 mm×300 mm（Q235钢）6mm×150 mm×300 mm（Q235钢） 2.试件材料：Q235 3.焊接规范 板厚焊接电流 2mm钢90A 110A 6 mm钢170A 190A 4.测点分布 如下图1、2所示 图1 2mm板测点分布
图2 6mm板测点分布 2mm板：只测角变形及挠曲变形。6mm板：横向收缩、角变形以及挠曲变形均测。 （三）测量工具与仪器 测量仪器包括：1.引申仪；2.游标卡尺；3.钢板尺 三、测量方法 1.横向收缩变形的测量 横向收缩变形采用引申仪。引申仪结构见图3 图3 引申仪结构示意图 其中：1.百分表；2.铰链；3.活动支腿；4.固定支腿；5.弹簧。 对应图2中A、B、C、F、G、H六条横线，把引申仪的活动支腿3放在竖线L上的洋冲孔内，拉动引申仪，活动支腿4放在竖线P上对应的孔内，从百分表中读出焊前孔间距的原始值B0,焊后测出间距值B1。分别填入附表内，其差值即为焊接所引起的横向收缩变形值。由于上下表面收缩不一样，取上下表面差值的平均值即为该位置的横向收缩变形值。 2、挠曲变形的测量 挠曲变形的测量采用带支腿的钢板尺和游标卡尺来测量。
焊接变形：的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。 减少焊接应力与变形的工艺措施主要有： 一、预留收缩变形量。根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量，以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。 二、反变形法。根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。 三、刚性固定法。焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形。此方法会增大焊接应力，只适用于塑性较好的低碳钢结构。 四、选择合理的焊接顺序。尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时，应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长，可采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形。 五、锤击焊缝法。在焊缝的冷却过程中，用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝，使金属产生塑性延伸变形，抵消一部分焊接收缩变形，从而减小焊接应力和变形。 六、加热“减应区”法。焊接前，在焊接部位附近区域(称为减应区)进行加热使之伸长，焊后冷却时，加热区与焊缝一起收缩，可有效减小焊接应力和变形。 七、焊前预热和焊后缓冷。预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差，降低焊缝区的冷却速度，使焊件能较均匀地冷却下来，从而减少焊接应力与变形。 1．焊接缺陷：焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。 2．未焊透：焊接时接头根部未完全熔透的现象，对对接焊缝也指焊缝深度未达到设计要求的现象。 3．未熔合：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分，电阻点焊指母材与母材之间未完全熔化结合的部分。 4．夹渣：焊后残留在焊缝中的焊渣。 5．夹杂物：由于焊接冶金反应产生的，焊后残留在焊缝金属中的微观非金属杂质（如氧化物、硫化物等）。 6．夹钨：钨极惰性气体保护焊时由钨极进入到焊缝中的钨粒。 7．气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。气孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。8．咬边：由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。 9．焊瘤：焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。 10．白点：在焊缝金属拉断面上，出现的如鱼目状的一种白色圆形斑点。 11．烧穿：焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。 12．凹坑：焊后在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。 13．未焊满：由于填充金属不足，在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽。 14．下塌：单面熔化焊时，由于焊接工艺不当，造成焊缝金属过量透过背面，而使焊缝正面塌陷，背面凸起的现象。 15．焊接裂纹：在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。 16．热裂纹：焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。 17．弧坑裂纹：在弧坑中产生的热裂纹。 18．冷裂纹：焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说在MS温度以下）时产生的焊接裂纹。 19．延迟裂纹：钢的焊接接头跨却到室温后并在一定时间（几小时、几天、甚至十几天）才出现的焊接冷裂纹。 20．焊根裂纹：沿应力集中的焊缝根部所形成的焊接冷裂纹。 21．焊趾裂纹：沿应力集中的焊趾处所形成的焊接冷裂纹。 22．焊道下裂纹：在靠近堆焊焊道的热影响区内所形成的焊接冷裂纹。 23．消除应力裂缝：焊后焊件在一定温度范围再次加热时由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹。 24．层状撕裂：焊接时，在焊接构件中沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂纹。 25．裂纹敏感性：金属材料在焊接时产生裂纹的敏感程度。 26．试件：按照预定的焊接工艺制成的用于试验的焊件，或从构件上切取的用于试验的焊接接头的一部分。
钢结构工程焊接应力与变形差生的危害及采取的措施 随着“绿色建筑”理念的推广，以钢结构件为主体框架结构结合复合砌筑体结构已成为一种必然趋势，因为以钢结构为主的框架结构的回收利用性有效避免钢筋混凝土结构建筑垃圾的产生，具有可持续性。由于钢结构工程的特有型，焊接作业时钢结构工程最重要的工序之一，而焊接应力及焊接变形产生是影响钢结构安全性及可靠性的重要因素。本文着重对焊接应力及焊接变形的危害及所采取的对应措施进行分析。 一、焊接应力与变形产生机理 焊接热输入引起材料不均匀局部加热，使焊缝区熔化，而熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制，产生不均匀的压缩塑性变形。在冷却过程中，已发生压缩塑性变形的这部分材料又受到周围材料的制约，不能自由收缩，在不同程度上又被拉伸而卸载，与此同时，熔池凝固，金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。这种随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形，称为瞬态应力与变形。而焊后，在室温条件下，残留于构件中的内应力场和宏观变形称为焊接残余应力与焊接残余变形。 焊接残余应力和变形，严重影响焊接构件的承载力和构件的加工精度，应从设计、焊接工艺、焊接方法、装配工艺着手降低焊接残余应力和减小焊接残余变形。
二、焊接残余应力的危害及降低焊接应力的措施 1．焊接残余应力的危害 影响构件承受静载能力；影响结构脆性断裂；影响结构的疲劳强度；影响结构的刚度和稳定性；易产生应力腐蚀开裂；影响构件精度和尺寸的稳定性。 2．降低焊接应力的措施 (1)设计措施 尽量减少焊缝的数量和尺寸，在减小变形量的同时降低焊接应力；防止焊缝过于集中，从而避免焊接应力峰值叠加；要求较高的容器接管口，宜将插入式改为翻边式。 (2)工艺措施 采用较小的焊接线能量，减小焊缝热塑变的范围，从而降低焊接应力；合理安排装配焊接顺序，使焊缝有自由收缩的余地，降低焊接中的残余应力；层间进行锤击，使焊缝得到延展，从而降低焊接应力；焊接高强钢时，选用塑性较好的焊条；预热拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸）；采用整体预热；降低焊缝中的含氢量及焊后进行消氢处理，减小氢致集中应力。 采用热处理方法：整体高温回火、局部高温回火或温差拉伸法（低温消除应力法，伴随焊缝两侧的加热同时加水冷） 三、焊接变形的危害性及预防焊接变形得到措施 1、焊接变形的分类 焊接变形可以区分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和室温
角焊缝计算 基本公式 )63(22 -≤+??? ? ??w f f f f f τβσ )73(-≤= ∑w f f e w f f h l N βσ )83(-≤= ∑w f e w f f h l N τ 1承受轴心力作用时角焊缝连接计算(双盖板拼接) 侧面角焊缝 )83(-≤= ∑w f e w f f h l N τ 三面围焊角焊缝 )73(-≤= ∑w f f e w f f h l N βσ e w w f f h l f N ∑'='β w f e w f f h l N N ≤' -= ∑τ
角钢与节点板用侧面角焊缝连接 ) 153() 143(2 221 11-≤= -≤=∑∑w f e w f w f e w f f h l N f h l N ατατ 角钢与节点板用三面角焊缝连接 )193(33-=∑w f f e f bh N β ) 213(2) 203(23 22311--=-- =N N k N N N k N
) 63(22 -≤+??? ? ??= =∑∑w f f f f w e y f w e x f f l h N l h N τβστσ 4承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的角焊缝连接计算
承受弯矩与剪力联合作用的角焊缝连接计界 ∑= -+?=-+?=w e VAy y x x TAy y x y TAx l h V I I r T I I r T τττ) 273()263( w f TAx f VAy TAy f ≤+??? ? ??+22 τβττ 对接焊缝计算 对接焊缝计算与构件截面的强度计算相同请自己总结
薄板件中焊接焊接焊接变形量大，容易变形 焊接变形收缩始终是一个比较复杂的问题，对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。 为了给设计人员提供一定的参考，贴几个公式： 1、单V对接焊缝横向收缩近似值及公式： y = 1.01*e^（0.0464x） y＝收缩近似值 e＝2.718282 x＝板厚 2、script id=text173432>双V对接焊缝横向收缩近似值及公式： y = 0.908*e^（0.0467x ） y＝收缩近似值 e＝2.718282 x＝板厚
3、
5、
1、预热处理是为了防止裂纹，同时兼有一定改善接头性能的作用，但是预热也恶化劳动条件，延长生产周期，增加制造成本。过高预热温度反会使接头韧性下降。 预热温度确定取决于钢材的化学成分、焊件结构形状、约束度、环境温度和焊后热处理等。随着钢材碳当量、板厚、结构约束度增大和环境温度下降，焊前预热温度也需相应提高。焊后进行热处理的可以不预热或降低预热温度。 Q345焊接的预热温度板厚≤40mm，可不预热； 板厚＞40mm，预热温度≥100度（以上为理论参考） 2、焊接变形收缩始终是一个比较复杂的问题，对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。具体经验公式见附件！ 3、低合金钢接头焊接区的清理是一项不可忽视的工作，是建立低氢环境的主要环节之一。 若直接在焊件切割边缘和切割坡口上的焊接接头，则焊前必须清理干净切割面得氧化皮盒熔化金属的毛刺，必要时可用砂轮打磨。 如果焊件表面未经喷丸、喷砂等预处理，则在焊缝两侧的内外表面必须用砂轮打磨至露出金属光泽。焊条电弧焊接头的打磨区要求每侧为20mm，埋弧焊为30mm。
焊接线能量的范围与计算方法 q = IU/υ式中：I电弧电压V υ线能量 J/cm 例如，板厚12mm，进行双面开Ⅰ形坡口埋弧焊，焊丝 ф4mm，I=650A，U=38V，υ=0、9cm/s。，则焊接线能量q为: q= IU/υ=65038/0、9 =27444 J/cm 线能量综合了焊接电流、电弧电压和焊接速度三大焊接工艺参数对焊接热循环的影响。线能量增大时，热影响区的宽度增大，加热到高温的区域增宽，在高温的停留时间增长，同时冷却速度减慢，决定焊接线能量的主要参数就是焊接速度，焊接电流，和电弧电压，所以从这个意义上讲，只要你确定了合理的焊接规范参数，就已经确定了合理的焊接线能量，所以并没有一个专门的定量的的焊接线能量的测定，除非有特别要求，工程技术上也不可能给一个线能量的具体数值来控制，而是由焊接规范控制的，不过焊接线能量可以通过电流和电压和焊速来计算。但是没一种焊接方法，还有根据实际应用情况线能量都不同，所以这种计算必要性不大，只要你利用合理的焊接规范，一般就没什么问题个人认为理论上应该乘以热效率系数，但是从工程上来说这些都不是实用的东西焊接线能量熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝的能量。焊接线能量的计算过程如下：有效热功率：P＝ηPo＝ηUI其中：Po电弧功率（J/s）U电弧电压（V）I焊接电流（A）η 功率有效系数，焊条电弧焊为0、74～0、
87、埋弧焊为0、77～0、 90、交流钨极氩弧焊为0、68～0、 85、直流钨极氩弧焊为0、78～0、85。无特别说明时，取中间值。焊接线能量：E＝P/v其中：v焊接速度（cm/min）列： Q345E板焊接线能量经验数值小于等于39J/cm。当今，他们在计算熔焊热输入时，不管电极是摆动还是不摆动，都使用同一公式，这是不适宜的。在摆动焊时，焊道宽、焊速慢，用传统公式计算出的线能量就会比实际值大。建议在计算摆动焊接的线能量时添加折减系数；或者，重新定义热输入。
焊接变形和焊接应力产生的原因和措施 焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。 焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。减少焊接应力与变形的工艺措施主要有： 一、预留收缩变形量根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量，以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。 二、反变形法根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的 变形。 三、刚性固定法焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形。此方法会增大焊接应力，只适用于
塑性较好的低碳钢结构。 四、选择合理的焊接顺序：尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时，应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长，可采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形合理的装配和焊接顺序。具体如下： 1）先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝； 2）焊缝较长的焊件可以采用分中对称焊法、跳焊法，分段逐步退焊法交替焊法；3）焊件焊接时要先将所以的焊缝都点固后，再统一焊接。能够提高焊接焊件的刚度，点固后，将增加焊接结构的刚度的部件先焊，使结构具有抵抗变形的足够 刚度； 4）具有对称焊缝的焊件最好成双的对称焊使各焊道引起的变形相互抵消；
5）焊件焊缝不对称时要先焊接焊缝少的一侧。； 6）采用对称与中轴的焊接和由中间向两侧焊接都有利于抵抗焊接变形。 7）在焊接结构中，当钢板拼接时，同时存在着横向的端接焊缝和纵向的边接焊缝。应该先焊接端接焊缝再焊接边接焊缝。 8）在焊接箱体时，同时存在着对接焊缝和角接焊缝时，要先焊接对接焊缝后焊接角接焊缝。 9）十字接头和丁字接头焊接时，应该正确采取焊接顺序，避免焊接应力集中，以保证焊缝获得良好的焊接质量。对称与中轴的焊缝，应由内向外进行对称焊接。10）焊接操作时，减少焊接时的热输入，（降低电流、加快焊接速度、）。11）焊接操作时，减少熔敷金属量（焊接时采用小坡口、减少焊缝宽度、焊接角焊时减少焊脚尺寸）.。逐步退焊法，常用于较短裂纹的焊缝。施焊前把焊缝分成适当的小段，标明次序，进行后退焊补。焊缝边缘区段的焊补，从裂纹的终端
一、箱形柱的现场拼接焊缝（等壁厚箱形柱对接） C=4tan +?+βt b A1=βtan 212t ? ；A2=e C ??3 2 ；A3=b t ? A=A1+A2+A3=3 22tan 2e C t b t ?+?+?β 二、箱形柱的现场拼接焊缝（不等壁厚箱形柱对接） C=4tan 1+?+βt b A=ββcot 2 1 32tan 212211b e C t b t +?+?+?
三、人孔补强板与柱的现场焊接 C=()4tan 2+-+βt b A =()Ce t b t 3 2tan 221 2+-+?β 四、 工字形梁翼缘的现场焊接 C=42 tan )(2+-+β p t b =?-+15tan )2(214t A=e C t t b ?+??????-?+?3 2 2tan ) 2(2 1 22 β =e C t t ?+-+3 2 2tan )2(10β
L1=(t-2)/3×tan60°+2 L2=2(t-2)/3×tan45°+2 C1= 442 2 1 +?? ? ??+t L C2= 442 2 2+?? ? ??+t L A1=t ×b A2=? ???? ??-?60tan 32212 t A3=4 211t L ?? A4=e C ??134 A5=? ??? ? ??-?45tan 3)2(2212 t A6=4212t L ?? A7=e C ??234 A= A1+ A2+ A3+ A4+ A5+ A6+ A7
C=42 tan 222+?-? +β t b =()62 tan 2+?-β t A=e b t b t ???+?? ????? ????? ??-??+?C 32 22tan 22142β =()e t t ??+-+C 3 42tan 221 22β 七、 工字型柱翼缘的现场焊接 C=()4tan 2+-+βt b =βtan )2(9-+t A = e C t t b ?+-+?32 tan )2(212β =Ce t t 32tan )2(2152+-+β
角焊缝及其计算 型式及分类 截面形式:普通型（等边凸形）、平坦型（不等边凹形）、凹面形 两焊脚边夹角：直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向 1.侧面角焊缝（侧缝） 侧缝主要承受剪力，应力状态叫单纯，在弹性阶段，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两端大中间小，且焊缝越长越不均匀，但侧缝塑性好。 2．正面角焊缝（端缝） 端缝连接中传力线有较大的弯折，应力状态较复杂，正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀，但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象，所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏，但正面角焊缝的刚度较大，变形较小，塑性较差，性质较脆。 3．斜向角焊缝 斜向角焊缝受力情况较复杂，其性能介于侧缝和端缝之间，常用于杆件倾斜相支的情况，也用在板件较宽，内力较大连接中。 4．周围角焊缝 主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽，而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接，成为开口或封闭的周围角焊缝。构造及要求。 4.1.最小焊脚尺寸 4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足
4.3.角焊缝最小长度 4.4.侧面角焊缝最大计算长度 4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度 4.6.搭接连接中搭接长度应满足而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。 4.7.在次要构件和焊缝连接中，允许采用断续角焊缝，各段间距满足以保证整体受力。 角焊缝连接计算 基本计算公式 轴心作用下的角焊缝计算 轴心作用下角钢的角焊缝计算 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（T形接头） 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（搭接形接头） 1. 端缝、侧缝在轴向力作用下的计算： （1）端缝 ——垂直于焊缝长度方向的应力； he ——角焊缝有效厚度； lw ——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm（每端减5mm）；ffw ——角焊缝强度设计值；bf ——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，bf =1.22，直接承受动力荷载bf =1.0。 （2）侧缝
焊接工艺问答（强度及结构） 2008-01-10文字选择： 各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。 例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。 36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？ 焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，
其应力称为工作应力。另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。 37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。 全焊透对接接头的各种受力情况见图31。图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。 受拉时的强度计算公式为 F σt＝───≤〔σ′t 〕 Lδ1 F 受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α 〕
Lδ1 式中F——接头所受的拉力或压力（N）； L——焊缝长度（cm）； δ1——接头中较薄板的厚度（cm）； σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠ 〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2） 〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2） 计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。 解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。 根据已知条件，在上述公式中，F=28400N，L=500mm=50cm，δ1=5mm=0.5cm，代入计算为 F 28400 σt＝─── ＝───── ＝1136N/cm2＜14200N/cm2 Lδ1 50×0.5 ∴该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作安全。 38 举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。
焊接结构产生收缩变形的原因分析,机械自 动化- 摘要：焊接结构在焊接过程中将不可避免的会产生焊接变形，焊接变形对结构的生产加工产生了一系列不利的影响，甚至造成结构的报废。焊接变形的类型较多，但不论是何种变形，它们形成的根源是由于焊缝的纵向和横向缩短造成的。本文论述了焊接结构产生纵向和横向收缩变形的主要原因及影响因素。 关键词：焊接结构纵向横向变形原因 1 引言 机械制造工业是国民经济的基础工业，它决定着整个国家的工业生产能力和水平，而焊接技术则是机械制造工业中的关键技术之一。随着现代工业的高速发展，焊接结构的应用也几乎涉及到国民经济的各个领域，如石油与化工机械、超重运输设备、宇航运载工具、车辆与船舶制造、冶金、矿山、建筑结构及国防工业等。但结构在焊接时，往往会产生各种类型的焊接变形，如弯曲变形、角变形、扭曲变形、错边变形等，这些变形形成的根本原因是由于焊缝的收缩造成的。焊接变形会降低焊接结构的承
载能力和使用寿命，而且在焊后要进行大量复杂的矫正工作，严重的甚至造成焊件报废。因此在生产过程中必须控制焊接结构的变形，才能提高产品质量和缩短生产周期，所以研究焊缝产生收缩变形的原因及影响因素具有重要的意义。 2 焊接结构产生焊接变形的根本原因 焊接热过程是一个不均匀加热的过程，在焊接热源的作用下，液态金属周围的温度分布极不均匀，引起焊件各区域不均匀的体积膨胀和收缩，从而产生焊接变形。 3 焊接结构产生收缩变形的原因及影响因素 由于焊接接头的形式、钢板的厚薄、焊缝的长短、焊件的形状、焊缝的位置等原因，会出现各种不同形式的变形，按基本变形的形式不同，焊接结构的变形种类有： （1）收缩变形 焊件焊后其尺寸的缩短称为收缩变形。它分为纵向收缩变形和横向收缩变形。如图所示
焊接变形收缩始终是一个比较复杂的问题，对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。 为了给设计人员提供一定的参考，贴几个公式： 1、单V对接焊缝横向收缩近似值及公式： y = *e^（） y＝收缩近似值 e＝ x＝板厚 2、script id=text173432>双V对接焊缝横向收缩近似值及公式： y = *e^（） y＝收缩近似值
e＝ x＝板厚 3、 4、
5、 6、
1、预热处理是为了防止裂纹，同时兼有一定改善接头性能的作用，但是预热也恶化劳动条件，延长生产周期，增加制造成本。过高预热温度反会使接头韧性下降。 预热温度确定取决于钢材的化学成分、焊件结构形状、约束度、环境温度和焊后热处理等。随着钢材碳当量、板厚、结构约束度增大和环境温度下降，焊前预热温度也需相应提高。焊后进行热处理的可以不预热或降低预热温度。 Q345焊接的预热温度板厚≤40mm，可不预热； 板厚＞40mm，预热温度≥100度（以上为理论参考）2、焊接变形收缩始终是一个比较复杂的问题，对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。具体经验公式见附件！ 3、低合金钢接头焊接区的清理是一项不可忽视的工作，是建立低氢环境的主要环节之一。 若直接在焊件切割边缘和切割坡口上的焊接接头，则焊前必须清理干净切割面得氧化皮盒熔化金属的毛刺，必要时可用砂轮打磨。
焊接收缩量计算 焊接变形收缩是复杂的,计算公式也是近似的。 对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关,坡口大、对接间隙大,焊缝截面积大,焊接能量也大,则变形也大。 除其它因素,变形大小与焊缝的充填金属量、输入热量成正比。所以同一板厚的对接焊缝横向收缩大小依次为: 单V,x,单U,双U。多道焊时,每道焊缝所产生的横向收缩量逐层递减。 T形接头、搭接接头的横向收缩量,随焊角高K的增加而增大,随板厚s增加而降低。单V对接焊缝横向收缩近似值及公式: y = 1.01*e^:0.0464x: y,收缩近似值 e,2.718282 x, 板厚 双V对接焊缝横向收缩近似值及公式: y = 0.908*e^:0.0467x : y,收缩近似值 e,2.718282 x, 板厚
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 财务管理工作总结 [财务管理工作总结]2009年上半年，我们驻厂财会组在公司计财部的正确领导下，在厂各部门的大力配合下，全组人员尽“参与、监督、服务”职能，以实现企业生产经营目标为核心，以成本管理为重点，全面落实预算管理，加强会计基础工作，充分发挥财务管理在企业管理中的核心作用，较好地完成了各项工作任务，财务管理水平有了大幅度的提高，财务管理工作总结。现将二00九年上半年财务工作开 展情况汇报如下: 一、主要指标完成情况: 1、产量90万吨，实现利润1000万元 ,按外销口径, 2、工序成本降低任务: 上半年工序成本累计超支1120万元，,受产量影响,。 二、开展以下几方面工作: 1、加强思想政治学习，用学习指导工作 2009年是转变之年，财务的工作重心由核算向管理转变，全面参与生产经营决策。对财会组来说，工作重心从确认、核算、报表向预测、控制、分析等管理职能转变，我们就要不断的加强政治学习，用学习指导工作，因此我们组织全组认真学习“十七大”、学习2009年马总的《财务报告》，在学习实践科学发展观活动中，反思过去，制定了2009年工作目标，使我们工作明确了方向，心里也就有了底，干 起活来也就随心应手。 5
1.板厚为12mm的焊件焊缝长30mm,受拉力8640N,求焊缝所受拉力? 解:根据σ=(P)/(δL)可知 σ=(8640)/×30)=240(Mpa) 答:焊缝所受拉应力为240兆帕。 2.板厚为10mm钢板对接,焊缝受29300N剪切力,材料为Q235-A,求焊缝长度? 解:根据公式τ=Q/LS≤[τh )查得[τh )=9800N/cm2 L≥Q/S[τh]=(29300)/(1×9800)≈(cm) 答:焊缝长度为3厘米。 3.侧面角焊缝构件焊脚K=6mm,拉力P=104N,焊缝L=400mm,长度焊缝承受多大应力? 解:根据τ=(P)/ 可知 侧面角焊缝受静载强度:τ=(P)/ =(104 )/×6×400)=(Mpa) 答:焊缝承受的最大应力为兆帕。 4.已知侧面角焊缝可承受的最大应力为,焊缝 L=400mm,拉力P=10080N,试问该焊缝角高是多少? 解:根据公式τ=(P)/可得 K=(P)/τ)=(10080)/×400×=5(mm) 答:焊角高为5毫米。 5.角焊缝构件焊脚K=8mm,拉力P=10b N,焊缝L1 =L2=200mm,L3 =150mm,求角焊承受的切应力? 解:根据公式τ=(P)/ΣL)=(1000000)/×8× (200+200+150)) = 答:该角焊缝气承受切应力为兆帕。 6.角焊缝承受应力400Mpa,焊缝总长500mm,焊脚8mm,求承受的拉力。 解:根据公式τ=(P)/ΣL)可得应力 P=ΣLτ=×8×500×400=1120000(N) 答拉力为1120000牛顿。 7.两块厚10mm,板对接,受垂直板面弯矩M为,焊缝长300mm,求焊缝承受应力。 解:根据公式σ=(6M)/(δ2L)=(6×3×105 )/(12×30)=600(Mpa) 答:焊缝承受应力为600兆帕。 8.焊缝承受600Mpa应力,长为200mm,板厚10mm,求板面受外弯力矩? 解:根据公式σ=(6M)/(δ2 L)可得板面外弯力矩
实腹钢梁的焊接变形计算 摘要：本文采用英国钢结构细部设计手册中的方法，对某实际工程汽机房屋面实腹钢梁拼合截面中的焊缝变形进行了详细计算。由此得知焊接变形是可以预测的，并可以事先考虑其影响。 关键词：实腹钢梁，焊缝，焊接变形 1.前言 现在越来越多的中国设计公司在按不同的设计标准承接着世界各地钢构件的设计。设计出来的钢构件需要满足世界各国的标准，这就需要设计公司要熟练掌握相应的国外的设计标准，才能在国际化分工中站在有利的位置上。 在钢结构工程领域，设计者、细部设计者和制造商都允许偏差的存在。这是因为即使按照非常高的标准进行制造，也无法保证每一个尺寸的绝对精确。恰恰在这里，一定的允许偏差却是必需的，按照惯例，允许偏差值应在图中标注。在钢结构工程中，考虑到许多构件的尺寸很大以及轧制型钢、焊接型钢产品带来的偏差，要取得很小的偏差所付出的代价非常大。因此从经济角度来考虑其习惯做法是按照在一般工厂环境下可以做得到的合理的标准制作构件并进行节点设计，使其在现场装配时能够吸收小的偏差。 现在许多工厂已经安装了按照长度进行号料和切割构件、钻孔及将板切削成形的数控（NC）设备。数控设备在很大程度上取代了用来进行手工预加工（如号料、切割和钻孔）节点安装的（或其他的）模板。数控设备的使用极大地提高了精度，不需要进行修整和扩孔调整就能取得较好的允许偏差，然而，引起尺寸偏差的主要因素是熔化的焊接金属冷却收缩引起的焊接变形。引起的总变形与焊缝尺寸、焊接过程中输入的热量、焊道的数量、受约束的程度以及材料厚度有关。 2.工程实例简介 汽机房屋面是火力发电厂主厂房的一个重要组成部分。汽机房屋面一般采用T型钢屋架和实腹钢梁两种。某工程采用实腹钢梁形式，由于实腹钢梁的跨度达到30.0m，需要的截面高度达到1.5m，而热轧H型钢在市场上能买到的最大截面为HN700X300X13X24,长度仅为12m，这显然是不能满足本工程的实际需求。因此本工程采用焊接H型钢组合截面，其截面采用BH1500X500X20X30。材料采用Q345B，焊条采用E50型。 3.焊接变形计算表格 图1 介绍了焊接变形的各种形式，以及如何通过采取临时约束进行预先调整或用增加额外的初始长度的办法减小焊接变形的影响。这些措施通常是在工
焊接的有关计算 第一章 基本概念的有关计算 一、焊条药皮质量系数 概念：焊条药皮质量系数即焊条与药芯（不包括无药皮的夹持端）的质量比。 b l m K 100%m = ? 式中：Kb ——药皮质量系数（%）； m o ——药皮质量（Kg ）； m l ——焊芯质量（Kg ）。 二、焊条药皮厚度分类 （1）薄药皮焊条 1.2≤焊条直径焊芯直径 （2）厚药皮焊条 1.2 1.5<≤焊条直径焊芯直径 （3）特厚药皮焊条 1.8<焊条直径 焊芯直径 三、熔敷系数 熔敷系数指熔焊过程中，单位电流、单位时间内，焊芯（或焊丝）熔敷在焊件上的金属量。 H o l p m It m m It αα= -= 式中：H α——熔敷系数（g/Ah ）； m ——熔敷焊缝金属质量（g ）； I ——焊接电流（A ）； t ——焊接时间（h ）。 四、熔化系数 熔化系数指熔焊过程中，单位电流，单位时间内，焊芯（或焊丝）的熔化量。 o l p m m It α-= 式中 ：p α——熔化系数（g/Ah ）； o m ——焊芯原质量（g ）； l m ——焊后剩下焊芯质量（g ）； 五、熔化速度 熔化速度指熔焊过程中，熔化电极在单位时间内熔化的长度或质量。
O p L L v t -= 式中 p v —— 熔化速度（mm/min ）； O L ——焊条原长（mm ） ； L ——余下焊条头长度（mm ）； T ——焊接时间（min ）。 例：某焊条长320mm ，经过5min 的焊接，剩下40mm 的焊条头，求该焊条的熔化速度。 解：O p L L v t -= =（320mm-40mm ）/5min=56mm/min 答：该焊条的熔化速度为56mm/min 。 六、熔敷速度 熔敷速度指熔焊过程中，单位时间内熔敷在焊件上的金属量。 p m m v t -= 式中：p v ——熔敷速度（kg/h ）； M ——焊后焊件的质量（kg ）； 0m ——焊前焊件的质量（kg ） ； t ——焊接时间（h ）。 七、热输入 热输入指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。 q U I /v η= 式中：q ——热输入（J/mm ）； U ——电弧电压（V ）； I ——焊接电流（A ）； V ——焊接速度（mm/s ）； η——热效率（焊条电弧焊η=0.7～0.8；埋弧焊η=0.8～0.95；TIG 焊η=0.5）。 例1：用焊条电弧焊焊接Q390（原15MnTi ）钢时，为防止和减小焊接热影响区的过热区脆化倾向，要求焊接时热输入不超过30kj/cm 。如果选择焊接电流为180A,电弧电压为28V ，试计算焊接速度应为多少？ 已知：I=180A ；q=30kJ/cm ；U=28V 求：v=？ 解：由 q UI/v η= 取η=0.7 得：v=UI/q=0.728180/30000cm/s=0.118cm/s η?? 答：应选用的焊接速度为0.118cm/s 。 例2：已知某钢材焊接过程中焊条电弧焊的电弧电压为26V ，焊接电流为200A ，焊接速度为0.2cm/s ，试求其焊接热输入（η取0.8）。 已知：I=200A ；v=0.2cm/s ；U=26V ；η=0.8
造船中的焊接变形和反变形控制 1.研究背景 船舶工业是传统的劳动密集型装配制造业，焊接操作是其中主要的作业形式之一，焊接水平的高低在很大程度上决定了船体的质量和生产效率,而焊接变形又是焊接过程中最难控制的一环。焊接变形的存在不仅造成了焊接结构形状变异,尺寸精度下降和承载能力降低,而且在工作荷载作用下引起的附加弯矩和应力集中现象是船舶结构早期失效的主要原因,也是造成船舶结构疲劳强度降低的原因之一[1]。焊接变形对现代造船技术的应用产生了障碍。由于焊接变形对船舶建造质量、成本和周期都具有重要影响，工业界一直对其非常重视，对焊接变形从实验和理论上进行了大量研究，希望能够对焊接过程进行有效预测和控制。反变形可以控制焊接变形，降低残余应力，且方法简单易行，在船舶行业有广泛的应用。 2.背景内容 针对造船中的焊接变形，国内外专家进行大量的研究。焊接过程是一个非平衡的、时变的、带有随机因素影响的物理化学过程，它涉及电弧物理、传质传热和力学等方面。至今对焊接过程变形的实时检测与监控仍是困难的，不仅需要特殊的方法，而且对设备的要求也很高。随着计算机软、硬件技术的快速发展，使得焊接热加工过程的数值模拟应运而生，实践证明数值模拟对于研究焊接现象是一种非常有用的方法。 2.1国外专家的预测和研究 20世纪30年代以来，许多苏联学者就开始了焊接变形计算与控制研究。如C.A.库兹米诺夫[2]研究了典型船体结构总变形和局部变形的计算方法，提出了减少和补偿焊接变形以及矫正主船体结构的解决方案。Greene和Holzbaur[3]开展了降低焊接残余应力和变形的研究，目前降低残余应力和焊接变形技术大多数由他们制定的法则演变而来。法国的国际焊接研究所对“焊接结构中残余
焊接的有关计算 第一章基本概念的有关计算 一、焊条药皮质量系数 概念：焊条药皮质量系数即焊条与药芯（不包括无药皮的夹持端）的质量比。 式中：Kb——药皮质量系数（%）； ——药皮质量（Kg）； m o ——焊芯质量（Kg）。 m l 二、焊条药皮厚度分类 （1）薄药皮焊条 （2）厚药皮焊条 （3）特厚药皮焊条 三、熔敷系数 熔敷系数指熔焊过程中，单位电流、单位时间内，焊芯（或焊丝）熔敷在焊件上的金属量。 ——熔敷系数（g/Ah）； 式中： H m——熔敷焊缝金属质量（g）； I——焊接电流（A）；
t ——焊接时间（h ）。 四、熔化系数 熔化系数指熔焊过程中，单位电流，单位时间内，焊芯（或焊丝）的熔化量。 式中 ：p α——熔化系数（g/Ah ）； o m ——焊芯原质量（g ）； l m ——焊后剩下焊芯质量（g ）； 五、熔化速度 熔化速度指熔焊过程中，熔化电极在单位时间内熔化的长度或质量。 式中 p v —— 熔化速度（mm/min ）； O L ——焊条原长（mm ）； L ——余下焊条头长度（mm ）； T ——焊接时间（min ）。 例：某焊条长320mm ，经过5min 的焊接，剩下40mm 的焊条头，求该焊条的熔化速度。 解：O p L L v t -= =（320mm-40mm ）/5min=56mm/min 答：该焊条的熔化速度为56mm/min 。 六、熔敷速度
熔敷速度指熔焊过程中，单位时间内熔敷在焊件上的金属量。 v——熔敷速度（kg/h）； 式中： p M——焊后焊件的质量（kg）； m——焊前焊件的质量（kg）； t——焊接时间（h）。 七、热输入 热输入指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。 式中：q——热输入（J/mm）； U——电弧电压（V）； I——焊接电流（A）； V——焊接速度（mm/s）； η——热效率（焊条电弧焊η=～；埋弧焊η=～；TIG焊η=）。 例1：用焊条电弧焊焊接Q390（原15MnTi）钢时，为防止和减小焊接热影响区的过热区脆化倾向，要求焊接时热输入不超过30kj/cm。如果选择焊接电流为180A,电弧电压为28V，试计算焊接速度应为多少？ 已知：I=180A；q=30kJ/cm；U=28V 求：v=？
【2017年整理】焊接收缩量控制焊接收缩量控制 1、下料长度方向按每道口预留2-3mm，切割完坡口装配后总长度公差保证 +8—+10mm。 2、装配后焊接前检查装配间隙，间隙偏大或切割豁口处可采取坡口单侧焊 补并打磨光滑，或附加刚性支撑控制焊接收缩量。 3、焊接过程中对锅体总长度进行检测，可在清根前，整体焊接后各进行一 次记录。(见记录表) 理论长度 A段 B段 C段焊前清根前焊接后 4、检测部位采取宽度方向多点检测，可在槽体的3段平面各取两点测量， 每次测量后如发现焊接收缩不均匀，可相应的调整焊接参数，即收缩量大的地方可调小电流，限制焊道宽度和深度，反之，可适当调大电流增加焊道宽度和深度，连续施焊。 焊接缺陷控制 要保证焊接接头的质量，就应在焊接过程中采用有效措施，防止产生焊接缺陷。 (1)防止咬边的措施是电流大小要适当;运条要均匀;焊条角度要正确;焊接电弧要短些;埋弧自动焊的焊速要适当。 (2)防止产生气孔的措施是:不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏心或焊芯锈蚀的焊条;各种类型的焊条或焊剂都应按规定的温度和保温时间进行烘干;焊接坡口及其两侧应清理干净;正确地选择焊接工艺参数;碱性焊条施焊时，应短弧操作。
(3)防止产生夹渣的主要措施有:彻底清除渣壳和坡口边缘的氧化皮及多层焊道间的焊渣;正确运条，有规律地搅动熔池，促使熔渣与铁水分离;适当减慢焊接速度，增加焊接电流，以改善熔渣浮出条件;选择适宜的坡口角度;调整焊条药皮或焊剂的化学成分，降低熔渣的熔点。 (4)采用多人对称分段焊，每一段都是朝着与施焊总方向相反的方向施焊。焊缝的起始和末端加引弧板和熄弧板，尽可能在引弧板和熄弧板上起弧和熄弧，焊接结束后，将引弧板、熄弧板气切去除，避免起弧和熄弧时引起的焊接缺陷影响本体焊缝质量，即使焊缝中间的起弧和熄弧也不要在相邻“道”和相邻“层”的同一截面位置起弧和熄弧，起弧、熄弧时控制操作速度，禁止因操作不当造成弧坑气孔或裂纹，尽可能避免缺陷累计影响焊缝质量。