焊接結(jié)構(gòu)的特點
用焊接方法制造的金屬結(jié)構(gòu),稱為焊接結(jié)構(gòu)。世界主要工業(yè)國家每年生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)約占鋼產(chǎn)量的45%左右。
(1)焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點
1)焊接結(jié)構(gòu)與鉚接結(jié)構(gòu)相比,可以節(jié)省大量金屬材料。例如,起重機采用焊接結(jié)構(gòu),其重量可以減輕15%-20%,建筑鋼結(jié)構(gòu)可以減輕10%-20%,原因在于焊接結(jié)構(gòu)不必打鉚釘孔,材料截面能得到充分利用。其次,焊接結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)不需打孔、劃線的工作量較少,比較省工。焊接設(shè)備也比鉚接生產(chǎn)所需的大型設(shè)備如多頭鉆床的投資低。
2)焊接結(jié)構(gòu)與鑄造結(jié)構(gòu)相比,不需要制作木模和砂型,也不需要專門熔煉、澆鑄、工序簡單、生產(chǎn)周期短。其次,焊接結(jié)構(gòu)比鑄件節(jié)省材料,焊接結(jié)構(gòu)件的重比鑄鋼件輕20%-30%,比鑄鐵件輕50%-60%,因為焊接結(jié)構(gòu)的截面可以按需要來選取,不必像鑄件那樣因工藝的限制而加大尺寸,且不需要采用過多的肋板和過大的圓角。
3)有些型材如采用焊接結(jié)構(gòu)比用軋制經(jīng)濟。例如,當(dāng)工字鋼的高度大于1750px時,采用鋼板拼焊要比軋制的成本低。
4)焊接結(jié)構(gòu)具有一些用別的工藝方法難以達到的優(yōu)點。例如,焊接結(jié)構(gòu)可以在同一個零件上,根據(jù)不同要求采用不同的材料或分段制造來簡化工藝。
(2)焊接結(jié)構(gòu)的缺點
1)焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中比較大:例如,焊縫和焊件的交界處一焊趾,易引起較大的應(yīng)力集中,應(yīng)力集中對結(jié)構(gòu)的脆斷和疲勞強度有很大影響,破壞往往就從這里開始。
2)焊接結(jié)構(gòu)有較大的焊接應(yīng)力和變形:焊接變形和應(yīng)力不但可能引起工藝缺陷,而且在一定條件下將影響結(jié)構(gòu)的承載能力,如強度、剛性和受壓穩(wěn)定性,此外還將影響到結(jié)構(gòu)的加工精度和尺寸穩(wěn)定性。
3)焊縫中存在著一定數(shù)量的焊接缺陷:這些缺陷如氣孔、裂紋、夾渣、未熔合、未焊透,一方面會降低強度、引起應(yīng)力集中,另一方面又是引起結(jié)構(gòu)破壞的主要原因,如焊接裂紋是引起結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂的主要因素。
4)焊接結(jié)構(gòu)具有較大的性能不均勻性:由于焊縫金屬的成分和組織與基本金屬不同,以及焊接接頭各部位所經(jīng)受的熱循環(huán)不一樣,所以焊接接頭的不同區(qū)域具有不同的性能,形成了一個不均勻體。這不均勻體中往往存在著一個薄弱環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)的破壞常常就從這兒開始。
5)焊接接頭的整體性:這是焊接結(jié)構(gòu)區(qū)別于鉚接結(jié)構(gòu)的一個重要特性,這一特性使焊接結(jié)構(gòu)具有較高的密封性和剛性,但另一方面又帶來一個嚴(yán)重問題,即整個結(jié)構(gòu)的止裂性沒有鉚接結(jié)構(gòu)好,裂紋一旦形成并擴展就不易制止,繼續(xù)延伸而使結(jié)構(gòu).到破壞,而鉚接縫往往可以起到限制裂紋擴展的作用。






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