焊縫標注及設計

1、卓越制造中心2010年4月焊縫標注與焊縫設計 卓越制造中心2010年4月課程大綱二二焊縫符號標注焊縫符號標注一一學習目的學習目的三三焊縫設計原則焊縫設計原則四四結(jié)構(gòu)件設計結(jié)構(gòu)件設計1、掌握焊縫符號標注法并熟練運用；2、學習焊縫設計的基本原則和方法；3、學習焊接結(jié)構(gòu)設計的原則和方法，提高設計的合理性。一、學習目的一、學習目的課程大綱一一學習目的學習目的三三焊縫設計原則焊縫設計原則四四結(jié)構(gòu)件設計結(jié)構(gòu)件設計二二焊縫符號標注焊縫符號標注圖樣上焊縫有兩種表示方法，即符號法和圖示法。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注1 1、焊縫標注方法、焊縫標注方法焊縫標注以符號標注法為主，在必要時允許輔以圖示法。比如用連

2、續(xù)或斷續(xù)的粗線表示連續(xù)或斷續(xù)焊縫；在需要時繪制焊縫局部剖視圖或放大圖表示焊縫剖面形狀；用細實線繪制焊前坡口形狀等等。符號標注法：通過焊縫符號和指引線表明焊縫形式的標注方法。 符號法圖示法二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注2 2、符號標注法的要素、符號標注法的要素 焊縫符號標注中有許多要素，其中焊縫基本符號和指引線構(gòu)成了焊縫的基本要素，屬于必須標注的內(nèi)容。 除焊縫基本要素外，在必要時還應加注其他輔助要素，如輔助符號、補充符號、焊縫尺寸符號及焊接工藝等內(nèi)容。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（1）焊縫基本符號是表示焊縫橫斷面形狀的符號，共有13個(詳見GB/324-88)，例如： 序號名稱示意圖符號1

3、角焊縫2V形焊縫3單邊V形焊縫4帶鈍邊V形焊縫序號名稱示意圖符號5帶鈍邊單邊V形焊縫6帶鈍邊U形焊縫7I形焊縫8卷邊焊縫3 3、焊縫符號及其標注、焊縫符號及其標注二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（2）輔助符號是表示焊縫表面形狀特征的符號。不需要確切地說明焊縫的表面形狀時可以不加注輔助符號。輔助符號配置在基本符號固定位置。輔助符號有3個。序號名稱示意圖符號標注位置說明1平面符號焊縫表面齊平（一般通過打磨或加工）2凹面符號焊縫表面凹陷3凸面符號焊縫表面凸起二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注 （3）補充符號是為了補充說明焊縫的某些特征而采用的符號，一共有5個。a)、帶墊板符號： b) 、三面焊縫符號：

4、 c)、周圍焊縫符號： e)、現(xiàn)場符號 ：表示在現(xiàn)場或工地上進行焊接；f)、尾部符號 ：標注焊接工藝方法或者焊縫數(shù)量。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（4）特殊符號是為了滿足某些特殊情況而規(guī)定的焊縫符號，共有4個。 a)、喇叭形焊縫： b) 、單邊喇叭形焊縫： c)、堆焊縫： d)、鎖邊焊縫： 二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注指引線由箭頭線和基準線組成。 4 4、指引線及其標注、指引線及其標注l箭頭可指向接頭側(cè)和非接頭側(cè)；l箭頭線相對焊縫的位置一般沒有特 殊要求；l允許箭頭線彎折一次。（1）箭頭線：二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（2）基準線 l基準線含有實線基準線和虛線基準線。虛線基準線可畫

5、在實線基準線的上方或下方;l焊縫符號標注在實線基準線上說明焊縫在箭頭側(cè)，標注在虛線基準線上說明焊縫在非箭頭側(cè);l標注雙面或?qū)ΨQ焊縫時可不加虛線。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（1）焊縫標注有必要時可附帶有焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)。焊縫尺寸符號共 有16個（詳見GB/324-88），例如： 5 5、焊縫尺寸符號及其標注、焊縫尺寸符號及其標注符號名稱示意圖符號名稱示意圖坡口角度l焊縫長度b根部間隙e焊縫間距p鈍邊n焊縫段數(shù)K焊角尺寸N相同焊縫數(shù)量符號二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（2）焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)的標注原則(如圖)：l 焊縫橫截面上的尺寸標注在基本符號的左側(cè)；長度方向的尺寸標在右側(cè)；l 坡口角

6、度、坡口面角度、根部間隙等尺寸標在基本符號的上側(cè)或下側(cè)。l 相同焊縫數(shù)量的符號標在尾部。l 在基本符號的右側(cè)無任何標注且又無其他說明時，意味著焊縫在工件的整個長度上是連續(xù)的；l 在基本符號的左側(cè)無任何標注且又無其他說明時，表示對接焊縫要完全焊透。 二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注焊接方法代號參照GB/5185-19856 6、焊接方法代號、焊接方法代號例：如圖表示對接接頭周圍焊縫。焊條電弧焊(111)在非箭頭側(cè)打底，表面齊平；埋弧焊(12)焊成的V形焊縫在箭頭側(cè)，表面也要求齊平。注：焊縫采用多種焊接方法或者對焊接方法有特殊要求時標注，一般不標注。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（1）坡口尺寸的

7、標注 對一般焊縫，只標注基本符號，不標注坡口尺寸，坡口尺寸由工藝決定；對有強度、氣密性等要求的焊縫或受結(jié)構(gòu)限定的特殊坡口，應標注坡口尺寸，必要時用圖示法繪制坡口結(jié)構(gòu)圖。7 7、焊接標注說明、焊接標注說明二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（2）對接焊縫有效厚度S由工藝保證，焊后無法測量，一般不標注。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（3）焊腳尺寸K的大小一般為：3、5、8、10、12、14、203/53/5/8/108/1012142012/14二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（4）斷續(xù)焊縫的標注如下圖：n表示焊縫段數(shù)； l表示焊縫長度(不計弧坑)； e表示焊縫間距。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注

8、（5）常見的焊縫標注錯誤二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（5）常見的焊縫標注錯誤課程大綱一一學習目的學習目的四四結(jié)構(gòu)件設計結(jié)構(gòu)件設計二二焊縫符號標注焊縫符號標注三三焊縫設計原則焊縫設計原則在設計焊縫尺寸大小及其接頭形式時，首先要確定是工作焊縫還是聯(lián)系焊縫。1 1、考慮焊縫性質(zhì)、考慮焊縫性質(zhì)工作焊縫：工作焊縫：與被連接的元件是串聯(lián)的，它承擔著傳遞全部載荷的作用，一旦斷裂，結(jié)構(gòu)就會失效，其應力稱為工作應力。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則l 工作焊縫必須進行焊縫強度計算；l 聯(lián)系焊縫則需考慮經(jīng)濟性而減小、減短焊縫；l 具有雙重性的焊縫，既有工作應力又有聯(lián)系應力，則只計算工作應力，而不考慮聯(lián)系應力；

9、聯(lián)系焊縫：聯(lián)系焊縫：焊縫與被連接件是并聯(lián)的，它傳遞很小的載荷，主要起元件之間的相互聯(lián)系的作用，焊縫一旦斷裂，結(jié)構(gòu)不會立即失效，其應力稱為聯(lián)系應力。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則2 2、焊接接頭形式選擇、焊接接頭形式選擇焊接接頭形式可以分為：對接接頭； 搭接接頭； T形接頭； 角接接頭。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則不同的接頭形式承載能力和應力分布情況不同。(1)對接接頭：兩焊件同在一個平面上焊接而成的接頭。特點：應力集中相對較小，能承受較大的靜載荷和較高的疲勞交變載荷。注意：板厚不同,應將厚板削薄后對接。L3 （2-1）L2121L/2三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則(2)搭接接頭：兩焊件

10、相互錯疊，在焊件端頭進行焊接的接頭。特點：應力分布不均勻，疲勞強度較低； 焊前準備和裝配工作比對接接頭簡單； 橫向收縮量比對接接頭??； 適用于被焊結(jié)構(gòu)的狹小處以及密閉的焊接結(jié)構(gòu)。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則(3)T形接頭：兩焊件相互垂直，在交角處進行焊接的接頭。特點：應力分布不均勻，雖然承載能力低，但能承受各種方向的力和力 矩，是比較理想的焊接接頭形式。注意：T形接頭應避免采用單面角焊縫。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則(4)角接接頭：兩焊件邊緣相互垂直，在頂端邊緣上進行焊接的接頭。角接接頭常用于箱形結(jié)構(gòu)，常用的角接頭如下圖：特點：承載能力低，但能承受各種方向的力和力矩。三、焊縫設計原則三

11、、焊縫設計原則(1)坡口作用：主要是增大熔深，提高焊縫截面的有效厚度。3 3、坡口的設計、坡口的設計以對接Y形坡口為例：l 坡口角度：3560，太大增加加工余量、焊接成本和變形；l 鈍邊高度p：需要熔透時一般為13mm；l 根部間隙b：保證鈍邊熔透，一般24mm，過大容易形成虛焊；l 坡口深度H：根據(jù)需要的焊縫厚度來設定。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則(2)坡口形式：n 對接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成V形、X形、K形和U形等。a. 方形對接：無間隙適合于板厚小于3mm；有間隙或帶墊板的對接適合于厚小于16 mm。加工的經(jīng)濟性最好。l 單面V型：適合于板厚在16mm左右；l 雙面V

12、型：適合于板厚在在32mm以下；l 單面U型：加工難度增加，但比單V型坡口節(jié)省焊接材料；l 雙面U型：加工難度增加，但比雙V型坡口節(jié)省焊接材料；卷邊焊縫I形坡口三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則n 角焊縫的坡口形式主要有以下3種：根據(jù)受力情況決定是否需要焊透：l 圖a為不開坡口的焊縫，加工的經(jīng)濟性最好；l 對于較厚的板，可采用圖b所示K形坡口，這樣做比不開坡口用大尺寸的角焊縫經(jīng)濟，而且疲勞強度高；l 對要求完全焊透的丁字接頭，采用半V形坡口從一面焊，焊后清根焊滿，如圖c，比采用K形坡口施焊可靠。abc三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則n 經(jīng)濟性原則：在滿足強度要求的前提下，選擇合理的接頭和坡口，減

13、少焊材的填充量，提高焊接效率。n 考慮坡口加工：優(yōu)先選擇便于加工的坡口，如V形、X形。U形和雙U形坡口，加工相對困難。n 避免焊接缺陷：采用不適當?shù)钠驴谛问饺菀桩a(chǎn)生焊接缺陷。比如：坡口角度過大，致使焊接熱輸入大，工件變形；鈍邊過高，不能完全熔透，殘留的鈍邊即成了缺陷源。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則(3)坡口設計原則：(1)對接焊縫的有效厚度S如下圖：4 4、焊縫大小的的設計、焊縫大小的的設計S根據(jù)焊縫強度要求設計，同時考慮經(jīng)濟性；重要焊縫應當采取等強原則，S=(較薄板厚) 。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則(2)角焊縫的焊腳尺寸K的設計說明：隨著h/k比率的增加，焊縫承受橫向應力的能力相應

14、增加，直到比 率為2.75為止。等邊角焊縫：a=0.707K非等邊角焊縫：hKKha22n 根據(jù)有效截面大小選擇焊腳尺寸。焊腳尺寸K與焊縫有效截面大小a的關系如下圖：三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則n 焊腳尺寸K與板厚：如圖雙面等邊角焊縫： 若12，則a1+a21 即0.707(K1+K2)1n 美國鋼結(jié)構(gòu)學會AISC-1.17.6規(guī)定：l 厚度小于1/4寸（6.35mm）的材料，沿端邊起最大K可以與材料厚度相等；l 厚度等于或大于1/4寸的材料，沿端邊起最大垂直K比材料厚度要小1/16 寸（1.6mm），在圖紙上特別規(guī)定要求焊縫獲得全厚度焊縫高的除外。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則三、焊縫

15、設計原則三、焊縫設計原則n 最小焊腳尺寸母材厚度(mm)最小焊腳尺寸(mm)63mm6125mm12206mm20388mm385710mm5715212mm15216mm美國焊接學會結(jié)構(gòu)的焊接規(guī)程(D1.1-72)如下： 接頭位置設計不當，造成焊工無法操作或施焊困難，勢必導致焊接缺陷，為此設計時要考慮操作空間。三、焊縫設計原則三、焊縫設計原則5 5、考慮可操作性、考慮可操作性完課程大綱一一學習目的學習目的二二焊縫符號標注焊縫符號標注三三焊縫設計原則焊縫設計原則四四結(jié)構(gòu)件設計結(jié)構(gòu)件設計 盡量采用軋材 采用合理的截面形狀：組合截面具有較高的強度，在滿足梁、柱穩(wěn)定的條件下，應增大截面的外形尺寸，使

16、材料配備在離中性軸較遠的地方，增加截面的慣性矩，提高構(gòu)件的抗彎、抗扭和抗壓強度。便于制造： 盡量使焊縫布置在平焊、船形焊的位置，避免仰焊，盡量減少立焊，考慮留有足夠的操作空間。 盡量減少焊縫數(shù)量。四、結(jié)構(gòu)件設計四、結(jié)構(gòu)件設計1 1、一般原則、一般原則 等截面梁 變截面梁l 不等厚翼板設計時板厚應有：L4(t1-t2)；l 變截面處盡量不布置焊縫；l 不等高的變截面梁，在高度變化處應有較大的圓弧過渡四、結(jié)構(gòu)件設計四、結(jié)構(gòu)件設計2 2、梁的設計、梁的設計 較高的大跨度梁在腹板上開孔，以減輕重量，孔的邊緣應光滑。 工字梁主要承受垂直彎矩。 箱形梁主要可以同時承受垂直和水平彎矩和扭矩。四、結(jié)構(gòu)件設計四、結(jié)構(gòu)件設計s02400/80th s0s2400/160t2400/80t h 梁的腹板受力較小，可用小的板厚，以節(jié)省材料，減輕重量，但易于失穩(wěn)，因此，用肋板加強，以提高其穩(wěn)定性。肋板有橫向和縱向兩種：當梁的高度 通常不需要布置肋板當梁的高度 通常需要布置肋板a. 當梁的高度 通常除需要布置橫向肋板外還需布置縱向肋板s02400/160th四、結(jié)構(gòu)件設計四、結(jié)構(gòu)件設計3 3、肋板的布置、肋板的布置橫向肋板之間的距