焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)簡介

1、9.4 9.4 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)簡介焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)簡介 使用焊接方法制造的金屬結(jié)構(gòu)稱為使用焊接方法制造的金屬結(jié)構(gòu)稱為焊接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)。 船體、球罐、起重機(jī)臂等都是焊接結(jié)構(gòu)。船體、球罐、起重機(jī)臂等都是焊接結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： （1 1）結(jié)構(gòu)材料的選擇；）結(jié)構(gòu)材料的選擇； （2 2）焊縫布置；）焊縫布置； （3 3）焊接方法的選擇）焊接方法的選擇； （4 4）焊接接頭設(shè)計(jì)；）焊接接頭設(shè)計(jì)； （5 5）焊接材料、焊接參數(shù)的選擇等。）焊接材料、焊接參數(shù)的選擇等。9.4.19.4.1結(jié)構(gòu)材料的選擇結(jié)構(gòu)材料的選擇結(jié)構(gòu)材料指焊件材料。結(jié)構(gòu)材料指焊件材料。選擇原則：選擇原則：盡量

2、選用焊接性較好的材料盡量選用焊接性較好的材料。 ( (在滿足使用在滿足使用性能要求的前提下性能要求的前提下) )如如WWC C0.25%0.25%的碳鋼，的碳鋼， WWC C0.2%0.2%的低合金鋼等。的低合金鋼等。盡量采用廉價(jià)材料盡量采用廉價(jià)材料，以降低成本。以降低成本。盡量選用軋制型材，盡量選用軋制型材，以減少焊縫、焊接應(yīng)力。以減少焊縫、焊接應(yīng)力。9.4.19.4.1焊縫布置焊縫布置焊縫在空間的位置：焊縫在空間的位置： 平焊；橫焊；立焊；仰焊。平焊；橫焊；立焊；仰焊。 平焊操作方便，易于保證焊縫質(zhì)量，平焊操作方便，易于保證焊縫質(zhì)量，故焊接時(shí)，使焊縫盡可能量處于平焊位置。故焊接時(shí)，使焊縫盡

3、可能量處于平焊位置。 為保證焊接件的質(zhì)量，在布置焊縫位置和為保證焊接件的質(zhì)量，在布置焊縫位置和確定焊接次序時(shí)，應(yīng)盡量減少焊接應(yīng)力和變確定焊接次序時(shí)，應(yīng)盡量減少焊接應(yīng)力和變形，并充分考慮工人的操作方便及工件美觀，形，并充分考慮工人的操作方便及工件美觀，一般應(yīng)遵循以下原則：一般應(yīng)遵循以下原則： 1.1.焊縫布置應(yīng)便于操作，焊縫布置應(yīng)便于操作，以便于施焊和檢驗(yàn)以便于施焊和檢驗(yàn)。不合理不合理合理合理A.A.手工電弧焊手工電弧焊不合理不合理合理合理B.B.埋弧焊埋弧焊C.C.點(diǎn)焊或縫焊點(diǎn)焊或縫焊不合理不合理合理合理752.2.焊縫應(yīng)避開加工表面，尤其是已加工表面。焊縫應(yīng)避開加工表面，尤其是已加工表面。不

4、合理不合理合理合理3.3.焊縫焊縫應(yīng)避免焊縫密集或匯交，應(yīng)避免焊縫密集或匯交，盡量少、短，對稱、分散布置。盡量少、短，對稱、分散布置。4.4.焊縫應(yīng)盡量避開構(gòu)件最大受力處或孔洞、焊縫應(yīng)盡量避開構(gòu)件最大受力處或孔洞、尖角等應(yīng)力集中處。尖角等應(yīng)力集中處。5.5.應(yīng)避免母材厚度方向工作時(shí)受拉。應(yīng)避免母材厚度方向工作時(shí)受拉。9.4.39.4.3焊接方法的選擇焊接方法的選擇 合理選擇焊接方法，合理選擇焊接方法，應(yīng)考慮的因素：應(yīng)考慮的因素：材料的焊接性材料的焊接性，低碳鋼可采用各種焊接方法。低碳鋼可采用各種焊接方法。焊件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)焊件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)； 如焊縫的長短、形狀，焊件厚度等。如焊縫的長短、形狀，焊件厚

5、度等。 生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量：批量?。河迷O(shè)備投資少的方法，如氣焊、焊條電弧焊等；批量?。河迷O(shè)備投資少的方法，如氣焊、焊條電弧焊等；批量大：用高效焊接方法，批量大：用高效焊接方法， 如電阻焊、摩擦焊、埋弧焊等。如電阻焊、摩擦焊、埋弧焊等。經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)先選用普通焊接方法。優(yōu)先選用普通焊接方法。 如氣焊、電弧焊、電阻焊等。如氣焊、電弧焊、電阻焊等。對接對接搭接搭接角接角接T T形接頭形接頭1.1.焊接接頭形式及特點(diǎn)：焊接接頭形式及特點(diǎn)：（1 1）對接接頭：受力均勻，）對接接頭：受力均勻， 接接頭質(zhì)量易保證，應(yīng)用最廣；頭質(zhì)量易保證，應(yīng)用最廣；（2 2）搭接接頭：受力不均勻，材料消耗大，）搭接接頭：受力

6、不均勻，材料消耗大， 一般用于薄板件；一般用于薄板件；（3 3）角接接頭：只連接，不能傳遞工作載荷；）角接接頭：只連接，不能傳遞工作載荷；（4 4）T T形接頭：可傳遞載荷。形接頭：可傳遞載荷。9.4.4 9.4.4 焊接接頭設(shè)計(jì)焊接接頭設(shè)計(jì)焊接接頭形式的選擇：焊接接頭形式的選擇： 選用何種接頭主要依據(jù)焊接方法、焊件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用何種接頭主要依據(jù)焊接方法、焊件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求等因素。和使用要求等因素。（1 1）焊接方法焊接方法: :1 1）熔焊適用于各類接頭形式；）熔焊適用于各類接頭形式；2 2）電阻點(diǎn)焊和縫焊須采用搭接接頭；）電阻點(diǎn)焊和縫焊須采用搭接接頭；3 3）對焊和摩擦焊須采用對接接頭；

7、）對焊和摩擦焊須采用對接接頭；4 4）釬焊多采用搭接接頭。）釬焊多采用搭接接頭。（2 2）焊件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求：）焊件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求：1 1）承載較大的接頭宜采用對接，以減少應(yīng)力集中；）承載較大的接頭宜采用對接，以減少應(yīng)力集中；2 2）承載較小可采用搭接、角接、形接。）承載較小可采用搭接、角接、形接。坡口形式坡口形式坡口：坡口：是根據(jù)設(shè)計(jì)和工藝需要，是根據(jù)設(shè)計(jì)和工藝需要，在焊件的待焊部位加工在焊件的待焊部位加工并裝配成的呈一定幾何形狀的溝槽。并裝配成的呈一定幾何形狀的溝槽。常用的坡口形式常用的坡口形式有有形，形，形，形，和雙形等。形，形，形，形，和雙形等。（1 1）各類坡口的特點(diǎn)：）各類

8、坡口的特點(diǎn)：1 1）形坡口：形坡口： 易于制備；板厚較大時(shí)難于焊透。易于制備；板厚較大時(shí)難于焊透。2 2）形坡口：）形坡口： 較易制備；厚板焊接時(shí)費(fèi)工費(fèi)料；較易制備；厚板焊接時(shí)費(fèi)工費(fèi)料； 焊接變形較大。焊接變形較大。3 3）形、形及雙形坡口：）形、形及雙形坡口：焊接時(shí)省工省料；焊接變形小；焊接時(shí)省工省料；焊接變形??；制備較費(fèi)工。制備較費(fèi)工。（2 2）坡口形式選擇：）坡口形式選擇：主要依據(jù)焊件板厚和焊件使用條件進(jìn)行選擇。主要依據(jù)焊件板厚和焊件使用條件進(jìn)行選擇。 1）焊件板厚：）焊件板厚： 薄板對接一般采用薄板對接一般采用型坡口，其余可查表。型坡口，其余可查表。 2）焊件使用條件：）焊件使用條件：

9、承載較小或精度要求不高時(shí)，承載較小或精度要求不高時(shí)， 采用采用形、形形、形等坡口；等坡口；承載較大或精度要求較高時(shí)，承載較大或精度要求較高時(shí)，宜采用形、形、和雙形等坡口。宜采用形、形、和雙形等坡口。9.4.59.4.5焊接工藝設(shè)計(jì)示例焊接工藝設(shè)計(jì)示例實(shí)例實(shí)例 結(jié)構(gòu)名稱結(jié)構(gòu)名稱 ：中壓容器（見下圖）中壓容器（見下圖） 材料材料 ：16MnR16MnR（鋼板尺寸（鋼板尺寸1200 1200 5000 5000） 料厚料厚 ：筒身：筒身12mm12mm，封頭，封頭14mm14mm， 人孔圈人孔圈20mm20mm，管接頭，管接頭7mm 7mm 。 生產(chǎn)數(shù)量生產(chǎn)數(shù)量 ： 小批生產(chǎn)。試制定焊接工藝方案。小

10、批生產(chǎn)。試制定焊接工藝方案。 8243000管接頭管接頭人孔人孔筒身筒身封頭封頭解解: : （1 1）焊縫布置、焊接次序）焊縫布置、焊接次序 根據(jù)板料尺寸，筒身應(yīng)分為三節(jié)，分別根據(jù)板料尺寸，筒身應(yīng)分為三節(jié)，分別冷卷成形，為避免焊縫密集，三段筒身上的縱冷卷成形，為避免焊縫密集，三段筒身上的縱焊縫可相互錯(cuò)開焊縫可相互錯(cuò)開180180；封頭應(yīng)采用熱壓成型，；封頭應(yīng)采用熱壓成型，與筒身連接處應(yīng)有與筒身連接處應(yīng)有30 50 mm30 50 mm的直段，使焊的直段，使焊縫躲開轉(zhuǎn)角應(yīng)力集中處。人孔圈因其板厚較大，縫躲開轉(zhuǎn)角應(yīng)力集中處。人孔圈因其板厚較大，一般加熱卷制。一般加熱卷制。1234567（2 2）焊

11、接方法、接頭形式、焊接材料及工藝）焊接方法、接頭形式、焊接材料及工藝序序號號焊縫名稱焊縫名稱焊接方法與工藝焊接方法與工藝接頭型式接頭型式焊接材料焊接材料1 1筒身縱縫筒身縱縫1 1、2 2、3 3 埋弧自動(dòng)焊雙面埋弧自動(dòng)焊雙面焊（質(zhì)量高），先焊（質(zhì)量高），先內(nèi)后外。內(nèi)后外。16Mn16Mn應(yīng)應(yīng)在室內(nèi)焊接。在室內(nèi)焊接。焊絲：焊絲： H08MnAH08MnA焊劑：焊劑：431431焊條：焊條：J507J5072 2筒身環(huán)縫筒身環(huán)縫4 4、5 5、6 6、7 7 4 4、5 5、6 6 埋弧焊雙埋弧焊雙面焊，先內(nèi)后外；面焊，先內(nèi)后外；7 7 裝裝配后先在內(nèi)部用手弧焊配后先在內(nèi)部用手弧焊封底，再用埋弧焊焊外封底，再用埋弧焊焊外環(huán)縫。環(huán)縫。3 3管接頭管接頭焊縫焊縫 插入式裝配，手工插入式裝配，手工電弧焊，雙面焊。電弧焊，雙面焊。焊條：焊條：J507J507序序號號焊縫名稱焊縫名稱焊接方法與工藝焊接方法與工藝接頭型式接頭