2011第1章___緒論.ppt

焊接技術(shù),參考書(shū)目,劉會(huì)杰，焊接冶金與焊接性 張彥華，焊接力學(xué)與結(jié)構(gòu)完整性原理緒論 方洪淵，焊接結(jié)構(gòu)學(xué) 張秋麥，焊接檢驗(yàn) 陳錚， 材料連接原理 李亞江，焊接組織性能與質(zhì)量控制,緒論,焊接的本質(zhì)與途徑 焊接接頭及其形成方法 焊接方法的種類(lèi)和特點(diǎn) 焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、性能和特點(diǎn) 焊接力學(xué)與結(jié)構(gòu)完整性的研究?jī)?nèi)容與方法,1、焊接的本質(zhì)與途徑,(1)焊接的概念及內(nèi)涵 按照同際焊接學(xué)會(huì)的定義，焊接是指通過(guò)加熱或加壓或二者并用，使被焊材料達(dá)到原子間的結(jié)合，從而形成永久性連接的工藝。其中，被焊的材料一般被稱(chēng)為母材或工件。,1、焊接的本質(zhì)與途徑,(2)實(shí)現(xiàn)焊接的途徑,通過(guò)加壓或加熱，使被焊材料之間在微觀上達(dá)到原子間的結(jié)合，在宏觀上形成永久性的連接接頭。,2、焊接接頭及其形成方法,2、焊接接頭及其形成方法,1)焊接熱過(guò)程,2)固液狀態(tài)演變過(guò)程,3)焊接化學(xué)冶金過(guò)程,4)固態(tài)相變過(guò)程,概述,焊接的本質(zhì)與途徑 焊接接頭及其形成方法 焊接方法的種類(lèi)和特點(diǎn) 焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、性能和特點(diǎn) 焊接力學(xué)與結(jié)構(gòu)完整性的研究?jī)?nèi)容與方法,3、焊接方法的種類(lèi)和特點(diǎn),（1）壓力焊,壓力焊設(shè)備,3、焊接方法的種類(lèi)和特點(diǎn),（2）釬焊,釬焊設(shè)備,3、焊接方法的種類(lèi)和特點(diǎn),（3）熔化焊,氣焊,電弧焊,高能束焊,電渣焊,熔焊方法的種類(lèi),氣焊是利用可燃?xì)怏w燃燒所釋放出的化學(xué)熱來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接的方法。常用的燃?xì)馐且胰?，故稱(chēng)為氧乙炔焊。,1)氣焊,熔焊方法的種類(lèi),1)氣焊,1)氣焊,熔焊方法的種類(lèi),電弧焊是以氣體介質(zhì)放電所產(chǎn)生的電弧作為熱源的焊接方法。可細(xì)分為焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、鎢極惰性氣體保護(hù)焊及等離子弧焊等。,2) 電弧焊,焊條電弧焊-手工電弧焊,焊條電弧焊-手工電弧焊,埋弧自動(dòng)堆焊原理,埋弧自動(dòng)堆焊原理圖 1焊絲；2焊劑；3基體；4熔化金屬；5凝固焊層金屬；6熔渣；7渣殼,電弧焊埋弧焊,電弧焊埋弧焊,電弧焊埋弧焊,電弧焊埋弧焊,電弧焊埋弧焊,埋弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)： (1)生產(chǎn)效率高 (2)焊接金屬的品質(zhì)良好、穩(wěn)定 電弧及熔化金屬受到焊劑的保護(hù)，沒(méi)有空氣污染。 (3)焊縫外觀非常美觀 熔化金屬凝固過(guò)程中受到熔渣的覆蓋，能夠得到美觀的焊縫外形。 (4)焊接成本低 (5)操作環(huán)境好,電弧焊埋弧焊,埋弧焊存在的問(wèn)題 (1)設(shè)備費(fèi)用高 (2)對(duì)坡口精度有要求 (3)焊接姿勢(shì)受到限制 (4)適用材料 (5)焊縫金屬的沖擊韌性普遍不好 (6)主要用于自動(dòng)焊、長(zhǎng)焊縫、中等以上厚度板的焊接 對(duì)于半自動(dòng)焊和短焊縫，設(shè)備移動(dòng)不如氣體保護(hù)電弧焊方便；埋弧焊小電流下電弧的穩(wěn)定性差，也不適合焊接薄板。,電弧焊埋弧焊,埋弧焊的應(yīng)用 在造船、鍋爐、化工容器、橋梁、起重機(jī)械及冶金機(jī)械的制造中應(yīng)用最為廣泛。主要對(duì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼及其復(fù)合鋼材等的各種鋼板結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接。在表面耐磨、耐腐蝕材料的堆焊方面也比其它方法更具優(yōu)勢(shì)。,電弧焊熔化極氣體保護(hù)焊,電弧焊熔化極氣體保護(hù)焊,熔化極氬弧焊,電弧焊熔化極氣體保護(hù)焊 -熔化極氬弧焊,電弧焊鎢極惰性氣體保護(hù)焊 鎢極氬弧焊(TIG焊）,電弧焊鎢極惰性氣體保護(hù)焊,鎢極氬弧焊,電弧焊等離子弧焊,熔焊方法的種類(lèi),高能束流焊是以電子束或激光束與被焊材料局部表面相互作用而產(chǎn)生的熱能作為熱源的焊接方法，因此分為電子束焊和激光束焊。,3)高能束焊,高能束流焊電子束焊,高能束流焊電子束焊,電子束焊方法因其能量密度很高而能實(shí)現(xiàn)全熔透的穿孔型焊接，可焊厚度很大焊接速度很快，焊接熱影響區(qū)很窄，焊接變形很小。它可以焊接多種類(lèi)型的材料，包括活性材料、耐熱材料、異種材料以及尺寸不同的材料。,這種焊接方法的缺點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)很高，同時(shí)需要真空環(huán)境和x射線防護(hù)設(shè)施，對(duì)工件的裝配和對(duì)中也有非常高的要求。,高能束流焊激光束焊,高能束流焊激光束焊,電渣焊,電渣焊是以熔渣作為導(dǎo)電介質(zhì)，利用電流通過(guò)熔渣產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，熔化工件材料（母材）和填充金屬的焊接方法。,電渣焊,電渣焊特點(diǎn),電渣焊具有非常高的熔敷率，無(wú)論工件多厚，均單道焊完，而且沒(méi)有角變形。,它的缺點(diǎn)是輸入的熱量大，接頭在高溫下停留時(shí)間長(zhǎng)、焊縫附近容易過(guò)熱，焊縫金屬呈粗大結(jié)晶的鑄態(tài)組織，沖擊韌性低，焊件在焊后一般需要進(jìn)行正火和回火熱處理。 只適用于垂直位置焊接，而且熱輸入很高，易造成焊縫及熱影響區(qū)晶粒的嚴(yán)重粗化，使接頭韌性顯著降低。,4、焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、性能和特點(diǎn),4、1 焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,航空航天,航空航天,航空航天,航空航天,長(zhǎng)三甲運(yùn)載火箭一級(jí)殘骸,航空航天,摩擦焊,1)待焊接的對(duì)接或搭接件放置于墊板上，并被夾緊。 2)用圓形夾持器上的特型指棒對(duì)工件旋轉(zhuǎn)。 3)焊接時(shí)邊旋轉(zhuǎn)，邊插入焊接接頭中，當(dāng)它與工件相接觸時(shí)，摩擦熱迅速加熱接觸的材料，夾持器沿著縫隙向前行走,并在作用力下使特型指棒擠壓接觸材料，使材料成為塑性狀態(tài)，特型指棒向前行走時(shí)，攪拌受到擠壓的塑性材料，由前向后流動(dòng)，待夾持器移走后，塑性材料冷卻，形成固態(tài)焊接。,現(xiàn)代造船業(yè),焊接應(yīng)力與變形直接影響到船舶結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量和使用安全 。,石油天然氣管道,石油天然氣管道,管道焊接質(zhì)量是長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵之一，管道焊接過(guò)程中不可避免地存在各種各樣的焊接缺陷、焊接殘余應(yīng)力、焊接區(qū)材料組織性能劣化、外力損傷及接頭細(xì)節(jié)引起的應(yīng)力應(yīng)變集中，加之管道輸送壓力和所用鋼級(jí)的提高及其運(yùn)行條件的變化，因此，防止焊接接頭的斷裂破壞，確保長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)的安全可靠具有重要意義。,海上平臺(tái),核反應(yīng)堆壓力容器,核反應(yīng)堆壓力容器,由于殼壁較厚，多層焊時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力大，需經(jīng)多次消除應(yīng)力熱處理。因此，要求核反應(yīng)堆壓力容器用高強(qiáng)度低合金鋼必須具有良好的焊接性，以避免裂紋的產(chǎn)生，并保證焊縫和熱影響區(qū)有較好的塑性和低溫沖擊韌度。對(duì)輻照區(qū)的焊縫，則要求具有足夠的塑性、韌性儲(chǔ)備，以確保核反應(yīng)堆壓力容器長(zhǎng)期安全、可靠地運(yùn)行。,核反應(yīng)堆壓力容器,工作平臺(tái),電廠設(shè)備 壽命評(píng)估,電廠設(shè)備壽命評(píng)估,電廠設(shè)備壽命評(píng)估,4、2 焊接結(jié)構(gòu)的性能,(1)結(jié)構(gòu)效能 效能是在規(guī)定的條件下結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)定使用目標(biāo)的能力，即結(jié)構(gòu)完成任務(wù)的能力。結(jié)構(gòu)效能就是指結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分配給各個(gè)構(gòu)件部分所應(yīng)具有的能力。 結(jié)構(gòu)效能是結(jié)構(gòu)的作用與其固有性能的綜合體現(xiàn)。在結(jié)構(gòu)選材和成型工藝制定時(shí)要進(jìn)行效能分析，以優(yōu)化制造過(guò)程。,4、2 焊接結(jié)構(gòu)的性能,(2)壽命周期費(fèi)用 壽命周期費(fèi)用是在預(yù)期的焊接結(jié)構(gòu)壽命周期內(nèi)，結(jié)構(gòu)的論證、研制、生產(chǎn)、使用保障及退役所付出的一切費(fèi)用之和。 焊接結(jié)構(gòu)效能不僅取決于它的性能，而且有賴(lài)于它的可靠性、維修性、保障性和安全性等因素，這些因素同時(shí)決定了結(jié)構(gòu)的壽命周期費(fèi)用。材料和焊接工藝對(duì)結(jié)構(gòu)壽命周期費(fèi)用的影響往往被忽視，在現(xiàn)代焊接結(jié)構(gòu)制造中必須予以重視。,4、2 焊接結(jié)構(gòu)的性能,(3)結(jié)構(gòu)的可靠性與維修性 結(jié)構(gòu)的可靠性是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃允且蠼Y(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期反復(fù)使用過(guò)程中不出或少出故障，處于可用的時(shí)間長(zhǎng)。 對(duì)于材料和焊接件的可靠性而言，最重要的是掌握材料和焊接件性能的可靠性數(shù)據(jù)及其影響因素，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析這些數(shù)據(jù)的分布規(guī)律按照結(jié)構(gòu)的可靠性要求對(duì)材料和焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與壽命進(jìn)行評(píng)估。,4、2 焊接結(jié)構(gòu)的性能,(3)結(jié)構(gòu)的可靠性與維修性 結(jié)構(gòu)的維修性是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)到規(guī)定狀態(tài)的能力。維修性是研究結(jié)構(gòu)是否容易維修的問(wèn)題，目的是縮短結(jié)構(gòu)的非可用時(shí)間。,4、2 焊接結(jié)構(gòu)的性能,(4)焊接結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)與結(jié)構(gòu)完整性 焊接結(jié)構(gòu)在制造和使用過(guò)程中都帶有一定的風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)由兩部分組成：一是危險(xiǎn)事件出現(xiàn)的概率；二是一旦危險(xiǎn)出現(xiàn)，其后果嚴(yán)重程度和損失的大小。,4、2 焊接結(jié)構(gòu)的性能,(4)焊接結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)與結(jié)構(gòu)完整性 在焊接結(jié)構(gòu)制造和使用過(guò)程中，應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)有足夠的認(rèn)識(shí)。 焊接結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)性與結(jié)構(gòu)的完整性密切相關(guān)，保證結(jié)構(gòu)的完整性是降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。材料及焊接質(zhì)量是結(jié)構(gòu)完整性的基礎(chǔ)，因此，必須從防范風(fēng)險(xiǎn)的角度來(lái)重視材料及焊接技術(shù)。,4、3 焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),與鉚接接頭相比，焊接接頭的承載能力強(qiáng)。,焊接結(jié)構(gòu)的水密性和氣密性好。,節(jié)省材料，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量。,焊接結(jié)構(gòu)的厚度不受限制。,焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單生產(chǎn)效率高。,4、3 焊接結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題,(1)焊接應(yīng)力與變形 由于焊接過(guò)程是局部加熱，不可避免地產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和變形。若加熱時(shí)產(chǎn)生較大拉伸應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致焊接裂紋或開(kāi)裂。焊后的殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及尺寸精度都有較大的影響。,4、3 焊接結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題,(2)焊接接頭性能的不均勻性 焊接接頭是一個(gè)組織性能不均勻體。焊縫、熱影響區(qū)和母材之間的強(qiáng)度和韌性存在不同程度的非匹配性，這種非匹配性對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和斷裂行為產(chǎn)生顯著的影響，是焊接結(jié)構(gòu)“合于使用”評(píng)定中需要考慮的重要因素。,4、3 焊接結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題,(3)應(yīng)力集中 焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中包括接頭區(qū)焊趾、焊根及焊接缺陷引起的應(yīng)力集中和結(jié)構(gòu)截面突變?cè)斐傻慕Y(jié)構(gòu)應(yīng)力集中。若在結(jié)構(gòu)截面突變處有焊接接頭，則其應(yīng)力集中更為嚴(yán)重。應(yīng)力集中對(duì)結(jié)構(gòu)的脆性斷裂和疲勞強(qiáng)度有很大的影響，應(yīng)采取合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝，控制焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中。,4、3 焊接結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題,(4)整體性 整體性使焊接結(jié)構(gòu)具有良好的水密性和氣密性，但同時(shí)也帶來(lái)了問(wèn)題。整體性使結(jié)構(gòu)的剛性增大，增大了對(duì)應(yīng)力集中的敏感性。由于整體性強(qiáng)，一旦有裂紋產(chǎn)生并擴(kuò)展，裂紋就難以被止住。而在鉚接結(jié)構(gòu)中，如果有裂紋產(chǎn)生并擴(kuò)展時(shí)，裂紋擴(kuò)展到板材邊緣和鉚釘孔處便終止，鉚接接頭起到限制裂紋繼續(xù)擴(kuò)展的作用。,4、3 焊接結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題,(5)焊接缺陷 焊接過(guò)程的快速加熱和冷卻使得局部材料在極不平衡的條件下發(fā)生熔化、凝固及固態(tài)相變，在焊接區(qū)常常會(huì)產(chǎn)生裂紋、氣孔、未焊透和夾渣等焊接缺陷。焊接缺陷往往是結(jié)構(gòu)破壞的根源，因此，在焊接生產(chǎn)中對(duì)焊接缺陷進(jìn)行檢測(cè)和判別是保證焊接質(zhì)量的重要手段。在焊接結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，監(jiān)測(cè)缺陷行為并進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于保證焊接結(jié)構(gòu)的完整性具有重要意義。,5、焊接力學(xué)與結(jié)構(gòu)完整性的研究?jī)?nèi)容與方法,5、1 研究?jī)?nèi)容,(1)焊接熱力效應(yīng) 焊接通常是在材料連接區(qū)(焊接區(qū))處于局部塑性或熔化狀態(tài)下進(jìn)行的，為使材料達(dá)到形成焊接的條件，需要高度集中的熱輸入。因此，在材料的焊接過(guò)程中要利用焊接熱源對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行加熱，使其熔化(熔化焊)或進(jìn)入塑性狀態(tài)(固相焊接)，隨后在冷卻過(guò)程中形成焊縫和焊接接頭。這種加熱和冷卻貫穿于材料焊接過(guò)程的始終，稱(chēng)為焊接熱過(guò)程。,(1)焊接熱力效應(yīng),不均勻 的加熱,焊接應(yīng)力與變形,不可逆的壓縮塑性變形,不均勻 的冷卻,殘余應(yīng)力 焊接變形,焊接熱過(guò)程具有集中瞬時(shí)的特點(diǎn)，對(duì)材料的顯微組織狀態(tài)有很大影響，也使構(gòu)件產(chǎn)生焊接應(yīng)力變形。這種熱作用稱(chēng)為焊接熱效應(yīng)。,焊接應(yīng)力與變形,5、1 研究?jī)?nèi)容,(2)焊接結(jié)構(gòu)行為,焊接接頭是由焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)(HAZ)和母材組成的不均勻體，接頭的整體強(qiáng)度與母材金屬和焊縫金屬之間的力學(xué)組配有關(guān)。,焊接接頭性能與焊縫金屬和母材金屬的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，母材金屬和焊縫金屬的應(yīng)變硬化性能有關(guān)。焊接接頭強(qiáng)度是焊接結(jié)構(gòu)承受外載作用的基本保證。,焊接接頭強(qiáng)度與接頭幾何形狀及焊縫與母材的強(qiáng)度匹配有關(guān)。焊縫與母材強(qiáng)度匹配對(duì)焊接接頭強(qiáng)度有重要影響，是焊接接頭強(qiáng)度設(shè)計(jì)必須考慮的主要因素之一。,5、1 研究?jī)?nèi)容,(2)焊接結(jié)構(gòu)行為,焊接結(jié)構(gòu)破壞大部分都是由于焊接缺陷存在引起的，從而 造成設(shè)備的整體失效。,影響焊接接頭性能的因素主要有力學(xué)和材質(zhì)兩方面。,力學(xué)方面的影響包括焊接缺陷、接頭形狀的不連續(xù)性、殘余應(yīng)力和焊接變形等。,材質(zhì)方面的影響包括焊接熱循環(huán)引起的組織變化、熱塑性應(yīng)變循環(huán)產(chǎn)生的材質(zhì)變化、焊后熱處理和矯正變形引起的材質(zhì)變化等。,5、1 研究?jī)?nèi)容,(3)焊接結(jié)構(gòu)完整性問(wèn)題,焊接結(jié)構(gòu)的完整性就是要保證焊接結(jié)構(gòu)在承受外載和環(huán)境作用下的整體性要求。 焊接結(jié)構(gòu)的整體性要求包括接頭的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的剛度與穩(wěn)定性、抗斷裂性及耐久性等。,焊接接頭的性能不均勻性、焊接應(yīng)力與變形、接頭細(xì)節(jié)應(yīng)力集中及焊接缺陷等因素對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的完整性都有不同程度的影響，焊接結(jié)構(gòu)完整性分析應(yīng)充分考慮這些因素的影響。,5、1 研究?jī)?nèi)容,(3)焊接結(jié)構(gòu)完整 性問(wèn)題,焊接結(jié)構(gòu)的完整性是整個(gè)結(jié)構(gòu)的全壽命周期管理的重要內(nèi)容。從結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)到制造以及使用和維護(hù)等各個(gè)階段都需要考慮結(jié)構(gòu)完整性問(wèn)題。,研究焊接力學(xué)行為、焊接結(jié)構(gòu)斷裂力學(xué)判據(jù)、損傷容限準(zhǔn)則的耐久性，建立焊接結(jié)構(gòu)合于使用評(píng)定方法，是焊接結(jié)構(gòu)完整性分析的關(guān)鍵。,5、2 焊接力學(xué)與結(jié)構(gòu)完整性的分析方法,(1)解析方法,應(yīng)用解析方法研究焊接傳熱及應(yīng)力和變形問(wèn)題始于20世紀(jì)30年代。解析方法需對(duì)焊接熱過(guò)程作出與實(shí)際情況偏差較大的假設(shè)，僅適合于焊件幾何形狀簡(jiǎn)單的場(chǎng)合，一般限于簡(jiǎn)單構(gòu)件的焊接傳熱分析及變形預(yù)測(cè)。,焊接是一個(gè)包括熱力耦合、熱流耦合以及熱冶金耦合的復(fù)雜過(guò)程。焊接熱作用貫穿于整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程中，焊接熱過(guò)程直接決定了接頭的顯微組織、焊接應(yīng)力與變形。解析方法是建立焊接工藝模型的主要手段，也是現(xiàn)代數(shù)值模擬方法和工程分析的重要基礎(chǔ)。,現(xiàn)代焊接過(guò)程解析分析以連續(xù)系統(tǒng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)能量、質(zhì)量和動(dòng)量守恒方程建立熱平衡方程與力平衡方程求解；但是應(yīng)用連續(xù)系統(tǒng)力學(xué)直接求解焊接熱力問(wèn)題是非常困難的。,(1)解析方法,在焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與斷裂分析方面，采用固體力學(xué)理論直接求解焊接接頭不均勻性問(wèn)題也是很困難的，多數(shù)情況下要進(jìn)行簡(jiǎn)化處理或借助于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，而詳盡的應(yīng)力應(yīng)變分析要采用數(shù)值方法進(jìn)行求解。,5、2 焊接力學(xué)與結(jié)構(gòu)完整性的分析方法,(2)數(shù)值模擬方法,數(shù)值模擬方法是繼采用實(shí)驗(yàn)和理論方法解決工程問(wèn)題的第三個(gè)重要研究方法。數(shù)值模擬可以得到比實(shí)驗(yàn)和理論分析更為全面、深入、容易理解以及實(shí)驗(yàn)和理論分析很難獲得的結(jié)果，其目的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，借助建模與仿真技術(shù)及時(shí)地模擬預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)性能與可制造性，從而有效縮短產(chǎn)品的研制周期降低成本，提高質(zhì)量和生產(chǎn)效率。,熱彈塑性有限元理論和固有應(yīng)變理論發(fā)展成為焊接殘余應(yīng)力分析和焊接變形數(shù)值模擬分析的兩種主要方法。,5、2 焊接力學(xué)與結(jié)構(gòu)完整性的分析方法,(2)數(shù)值模擬方法,熱彈塑性有限元法是研究焊接應(yīng)力和焊接變形的最根本的分析方法，能夠綜合考慮焊接過(guò)程的復(fù)雜非線性問(wèn)題，由于熱彈塑性分析跟蹤了整個(gè)焊接熱力過(guò)程，因此它能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)焊接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力和變形。,應(yīng)用受到限制，用于較小的焊接結(jié)構(gòu)（材料的高溫?zé)嵛锢韰?shù)和力學(xué)參數(shù)缺乏；熱彈塑性分析需要較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間和較大的存儲(chǔ)空間）,(2)數(shù)值模擬方法,固有應(yīng)變理論是為適應(yīng)大型焊接結(jié)構(gòu)變形分析的需要而發(fā)展起來(lái)的，它不考慮熱力耦合關(guān)系，主要研究非協(xié)調(diào)固有應(yīng)變的形成機(jī)理、分布規(guī)律及影響因素，是一種研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)變形的靜態(tài)純彈性分析方法。,此外，還有采用收縮體積模型預(yù)測(cè)焊接角變形，采用特征值屈曲分析方法預(yù)測(cè)薄板結(jié)構(gòu)的屈曲變形的方法。,(2)數(shù)值模擬方法,數(shù)值模