焊接結(jié)構(gòu)有何優(yōu)缺點(diǎn)?

發(fā)布時(shí)間: 2019-10-21作者：baile100瀏覽量：

答:隨著焊接技術(shù)的飛速發(fā)展，焊接產(chǎn)品日益向高參數(shù)(高溫、高壓、高容量)、低溫深冷、高壽命和大型化的方向發(fā)展。
焊接結(jié)構(gòu)在造船、鍋爐、壓力容器、起重運(yùn)輸中幾乎全部取代了鉚接結(jié)構(gòu)；在機(jī)械制造業(yè)中，不少過(guò)去一直用整鑄、整鍛方法生產(chǎn)的大型毛坯改成了焊接結(jié)構(gòu)，大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，降低了成本；許多尖端技術(shù)，如宇航、核動(dòng)力等也采用焊接結(jié)構(gòu)。焊接結(jié)構(gòu)主要有以下一系列優(yōu)點(diǎn)。
1)焊接結(jié)構(gòu)與鉚接結(jié)構(gòu)相比，首先可節(jié)省大量金屬材料，減輕結(jié)構(gòu)的重量。例如，起重機(jī)采用焊接結(jié)構(gòu)，其重量可減輕15%~20%,高層建筑鋼結(jié)構(gòu)可減輕10%~20%。其次，焊接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了加工與裝配工序，提高了生產(chǎn)效率，改善了勞動(dòng)強(qiáng)度與勞動(dòng)條件。
2)焊接結(jié)構(gòu)與鑄造結(jié)構(gòu)相比，不需制作木模和砂型，也不需專門熔煉和澆鑄，工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，更有利于單件和小批量生產(chǎn)。同時(shí)，焊接結(jié)構(gòu)比鑄件節(jié)省50%~60%,比鑄鋼節(jié)省20%-30%的材料。
3)焊接結(jié)構(gòu)具有一些用其他工藝方法難以達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)。例如，焊接結(jié)構(gòu)可在同一零件上，根據(jù)不同要求采用不同的材料或分段制造來(lái)簡(jiǎn)化工藝。如大型齒輪的輪緣可用高強(qiáng)度的耐磨優(yōu)質(zhì)合金鋼，而其他部位則可用一般鋼材制造，這樣既提高了齒輪的使用性能，又節(jié)省了優(yōu)質(zhì)鋼材。
4)有些型材采用焊接結(jié)構(gòu)比用軋制經(jīng)濟(jì)。如當(dāng)工字鋼的高度大于70cm時(shí)，采用鋼板拼焊比軋制的成本低。
焊接結(jié)構(gòu)也存在某些缺點(diǎn)容易引起焊接的失效并導(dǎo)致災(zāi)難性事故的發(fā)生。焊接結(jié)構(gòu)失效的主要原因如下
1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。盲目地將鉚接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法照搬到焊接結(jié)構(gòu)上來(lái)。具體是：
①剛性大。焊接為剛性連接，連接構(gòu)件不易產(chǎn)生相對(duì)位移。而鉚接結(jié)構(gòu)接頭具有一定相對(duì)位移的可能性，而使其剛度相對(duì)降低，從而可減少附加應(yīng)力。在焊接結(jié)構(gòu)中，由于在設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮這個(gè)因素，易引起較大的附加應(yīng)力并增強(qiáng)應(yīng)力集中的敏感性。
②整體性。當(dāng)設(shè)計(jì)不妥時(shí)，焊接結(jié)構(gòu)的整體性給裂紋的擴(kuò)展創(chuàng)造了十分有利的條件。焊接結(jié)構(gòu)在工作時(shí)，一旦有不穩(wěn)定的脆性裂紋出現(xiàn)，就有可能穿越接頭擴(kuò)展至結(jié)構(gòu)整體，而使結(jié)構(gòu)全部破壞。但對(duì)鉚接結(jié)構(gòu)，當(dāng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的脆性裂紋并擴(kuò)展到接頭處時(shí)就會(huì)在鉚釘孔邊處自動(dòng)停止，這時(shí)的鉚釘孔起到了止裂孔的作用，避免了更大災(zāi)難性事故的產(chǎn)生。
2)材料選用不當(dāng)。用于制造焊接產(chǎn)品的材料若選用不當(dāng)，在降低基體金屬使用性能的同時(shí)也降低了焊接接頭的性能。例如，用轉(zhuǎn)爐鋼制造在氣溫為-20℃下的低溫條件服役的焊接結(jié)構(gòu)必然要產(chǎn)生脆斷事故；若采用平爐鋼制造可避免事故的產(chǎn)生。
3)工藝制訂不合理。焊接結(jié)構(gòu)的制造是由一系列工序組成的，其中裝配焊接是最關(guān)鍵的工序，因此焊接工藝的合理與否是至關(guān)重要。例如，若焊接方法選用不當(dāng)，有可能因熱源能量不集中加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、使熱敏感鋼的接頭脆化；或因預(yù)熱溫度不足，導(dǎo)致易淬火鋼焊接接頭產(chǎn)生冷裂紋；或?qū)?yīng)選用堿性焊條的鋼材或接頭型式而采用了酸性焊條，則由于焊縫冶金質(zhì)量低而易產(chǎn)生缺陷或引起脆化。
4)環(huán)境因素的影響。環(huán)境因素對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的使用壽命也會(huì)產(chǎn)生較大的影響。例如，在高溫下服役的焊接結(jié)構(gòu)，由于強(qiáng)烈蠕變能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效而破壞；在低溫下工作的焊接結(jié)構(gòu)由于接頭變脆易發(fā)生脆斷；接觸各種腐蝕介質(zhì)的焊接結(jié)構(gòu)，由于腐蝕作用，能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過(guò)早地失效破壞。
5)運(yùn)行及管理失誤。在生產(chǎn)中由于操作不當(dāng)或管理疏忽造成焊接結(jié)構(gòu)失效破壞的事例是經(jīng)常產(chǎn)生的。尤其是對(duì)于一些受壓容器，由于不按操作規(guī)程作業(yè)，嚴(yán)重超載運(yùn)行，或者沒有使用安全減壓閥，導(dǎo)致爆裂招來(lái)災(zāi)難性事故的產(chǎn)生。

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