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焊接結構的特點
焊接結構具有一系列其他結構無法比擬的優點,主要體現在以下幾個方面:
1.焊接結構的優點
1)焊接結構的整體性強。由于焊接是一種金屬原子間的連接,剛度大、整體性好,在外力作用下不會像其他機械連接那樣因間隙變化而產生過大的變形,因此焊接接頭的強度、剛度一般可達到與母材相等或相近,能夠隨基本金屬承受各種載荷的作用。
2)焊接結構的致密性好。由于焊縫的致密性,焊接結構能保證產品的氣密性和水密性要求,這是鍋爐、儲氣罐、儲油罐等壓力容器在正常工作時不可缺少的重要條件。
3)焊接結構適應制作的外形尺寸范圍特別大。不僅可以制造微型機器零件(采用微焊接技術),而且可以制造現代鋼結構,特別適用于幾何尺寸大而形狀復雜的產品,如船體、析架、球形容器等。對大型或超大型的復雜工程,可以將結構分解,對分解后零件或部件分別進行焊接加工,再通過總體裝配焊接連接成一個整體結構。
4)焊接結構比較經濟。在使用一些型材時,采用焊接結構比軋制更經濟。例如用寬扁鋼與鋼板焊成的大型工字鋼(高度大于的700mm)往往比軋制的型鋼成本更低。
5)焊接結構的零件或部件可以直接通過焊接方法進行連接,不需要附加任何連接件。
與鉀接結構相比,具有相同結構的質量可減輕10%~20%左右。
2.焊接結構的不足
焊接結構的不足之處,集中表現在以下幾個方面:
1)由于焊接接頭要經歷冶煉、凝固和熱處理三個階段,所以焊縫中難免產生各類焊接缺陷,雖然大多焊接缺陷可以修復,但若修復不當或缺陷漏檢,則可能帶來嚴重的問題,將形成過大的應力集中,從而降低整個焊接結構的承載能力。
2)由于焊接結構多是整體的大剛度結構,裂紋一旦擴展,就難以被制止住,因此焊接結構對于脆性斷裂、疲勞、應力腐蝕和蠕變破壞都比較敏感。
(3)由于焊接過程是一個不均勻的加熱和冷卻過程,焊接結構必然存在焊接殘余應力和變形,這不僅影響焊接結構的外形尺寸和外觀質量,同時給焊后的繼續加工帶來很多麻煩,甚至直接影響焊接結構的強度。
4)焊接會改變材料的部分性能,使焊接接頭附近變為一個不均勻體,即具有幾何的不均勻性(包括截面的改變和焊接變形)、力學的不均勻性(接頭形式引起的應力集中和焊接殘余應力)、化學的不均勻性(成分不均勻)以及金屬組織的不均勻性(即金相組織結構不均勻)。
5)對于一些高強度的材料,因其焊接性能較差,容易產生焊接裂紋等缺陷。
根據以上這些特點可以看出,若要獲得優質的焊接結構,必須做到合理地設計結構,正確地選擇材料和選擇合適的焊接設備,制定正確的焊接工藝和進行必要的質量檢驗,才能保證合格的產品質量。