焊接理论基础(四):焊接应力与变形
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常见的焊接变形有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等五种形式收缩变形是工件整体尺寸的减小,是由于焊缝金属沿纵向和横向的焊后收缩而引起的。收缩变形是难以修复的,因此,构件下料时必须要加余量。
角变形发生的根本原因是横向收缩变形在厚度方向上的不均匀分布。焊缝正面的变形大,背面的变形小。这样就造成了构件平面的偏转。角变形可以采用反变形来预防,为了取得预期效果必须对角变形作出估计。在对接、搭接和丁字接头的焊接时,往往会产生角变形。
挠变形是由于构件的横截面不对称,焊缝布置不在构件的中性轴上,焊后构件常发生弯曲变形,这种弯曲变形可由焊缝的纵向收缩引起,也可以由焊缝的横向收缩引起。产生扭曲变形的原因有很多,主要是质量不好、焊接时工件搁置不当及焊接顺序和焊方向不合理等原因,致使焊缝向收缩和横向收缩没有一定规律而引起的变形。


常见的减小和控制焊接应力与变形的措施一般可以分成三大类:焊前预防措施、焊中控制措施和焊后调节措施。焊前预防措施中的第一种方法:合理选择焊缝的尺寸和形式。
焊缝尺寸直接关系到焊接工作量和焊接变形的大小。焊缝尺寸大,不但焊接量大,而且焊接变也大。因此,在保证结构的承载能力的下,设计时应该尽量采用较小的焊缝尺寸。
焊缝越多,所产生的应力集中越大。因而,合理地选择筋板的形状,适当地安排筋板的位置,可以减少焊缝;也可采用压型来提高平板的刚性和稳定性。
设计时,安排焊缝尽可能对称于截面中性轴,或者使焊缝接近于中轴,这样可以减少焊缝所引起的挠曲。


