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标题: 探讨：结构件的焊缝强度你是怎么算的 [打印本页]
作者: autosand    时间: 2013-3-22 16:10
标题: 探讨：结构件的焊缝强度你是怎么算的
探讨一下，大型焊接结构件的焊缝强度你是怎么算的？. i3 s+ ?) U# {3 z1 h
很多人给的焊缝大小是，双面焊缝取板材厚度的0.6-0.7倍，单面焊缝取板材厚度的0.8倍，# W' V& B7 \7 }2 P* y3 W& \( o% m) J
但是焊缝强度你是怎么算的，超过许用应力吗？
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补充内容 (2013-3-24 20:20):- y/ |1 d2 M; O  i& L# _
哥们正在研究，搞明白了开讲坛；再强调是计算焊缝强度
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补充内容 (2013-3-26 09:04):
( g2 ?: E; w4 Y& f6 ^5 \2楼的太深了，那是大师水平；11楼的介绍适用于我们普通工程师
作者: 2266998    时间: 2013-3-22 21:49
大结构的焊接，是个挺麻烦的事情，考虑的方面很多，几句话说不很清楚，8 M8 G9 N& h6 E0 \% ^( j6 U
8 C8 I& J2 b4 R0 U1 n6 h6 E  B
说说俺怎么玩吧，我因为玩这个，也说不上有多大体会，凑合说句吧，
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首先是钢板，同样强度级别的板子，有在线热处理的板子，有后期淬火的板子，有特殊拉伸以后提高强度的板子，还有各种微合金化处理的板材，米国标准，德国、意大利等的差异都很大，总之，种类非常多，但无论说什么，必须先清楚基础材料，这个糊涂了，往下玩不了，一团浆糊，我这类资料，有半米高，各国的都有，我还玩轧钢，包括宽板，每次玩这些大结构，首先花半天讨论钢板，用谁的？( z/ R$ ?! ]. U) e+ k5 B

. f1 i4 y( b) [) w再就是焊条、焊丝，这个要特别清楚，牵扯熔池合金化与凝固顺序问题，凝固不搞清楚了，没法考虑残余应力，
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其它还有焊剂这些东西，
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$ r  W3 F8 z" K设计的时候，粗计算可以按材料力学，有扭转的，我早年按剪力流封闭与流线分布，现在也用有限元，但有限元的边界计算有毛病，
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2 ?- Y1 J2 b, ~1 i1 L再就是计算‘躲焊缝’，高应力点不能有焊缝，否则怎么计算都不准确，把焊缝放在次要点位置，
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/ t0 b7 P. U# ~6 |按应力计算配置焊缝强度，有些要升强度，有些要降强度，降强度的时候比较多，特别注意的是，焊缝的应变与基体是不一样的，不要认为应力没有超就万事大吉了，应变超了，一样会裂的，这是经验了，我处理这个在行，
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& c5 ~5 x: U1 z% D% ]8 Y0 F1 F再按具体材料计算残余应力与处理方式，比如退火，再热处理，比如振动去应力，我有人专门计算这个频率，有专门人玩，
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基本就这么个过程了，现在50毫米以上大型结构，我都自己设计，谁都不用，因为没人可以用，我本身是玩这些出身，也不强求人家必须配合我，外资的大结构，都拿我这里设计计算，包括欧洲大公司，04年就开始，到现在，
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玩结构，挺有趣的，心特别静，所以特别羡慕人家‘玩建筑’的，可惜此生没机会了，哈哈，
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大虾有具体结构可以交流技术，任何都可以，什么深度都随便，包括药芯焊丝怎么做的？我也玩这个，包括钢板怎么轧的？到钢板轧机怎么设计的都可以，哈，都可以交流，谢谢
作者: 一刻    时间: 2013-3-22 22:38
{:soso_e179:}希望有机会受教。
作者: 一刻    时间: 2013-3-22 22:42
楼主，希望你把你要问的问题，举出实例。让2楼的高手详细解答。让大家也受受教！那就多谢了。毕竟焊接可以省很多材料。做各种刚性较强的组件。
作者: chntod    时间: 2013-3-22 23:28
2266998 发表于 2013-3-22 21:49
# v7 V1 H3 b  q3 U3 C0 @# J大结构的焊接，是个挺麻烦的事情，考虑的方面很多，几句话说不很清楚，
0 J, w( V+ k3 X) c1 t) U6 z7 j* p4 m+ ~2 N& b; {- K
说说俺怎么玩吧，我因为玩这个， ...
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请教大侠，应力与应变不是相对应的么，强度就是能承受的最大应力，既然应力没超，那就是强度没超，强度没超就是没裂，那为什么应变大时还依旧会裂呢？从理论上看是什么原因，能否再稍微展开一下？记得大侠说过焊缝是铸造组织，那就是比较脆，假如断裂伸长率为3%，此时的抗拉强度是500MPa，如果应力没超的话就比如是300MPa，那么此时的应变对应的就是1.8%，那么应变算没算超呢？分界线一般是什么呢，比3%还小么？一直没搞明白这个问题，或者说即使应变很小，但由于其他种种原因还是容易裂？
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作者: law_0926    时间: 2013-3-23 00:03
2266998 发表于 2013-3-22 21:49
0 b/ q% O3 P* j$ p& |大结构的焊接，是个挺麻烦的事情，考虑的方面很多，几句话说不很清楚，
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% j, r7 u9 t* U! ]( N说说俺怎么玩吧，我因为玩这个， ...

; M( M: m7 e4 I9 V8 D& i请教大虾几个问题：
; g- }7 l! H. X" f7 Z# A) O6 W1  在做结构件有限元仿真的时候，焊缝是怎么处理的？6 W% P4 t! H) y9 h: Z) f5 V/ t
2  在有限元计算中，如果加强刚度的小筋板与主承力板的连接处出现了应力集中点（预计用焊缝连接处），请问大虾是如何判断结构是否可用(额定负载)？很多资料上讲，焊缝很容易从应力集中点产生裂纹，导致裂纹扩展最终断裂。但是应力水平到什么程度才是可用的（疲劳考虑）？
* t/ Y* x5 M+ h3 @# w3  大虾可否推荐书目？小第很想仔细研究结构件的设计。" q# F6 I9 F- D1 b& _1 z1 z
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作者: 2266998    时间: 2013-3-23 14:44
chntod 发表于 2013-3-22 23:28 8 o" R8 m$ k- v: C5 a5 |
请教大侠，应力与应变不是相对应的么，强度就是能承受的最大应力，既然应力没超，那就是强度没超，强度没 ...

  ^( y3 t2 K& m8 m1 _厚板的基体是轧制的，相当于锻造组织，而焊缝是铸造组织，这是截然不同的东西，你要特别注意这个，
; S" L) D5 H( E/ g% R& Q6 f5 h  Y# _+ l
两块钢板热铆到一起，其结构体为锻造体，而焊接体为铸造、锻造混合体，这是有本质区别的，当高应力状态下，基体的变形也许可以承受，但焊缝的变形就已经超过了，假如再附加高冲击或交变载荷，此时的焊缝变形就完全不足以抵抗了，破坏从此开始，+ X  u3 R& G* G8 }0 \

+ y, ?' |+ B* A4 {4 u, p为降低这个风险，有时要降强度使用焊缝，比如70级的板子，用50级的焊缝，初学焊接的家伙就不能理解这个，觉得不对，实际是对的，通过降低焊缝强度，寻求变形方面的妥协，一方面加大变形的抵抗能力，一方面将焊缝从高应力区移走，这就是处理问题的途径，
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/ J& m  L* I: D9 b" N, I我就玩这些的，焊接学问非常深了，到现在我也不敢说懂得超过60%，基本就是及格吧，
作者: solomoon    时间: 2013-3-23 18:12
焊角大小得看标准了，有专门的国标讲这个，也有建筑或者重工行业标准，讲的都很清楚。
1 z+ n! h4 ~. [: o* g4 x焊角大小跟受力有关，也和焊接焊缝的形式有关，是角焊缝，还是融透焊缝，半融透，都是不一样的。  v# b' s' K) q7 V% R/ ~  Z% M+ G! ^
  大部分的焊角计算都是基于等强度的观点出发，就是焊缝的静强度强于母材
: j( b, i4 g. k0 o  v3 ]) m这个在静载下是没问题的，但是在动载，交变载荷下就有问题了，可能会脆断或者疲劳破坏，" t) |6 o9 g  D% w* M3 }1 h1 s
焊缝设计能够保证这个，基本上就没啥问题了，标准上就讲这么深，国家行业的水平就到这个程度，想超越，何其难。* I8 j+ a; ?6 l& V3 C0 u* z( U
8 Z7 f# [" l$ }8 q/ q2 x
998大神说，50的焊丝，配70的板子，有等韧匹配的想法在里面，不管是结构设计的标准里，还是焊接标准里，都没说明白，
; c( ~' U* x. H9 q2 c要考虑深了，焊接，结构设计都有很多东西，有些不光是工程上的难题，理论上就没搞多清楚，' L, G. \  O. p0 C3 _
不过也没关系，工程上的东西，都是90%的可靠度，找到经济和安全的平衡点，就安心了; |7 {8 G, I/ }5 y/ d0 G

) \5 ~2 r1 S6 O; p4 a2 a$ ^& x. N# A# U
作者: hccad    时间: 2013-3-23 18:51
长见识了， 我以前都是用同等级的焊条，现在知道是不对的
作者: 寂静天花板    时间: 2013-3-23 19:23
有限元软件对焊缝的处理有两种情况，一种是作结构件分析时，忽略焊缝，当然结构件之间是完全接触的，好比是铸造一样。另一种是如果需要计算焊缝，则把焊缝当成螺栓一样的接头，把两个构件连接在一起，比如solidworks simulation有边焊缝接头和点焊，选取美国标准(美国焊接标准 D1.1 和 D1.2)或欧洲标准(欧洲规范 3: 钢结构设计，1.8 部分: 铰接设计，4.5 章节)以进行焊接大小计算。而在ansys中也是同样的，要么是把焊缝当成一个连接件，如果不考虑焊缝的局部变形，则划分网格时用GLUE单元即可。要么是把构件连接之处处理成刚性区域。* ?3 n; |  v# C' |9 u
你要说真真正正用有限元软件来仿真焊缝的话，那可要命了，必须模拟焊缝熔池金属和母材金属从熔化到凝固、冷却为常温的全过程。而各种焊缝的约束条件又是不一样的。冶金、传热、结构.....？？？？在我看过的几篇论文中，他们都是认为焊缝和母材材质相同，只不过在焊缝处网格分得密一点而已，也有的干脆就与本体没有任何区分，也就是说根本就没有去考虑焊缝的影响了。
$ j% u( V9 t4 H2 W' }  Q! y: B求大神来点评。
作者: 油桃    时间: 2013-3-23 22:49
2266998 发表于 2013-3-22 21:49
' ~! z$ B& {2 n( W3 A大结构的焊接，是个挺麻烦的事情，考虑的方面很多，几句话说不很清楚，# q1 @8 V  b6 E  |

( m3 d) V1 q' i- j. e说说俺怎么玩吧，我因为玩这个， ...

" [9 ]3 H$ z. v( H我们项目搞结构的，一个是清华院的小伙子，穿着高跟的皮靴，大夏天的走起路来“咣咣的”，另一个项目是清华远的一个优雅的阿姨，对施工队说“某某某是主要受力方向"不能动的，“某某方向可以怎样怎样改动”项目经理亲自给倒水，哈哈！搞好了给我们施工单位能多挣上千万' @1 Z) f3 C' _* a
作者: 油桃    时间: 2013-3-23 22:51
油桃 发表于 2013-3-23 22:49 $ Y" E3 V2 V9 Z; Y6 E2 R
我们项目搞结构的，一个是清华院的小伙子，穿着高跟的皮靴，大夏天的走起路来“咣咣的”，另一个项目是清 ...
" r3 X+ X7 r6 D: u/ p( G
是高筒的皮靴，不是高跟的{:soso_e110:}
作者: chenfcu    时间: 2013-3-23 23:53
二楼高手，学习了
作者: WUHANLIST    时间: 2013-3-24 11:02
大有学问！
作者: SKYENLIU    时间: 2013-3-26 11:46
学习了。太有见地了
作者: zhaohaixin_001    时间: 2013-3-26 15:52
不错，长见识了，谢谢分享了
作者: 蒂森克虏伯    时间: 2014-1-12 00:24
2266998 发表于 2013-3-22 21:49
* F+ L% Z8 r! X% B& C大结构的焊接，是个挺麻烦的事情，考虑的方面很多，几句话说不很清楚，- a) p& n7 T0 c" U

1 Y: J9 `+ u; ]) f  C' X3 O说说俺怎么玩吧，我因为玩这个， ...

0 J, O, j! _  |% J; ]' o元帅好，读完帖子很长见识，谢谢先！在元帅的帖子里提到高应力区避免设计焊缝，麻烦问一下大侠，一般应力达到什么样的水平认为是高应力呢，谢谢指教。8 H4 z" o# x( K+ Z+ v3 V
作者: 蒂森克虏伯    时间: 2014-1-12 00:30
这个板块里有很多专家在啊，很想参与下，也能长点见识啊
作者: pzfs1016    时间: 2014-1-12 10:39
焊接学问很深啊，真正通透的人不多。
作者: 噩梦醒来    时间: 2014-1-22 10:02
2楼分析的深度，现在的我无法企及啊！
作者: 西山向日葵    时间: 2014-1-23 20:00
哎，还是先把焊接手册基础理论给看完吧，不然好多都是只是学点皮毛" b' `9 H8 {0 f* j7 g: j$ y
作者: pengzhh    时间: 2014-1-23 21:00
积极参与，我也不懂这个，学习中啊
作者: chenghua    时间: 2014-1-27 16:36
2266998 发表于 2013-3-22 21:49 ; F# u. R( \% z
大结构的焊接，是个挺麻烦的事情，考虑的方面很多，几句话说不很清楚，+ W7 e$ k% e2 e8 H0 z2 a+ U5 B

0 ~* r7 o# w) H! O2 Y5 R0 ?说说俺怎么玩吧，我因为玩这个， ...
  h1 q8 J8 D3 S! H1 s% a4 h$ d
我想我彻底追不上了
8 u3 I# p) A% N  Z
作者: mashengchang    时间: 2014-1-28 09:43
学习了，谢谢分享
作者: 陈公公    时间: 2015-10-14 17:07
学习



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