焊接结构实验指导书Guidance Book Welded Structure 编 者：王 ** 、王 ** 教务处201 年 03 月2 实验二、焊接变形及矫正综合试验一、实验目的1、掌握对接接头纵向收缩、横向收缩和角变形产生的原因及分布规律；2、了解线能量对对接接头纵向收缩、横向收缩和角变形的影响规律；3、掌握测量纵向收缩、横向收缩和角变形的基本方法和工具的使用；4、掌握防止或减小对接接头变形的刚性固定法。二、实验原理1、对接接头纵向收缩变形产生的原理在对接接头施焊时，焊缝及其附近的金属由于在高温下的自由变形受到阻碍，产生了压缩塑性变形， 这个区域称之为压缩塑性变形区。该区域内的塑性变形分布如图1 所示（方鸿渊主编“焊接结构学”教材P82，图 3-56 ），它的存在使构件相当于受到一个外加压力Ff 的作用而缩短和（或）弯曲。假想压力Ff 的数值可由式1 表示：dAEFpApf（1）式中， εp为缩短变形量，Ap为变形区的面积。构件在假想外加压力Ff 的作用下产生纵向收缩Δ L，其数值可以用式2 表示：AdALAELFLPApf0（ 2）Δ L 取决于构件的长度L0、截面积A 和压缩塑性变形。后者与焊接参数、焊接方法、焊接顺序以及材料的热物理参量有关。在诸工艺因素中焊接线能量是主要的。在一般情况下，它与焊接线能量成正比。对于单层焊来说，纵向收缩量可以用式3 表示：AALkLH01（3）式中， AH为焊缝截面积，mm2；k1 为系数，与焊接方法和材料有关，可以从表1 中查得。3 表 1 不同材料经不同方法焊接时的k1系数焊接方法CO2 气保焊埋弧焊手工焊材料低碳钢低碳钢奥氏体钢k10.043 0.071～0.076 0.048～0.057 0.076 2、对接接头横向收缩变形产生的原理横向收缩变形是指垂直于焊缝方向的变形，其与纵向收缩同时发生。二者产生的原理也类似。 在热源附近的金属受热膨胀，但受到周围温度较低的金属的约束而承受压应力，这样就会在板宽方向上产生压缩塑性变形，并使其厚度增加，最终结果表现为横向收缩。对于板宽为B、厚度为 δ 的板条，焊后在无拘束状态下冷却收缩时，单位长度焊缝热输入 qw 所引起的平均温度升高可表示为：BcqTw0（ 4）式中， c 为受焊金属的比热容（J /g ·K），ρ 为密度（ g/mm3）。由于BTB0，则cqBw（5）式中， α 为受焊金属的热膨胀系数。由式（ 5）可以看出，横向收缩量Δ B与热输入 qw 成正比，与板厚成反比。对于单层焊来说，横向收缩量Δ B 可以采用式6 加以估算。HFB18.0（6）式中， ...
