船舶結(jié)構(gòu)焊接第2章2-6 焊縫及焊接接頭

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1、§2-6焊縫及焊接接頭的形式和特點(diǎn)一、焊縫的型式和特點(diǎn)焊縫是組成焊接接頭的主體部分，對(duì)接焊縫和角焊縫是焊縫的兩種最基本的型式一、焊縫的形式和特點(diǎn)T形接頭角焊縫搭接接頭角焊縫對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫(buttweld)（1）尺寸要素熔寬、熔深、加厚高B/H：叫焊縫形狀系數(shù)BhH(2)坡口groove：根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，將焊件的待焊部位加工裝配成一定幾何形狀的溝槽。開坡口bevelling(oftheedge)：用機(jī)械、火焰或電弧等工藝方法加工坡口的過程.開坡口的目的：焊透坡口的類型卷邊坡口平對(duì)坡口V型坡口U型坡口X型坡口K型坡口（3）選擇坡口的原則?、根據(jù)板厚和焊接方法選擇坡口，保證

2、熔透。氣焊，手弧焊，自動(dòng)焊的熔透深度逐步增加，則板厚及鈍邊高度也可相應(yīng)增加。?、焊接材料的消耗量：對(duì)于同樣厚度的焊接接頭，采用x型坡口比v型坡口能節(jié)省較多的焊接材料、電能和工時(shí)，構(gòu)件越厚節(jié)省越多。?、可焊到性：它是選擇坡口型式的重要條件之一，一般地說，要根據(jù)構(gòu)件能否翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)難易，或內(nèi)外兩側(cè)的焊接條件而定。對(duì)不能翻轉(zhuǎn)的和內(nèi)經(jīng)較小的容器，為了避免大量的仰焊及不能或不便從內(nèi)側(cè)施焊，都宜采用v型或u型坡口。?、坡口加工：v型和x型坡口可用氣割或等離子切割，亦可用機(jī)械切割加工。但u型和雙u型坡口，一般需要刨邊機(jī)加工。?、焊接變形：采用不適當(dāng)?shù)钠驴谛褪饺菀桩a(chǎn)生較大的焊接變形，如果坡口形

3、勢(shì)適宜工藝合理，則可有效的減少焊接變形。2、角焊縫角焊縫按其截面形狀可分為四種，如下圖所示，角焊縫的大小用焊角高度k來表示，通常稱k為焊角尺寸。承擔(dān)靜載荷時(shí)，如材料塑性良好，角焊縫的截面形狀對(duì)承載能力沒有顯著影響。承擔(dān)動(dòng)載荷時(shí)，下圖中凹型比平型的承載能力高，凸型的最低。不等邊的，當(dāng)長(zhǎng)邊平行于載荷方向時(shí)，承受動(dòng)載效果較好。3、其它焊縫型式PlugweldSlotweldEdgeweld;EdgejointSpotweld二、焊接接頭的型式及特點(diǎn)焊接接頭的基本形式：1）對(duì)接接頭2)搭接接頭3)丁字（T型）接頭4)角接頭1、對(duì)接接頭特點(diǎn)：受力好，裝配精度要求高。截面變化平緩，應(yīng)力集

4、中小，受力狀態(tài)是各種接頭中最好的。但是它的裝配要求較高，如果兩邊母材上下錯(cuò)動(dòng)，或間隙過大、過小都不行。例如：船體外殼板都是對(duì)接接頭，如果下料不準(zhǔn)確，大了一點(diǎn)，那怕是半公分，就不能保證焊接質(zhì)量，必須再切一刀。但是如果一下切多了，或者沒有考慮到焊后收縮變形小了2~3公分，那么對(duì)不起，這快鋼板就只好報(bào)廢了，對(duì)國(guó)家，對(duì)人民，對(duì)你的工廠都將帶來一定的損失，對(duì)你個(gè)人嗎？一個(gè)月的獎(jiǎng)金就別拿了。2、搭接接頭(lapjoint)（1）缺點(diǎn)：應(yīng)力集中大,受力狀態(tài)不好,疲勞強(qiáng)度低（2）優(yōu)點(diǎn)：對(duì)裝配的要求不高受力差，裝配要求簡(jiǎn)單。它的特點(diǎn)剛好和對(duì)接接頭相反，應(yīng)力分布很不均勻，疲勞強(qiáng)度低，但是它們的焊

5、前準(zhǔn)備工作幾裝配要求卻很簡(jiǎn)單。你看它，下料時(shí)大一點(diǎn)，小一點(diǎn)，只要不過火對(duì)接頭性能就沒有太大的影響，正是因?yàn)檫@個(gè)優(yōu)點(diǎn)，搭接接頭在某些對(duì)強(qiáng)度要求不高的結(jié)構(gòu)上應(yīng)用比較廣泛，如：大型貯罐的底板。（3）根據(jù)搭接接頭中角焊縫受力的方向可將其分為：1）正面角焊縫(frontfilletweld)——與力的作用方向垂直的角焊縫；2）側(cè)面角焊縫(sidefilletweld)——與力的作用方向平行的角焊縫；3）斜向角焊縫——與力的作用方向呈一定角度的角焊縫。（1）正面角焊縫的工作應(yīng)力分布在正面角焊縫的搭接接頭中力線彎曲較為嚴(yán)重，應(yīng)力分布很不均勻，根據(jù)測(cè)試結(jié)果可以看出，在角焊縫的根部A點(diǎn)和焊趾B

6、點(diǎn)都有較大的應(yīng)力集中，如圖2—27所示，其數(shù)值與許多因素有關(guān)，如焊趾B點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)就是隨角焊縫的斜邊與水平邊的夾角θ而變化的，減小其夾角θ和增大熔深焊透根部，可以降低應(yīng)力集中系數(shù)。由于搭接接頭的正面角焊縫與作用力偏心，所以承受拉力時(shí)接頭上產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，如下圖所示。為了減少?gòu)澢鷳?yīng)力，兩條正面角焊縫之間的距離應(yīng)不小于其板厚的4倍。（2）側(cè)面角焊縫的搭接接頭中的工作應(yīng)力分布用側(cè)面角焊縫連接的搭接接頭中其應(yīng)力分布更為復(fù)雜。在焊縫中既有正應(yīng)力又有切應(yīng)力，切應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度上的分布是不均勻的，當(dāng)受拉力P作用時(shí),沿側(cè)面角焊縫長(zhǎng)度上切應(yīng)力分布如圖中qxa所示(qxa為單位長(zhǎng)度焊縫承受的

7、切力）。形成這種兩端應(yīng)力大，中間應(yīng)力小的主要原因，是因?yàn)榇罱影宀牟皇墙^對(duì)剛體，在受力時(shí)本身產(chǎn)生彈性變形所至。當(dāng)側(cè)面角焊縫的搭接接頭焊縫較長(zhǎng)時(shí)這種應(yīng)力分布的不均勻程度就更大，因此采用過長(zhǎng)的側(cè)面焊縫將使應(yīng)力集中增加，是不合理的。一般規(guī)范規(guī)定，側(cè)面焊縫長(zhǎng)度不得大于50k。（3）聯(lián)合角焊縫的搭接接頭中的工作應(yīng)力分布在只用側(cè)面角焊縫焊成的搭接接頭中，不但沿焊縫長(zhǎng)度上應(yīng)力分布是不均勻的，而且在母材斷面上應(yīng)力分布也是不均勻的如圖a中的橫截面A-A,在焊縫附近出現(xiàn)較大正應(yīng)力，其應(yīng)力集中非常嚴(yán)重。為了改善這一斷面上的應(yīng)力