（中職）焊接結(jié)構(gòu)與制造緒論教學(xué)課件

1、YCF正版可修改PPT（中職）焊接結(jié)構(gòu)與制造緒論教學(xué)課件緒論 我國是世界上最旱應(yīng)用焊接技術(shù)的國家之一。遠(yuǎn)在戰(zhàn)國時(shí)期，銅器的主體、耳、足就是利用釬焊來連接的。其后明代天工開物一書中有“凡鐵性逐節(jié)鉆合，涂黃泥于接口之上，人火揮錘，泥渣成柑而去，取其神氣為謀合，膠結(jié)之后，非灼紅斧斬，永不可斷”的記載。這說明當(dāng)時(shí)人們已懂得鍛焊使用焊劑，可獲得質(zhì)量較高的焊接接頭。我們的祖先為古老的焊接技術(shù)發(fā)展史留下了光輝的一頁，顯不出我國是一個(gè)具有悠久焊接歷史的國家。 近代焊接技術(shù)是在電能成功地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之后出現(xiàn)的，從1882年發(fā)明電弧焊到現(xiàn)在已有一百余年的歷史。在電弧焊的初期，不成熟的焊接工藝使焊接在生產(chǎn)中的應(yīng)用

2、受到限制，直到20世紀(jì)20年代才形成較為完整的焊接工藝體系，埋弧焊和電阻焊得到成功的應(yīng)用。20世紀(jì)50年代的電渣焊、各種氣體保護(hù)焊、超聲波焊，20世紀(jì)60年代的等離子弧焊、電子束焊、激光焊等先進(jìn)焊接方法的不斷涌現(xiàn)，使焊接技術(shù)達(dá)到一個(gè)新水平。近年來對能量束焊接、太陽能焊接、冷壓焊等新的焊接方法也開始研究，尤其是在焊接工藝自動控制方面有了上一頁下一頁返回緒論 很大的發(fā)展，采用電子計(jì)算機(jī)控制和工業(yè)電視監(jiān)視焊接過程，使焊接過程便于遙控，有助于實(shí)現(xiàn)焊接自動化。工業(yè)機(jī)器人的問世，使焊接工藝自動化達(dá)到一個(gè)嶄新的階段。 焊接結(jié)構(gòu)隨焊接技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生，從20世紀(jì)20年代開始得到了越來越廣泛的應(yīng)用。第一艘全焊遠(yuǎn)

3、洋船是1921年建造的，但開始大量制造焊接結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)30年代以后。伴隨焊接結(jié)構(gòu)的發(fā)展也發(fā)生了一些事故，如20世紀(jì)30年代末有名的比利時(shí)全焊鋼橋的斷裂和第二次世界大戰(zhàn)期間緊急建造的FC2貨輪的斷裂等。隨著冶金和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，一些新工藝、新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，以及焊接技術(shù)和理論的發(fā)展，更重要的是國民經(jīng)濟(jì)和軍事工業(yè)發(fā)展的需要，大大推動了焊接結(jié)構(gòu)及焊接生產(chǎn)，使其獲得了迅猛的發(fā)展。上一頁下一頁返回緒論1.焊接結(jié)構(gòu)的發(fā)展 焊接結(jié)構(gòu)近幾年來的發(fā)展趨勢如下。 （1）焊接結(jié)構(gòu)獲得進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)是將各種經(jīng)過軋制的金屬材料及鑄、鍛等坯料采用焊接方法制成能承受一定載荷的金屬結(jié)構(gòu)制造過程。隨著焊

4、接 技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，焊接結(jié)構(gòu)幾乎滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。如機(jī)械制造、石油化工、礦山機(jī)械、能源電力、鐵路車輛、國防裝備、航空航天、艦船制造等，與其他可制造金屬結(jié)構(gòu)的工藝如鍛造、鑄造、鉚接相比，只有焊接結(jié)構(gòu)的占有率是上升的。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家中一般焊接結(jié)構(gòu)占鋼產(chǎn)量的25 00一5000,如蘇聯(lián)到20世紀(jì)80年代中期焊接結(jié)構(gòu)已近80兆噸，其用鋼量占全蘇聯(lián)總量的5000 0我國2001年鋼產(chǎn)量即達(dá)1. 5億噸，原煤產(chǎn)量達(dá)12億噸，原油產(chǎn)量達(dá)1. 6億一1. 7億噸，天然氣產(chǎn)量達(dá)300億一200億立方米，發(fā)電設(shè)備年裝機(jī)容量達(dá)2 000萬千瓦(其中火電設(shè)備1 500萬上一頁下一

5、頁返回緒論 千瓦)，2007年汽車產(chǎn)量560萬輛，2006年船舶產(chǎn)量為1 252萬噸。2007年1 11月份，我國粗鋼產(chǎn)量達(dá)22 783萬噸，焊接鋼材用量占全部鋼產(chǎn)量的5000。由于采礦機(jī)械，采油、煉油、輸油設(shè)備，大型風(fēng)能、水電、火電、核電成套設(shè)備，大中型建筑機(jī)械，國防工業(yè)成套設(shè)備以及規(guī)模生產(chǎn)汽車和農(nóng)用車及其組裝焊接生產(chǎn)線的建設(shè)，要求機(jī)械工業(yè)提供大型冶金設(shè)備，并且這些重大成套技術(shù)裝備極大部分為焊接結(jié)構(gòu)。 （2）焊接結(jié)構(gòu)向大型化、高參數(shù)、精確尺寸方向發(fā)展。如700萬噸級巨型油輪;容積為10萬立方米的大型儲罐;國產(chǎn)核電站600 MW反應(yīng)堆壓力殼，高達(dá)12. 11 m，內(nèi)徑3. 85 m，外徑2.

6、5 m ,壁厚達(dá)195 275 mm。國外還有1 280 MW反應(yīng)堆壓力殼，高12. 85 m，直徑55. 5 m,壁厚達(dá)200-600 mm，重達(dá)283 t;工作壓力為32. 4 MPa,溫度為650的1 . 2GW電站鍋爐;壁厚達(dá)200-280 mm，內(nèi)徑2 m,筒體部件長20多米，重達(dá)560 t的熱壁加氫反應(yīng)器;還有具有“世界第一拱橋”之稱的上海盧浦大橋，全長3 900 m，跨度550 m，為世界跨度最大的全焊鋼結(jié)構(gòu)拱橋，用厚度30100 mm的細(xì)晶粒鋼焊接而成，如圖0-1所示 2007年由美國時(shí)代周刊上一頁下一頁返回緒論 評出的世界十大建筑奇跡之一的2008年奧運(yùn)會主會場中國國家體育場

7、造型呈雙曲面馬鞍形，東西向結(jié)構(gòu)高度為68 m，南北向結(jié)構(gòu)高度為們m，鋼結(jié)構(gòu)最大跨度長軸為333 m,短軸為291 m，由22福門式析架圍繞體育場內(nèi)部碗狀看臺旋轉(zhuǎn)而成，結(jié)構(gòu)組件相互支撐，形成網(wǎng)絡(luò)狀構(gòu)架，組成體育場整個(gè)的“鳥巢”造型，如圖0-2所示。 (3)焊接結(jié)構(gòu)材料已從碳索結(jié)構(gòu)鋼轉(zhuǎn)向采用低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、特殊用途鋼，工業(yè)發(fā)達(dá)國家采用了的而我國已經(jīng)開發(fā)或正在研制的微合金化控軋鋼(如TM-CP鋼)、高強(qiáng)度細(xì)晶粒鋼、精煉鋼(如CF鋼)、非微合金化的C-Mn鋼、制造海洋平臺基礎(chǔ)導(dǎo)管架用的G向鋼、高強(qiáng)和超高強(qiáng)度鋼也開始廣泛用于制造焊接結(jié)構(gòu)，如高強(qiáng)管線鋼X80, X100, X120，汽車車身用超

8、輕型結(jié)構(gòu)用鋼，高耐火性高層建筑用鋼，制造固體燃料火箭發(fā)動機(jī)殼的生320鋼，抗拉強(qiáng)度可大1 765 MPa等。 在焊接結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境相對日益復(fù)雜的苛刻條件下，一些耐高溫、耐上一頁下一頁返回緒論 腐蝕、耐深冷及脆性斷裂的高合金鋼及非鋼鐵合金也在焊接結(jié)構(gòu)中獲得了應(yīng)用，如3.5Ni, 5.5Ni及9Ni鋼，不銹鋼和耐熱鋼，鋁及鋁合金，欽及欽合金，還有用防銹鋁合金制造輸送液化天然氣的貨船和球罐等。 (4)焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)其工作條件和要求分別按照有關(guān)的規(guī)范進(jìn)行，接受有關(guān)部門的監(jiān)督，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)共同的發(fā)展趨勢是采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而使結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟(jì)合理，并且減少了設(shè)計(jì)的工作量。2.焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)

9、的發(fā)展 與以上焊接結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢相適應(yīng)，必然有以先進(jìn)的焊接工藝為基礎(chǔ)的焊接生產(chǎn)發(fā)展，近年來焊接生產(chǎn)的主要發(fā)展趨勢如下。 （1）先進(jìn)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、廉價(jià)和清潔的焊接不斷發(fā)展并快速在焊接生產(chǎn)中獲得應(yīng)用。如在很多場合，CO2氣體保護(hù)焊代替了焊條電弧焊;用負(fù)氫的混合氣體保護(hù)焊、氫弧焊(MIG焊和TIG焊)焊接高強(qiáng)度鋼、大厚度的壓力容器;熱壁加氫反應(yīng)器采用窄間隙焊;需要單面焊的壓力容器和管道中常用的TIG焊、STT(表面張力過渡法)焊打底;藥芯焊r氣體保護(hù)焊已用于諸如造船、重型機(jī)械、大型儲罐等焊接結(jié)構(gòu)的上一頁下一頁返回緒論 空間焊縫;管道的高速旋轉(zhuǎn)電弧焊，全自動的氣電保護(hù)焊和脈沖閃光焊;在航空航天、

10、核設(shè)備的焊接中使用了激光焊、氫弧焊。一些傳統(tǒng)的焊接工藝又有新發(fā)展，如攪拌摩擦焊、活性焊劑氫弧焊，埋弧焊有了多絲(串聯(lián)和并聯(lián))，還有熱絲,填金屬粉、窄間隙埋弧焊等。即使采用焊條電弧焊的場合，也采用了高效焊接工藝，例如在長輸管道的焊接中采用向下立焊方法對接，在造船焊接中采用重力焊，廣泛采用鐵粉焊條等。 (2)包括上述先進(jìn)焊接工藝在內(nèi)的焊接機(jī)械化和自動化得到推廣，焊接機(jī)器人得到應(yīng)用。20世紀(jì)90年代國外一些工業(yè)先進(jìn)國家按焊接填充金屬重量計(jì)算已達(dá)到機(jī)械化、自動化的水平，我國與之相比差距較大。 高效、優(yōu)質(zhì)的機(jī)械化和自動化是靠相應(yīng)的自動化設(shè)備和焊接材料支持的。如大型化的焊接成套設(shè)備，具有自動跟蹤焊縫、檢測

11、、調(diào)整等功能，如長輸管線的全位置氣電自動焊的成套設(shè)備、脈沖閃光焊的成套設(shè)備，這不僅可以大幅度提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率，也為改善工人的勞動強(qiáng)度，進(jìn)而向無人化生產(chǎn)鋪平道路。又如大型儲油罐壁焊縫自動焊機(jī)，特別是焊接機(jī)器人，目前在世界上所有的工業(yè)機(jī)器人，上一頁下一頁返回緒論 中50%以上為焊接機(jī)器人，在一些勞動條件十分惡劣的場合，為擺脫對高級熟練焊工的依賴，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率和質(zhì)量，選擇焊接機(jī)器人是重要的途徑。 (3)焊接生產(chǎn)中的備料工藝有了重大進(jìn)步。這是使整個(gè)生產(chǎn)工藝現(xiàn)代化、自動化和短流程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。例如廣泛采用數(shù)控?zé)岣顧C(jī)，目前主要采用數(shù)控氧一乙炔氣割下料，如海上平臺的導(dǎo)管架，全部管節(jié)點(diǎn)構(gòu)成管頭的

12、各種空間曲線，都采用了精密的數(shù)控切割。有的工廠，對6 mm以上的鋼材大都采用數(shù)控?zé)崆懈罘椒ㄏ铝?，使劃線、下料實(shí)現(xiàn)了自動化，保證了零件的形狀、尺寸正確，邊緣光滑，不再需用邊緣刨削來改善零件精度，80%以上的板材零件只需這道下料工序和修磨即可進(jìn)入裝配。一些工廠根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)還保留了部分剪床下料，但有剪切向熱切割、數(shù)控切割過渡的趨勢已十分明顯。與上述變化相對應(yīng)，熱切割工藝與設(shè)備得到了很大發(fā)展，新的熱切割工藝，如等離子弧切割、激光切割等獲得應(yīng)用。 備料生產(chǎn)中的材料成型工藝也有很大變化，如制造圓筒容器所用大量卷板工藝，已經(jīng)開始采用數(shù)控卷板代替繁重的手工卷板。各種封頭的成型工藝也有了很大進(jìn)步。上一頁下一頁返

13、回緒論 (4)加強(qiáng)了基本金屬如鋼材、鋁合金等的表面處理和邊緣處理，以保證熱切割的連續(xù)，焊接及裝配質(zhì)量和成本涂飾質(zhì)量。 (5)焊接結(jié)構(gòu)的可靠性預(yù)測。焊接結(jié)構(gòu)的可靠性保證主要體現(xiàn)在3個(gè)方面:大型裝備中焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力控制;薄板結(jié)構(gòu)的變形控制;服役裝備結(jié)構(gòu)的壽命預(yù)測和評估。目前采用的主要方法是利用高速計(jì)算機(jī)、工具軟件和模型進(jìn)行仿真模擬，提供工藝優(yōu)化的方法，以及利用各種消除應(yīng)力的手段來解決這一問題，進(jìn)行大型水輪轉(zhuǎn)子的應(yīng)力評估、大功率電動機(jī)主軸應(yīng)力分析等，焊接工作者正在完成焊接結(jié)構(gòu)的“理論一工程試驗(yàn)一實(shí)踐”向“理論一計(jì)算機(jī)模擬一實(shí)踐”的過渡。 (6)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。焊接領(lǐng)域?qū)淼陌l(fā)展趨勢是高速焊接

14、、數(shù)字化電源、傳感技術(shù)、激光應(yīng)用、自動化、省力化。 綜上所述焊接結(jié)構(gòu)與焊接生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，不難看出無論在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是在焊接工藝、焊接設(shè)備、備料工藝與設(shè)備和焊接材料方面均有較大的發(fā)展。在圖樣設(shè)計(jì)方面采用了先進(jìn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、I高性能的材料，在制造時(shí)采用了與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和材料相適應(yīng)的高質(zhì)、高效、低成本的上一頁下一頁返回緒論 工藝，制造出了一流的產(chǎn)品，而焊接生產(chǎn)是整個(gè)生產(chǎn)制造過程中主要的一環(huán)，占有極重要的地位?，F(xiàn)在我國產(chǎn)品進(jìn)入國際市場，面臨殘酷激烈的競爭。我國機(jī)電產(chǎn)品，包括焊接結(jié)構(gòu)能否站住腳，爭得一席之地，這與焊接生產(chǎn)的能力有很大關(guān)系。它往往是產(chǎn)品打入國際市場，在國內(nèi)取代進(jìn)口產(chǎn)品，能否成為與外商合作的伙伴，

15、并參與國際競爭的首要條件之一。 在焊接理論研究方面，建立了焊接研究所和焊接設(shè)備研究所，在許多高、中等職業(yè)院校設(shè)置了焊接專業(yè)，為發(fā)展焊接科學(xué)技術(shù)和培養(yǎng)焊接技術(shù)技能型人才創(chuàng)造了良好的氛圍。 目前，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，一方面高強(qiáng)度鋼等新材料不斷開發(fā)和應(yīng)用;另一方面焊接結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，焊接工作量越來越大，對焊接技術(shù)的要求越來越嚴(yán)格，對提高焊接生產(chǎn)率的要求日益迫切。上一頁下一頁返回緒論3.焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與分類 （1）焊接結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)。焊接結(jié)構(gòu)之所以能有上述巨大的發(fā)展，是與焊接結(jié)構(gòu)的一系列優(yōu)點(diǎn)分不開的。 焊接結(jié)構(gòu)可以減輕結(jié)構(gòu)的重量，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，特另of是大型毛坯的質(zhì)量(相對鑄造毛坯)。相對鉚接結(jié)

16、構(gòu)其接頭效能較高，節(jié)省金屬材科，節(jié)約基建投資，可以取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。如120 000 kN水壓機(jī)改用焊接結(jié)構(gòu)后，主機(jī)重量減輕20%一2600，上梁、活動橫梁減輕2000一2000，下梁減輕5000;某大型顆式破碎機(jī)改用焊接結(jié)構(gòu)后，節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用30多萬元，成本降低了2000一2500 0 焊接結(jié)構(gòu)由于采用焊接連接，理論上其連接厚度是沒有限制的(與鉚接相比)，這就為制造大厚度巨型結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件。采用焊接能使結(jié)構(gòu)有很好的氣密性和水密性，這是儲罐、壓力容器、船殼等結(jié)構(gòu)必備的性能。前述熱壁式加氫反應(yīng)器和核容器是極好的實(shí)例。上一頁下一頁返回緒論 焊接結(jié)構(gòu)多用軋鋼制造，它的過載能力、承受沖力載荷能力較強(qiáng)(

17、和鑄造結(jié)構(gòu)相比)。對于復(fù)雜的連接，用焊接接頭來實(shí)現(xiàn)要比鉚接簡單得多，高水平的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以靈活地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并有多種滿足使用要求可供選擇，簡單的對接焊和角焊就能構(gòu)成各種焊接結(jié)構(gòu)。 焊接結(jié)構(gòu)可根據(jù)結(jié)構(gòu)各部位在工作時(shí)的環(huán)境，所承受的載荷大小和特征，采用不同的材料制造，并采用異種鋼焊接式堆焊制成。從而滿足了結(jié)構(gòu)使用性能，又降低制造成本。如熱壁加氫反應(yīng)器，內(nèi)壁要有抗氫腐蝕能力，如全用抗氫鋼卷制，貴而不劃算，尿索合成塔則要包括尿索在內(nèi)多種化工產(chǎn)品的腐蝕，故這類厚壁筒內(nèi)壁采用堆焊(或內(nèi)襯)不銹鋼(或鎳基合金)來制造。 節(jié)省制造工時(shí)，同時(shí)也就節(jié)約了設(shè)備及工作場地的占用時(shí)間，這也可以獲得節(jié)約資金的效果

18、。例如在現(xiàn)代造船廠里，一個(gè)自重20萬噸的油輪，可在不到3個(gè)月的時(shí)間里下水，同樣的油輪如用鉚接制造，需要一年多的時(shí)間下水。與鉚接結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性相比，它還具有結(jié)構(gòu)制造成品率高的特點(diǎn)，即焊接結(jié)構(gòu)制造過程中一旦出現(xiàn)焊接缺陷，修復(fù)比較容易，很少產(chǎn)生廢品。上一頁下一頁返回緒論 （2）焊接生產(chǎn)的特點(diǎn)。焊接生產(chǎn)過程是指采用焊接的工藝方法把毛坯、零件和部件連接起來制成焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程。如上所述，各種各樣的焊接結(jié)構(gòu)都是焊接生產(chǎn)的產(chǎn)品，有許多就是最終的制成品，如大型球罐、全焊鋼橋、熱風(fēng)爐、加氫反應(yīng)器、蒸煮球、尿索合成塔等;更多則是最終制成品的主要部件或零件，如全焊船體、工業(yè)鍋爐主體、起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，壓力容器的承壓

19、殼、油罐車的油罐和底架、內(nèi)燃機(jī)車柴油掃L的焊接機(jī)體及水輪機(jī)的主軸、轉(zhuǎn)輪和座環(huán)等。 在工廠中負(fù)擔(dān)焊接生產(chǎn)的車間，如金屬結(jié)構(gòu)車間、裝焊車間、總裝車間等是工廠的主要車間之一，在一些情況下，它是初級產(chǎn)品、半成品的準(zhǔn)備車間(如汽車制造廠的車體車間或車身車間)，是工廠最終產(chǎn)品的總裝車間、涂飾車間或成品庫的供應(yīng)者，同時(shí)它也是工廠的備料車間(切割下料與沖壓成型、零件機(jī)加工等)、機(jī)加工車間、某些中間倉庫的“消費(fèi)者”。它還必須由動力車間(包括變電站、空壓站、鍋爐房、氧一乙炔站等)提供能源?？傊?，焊接生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)的其他部門有著緊密地聯(lián)系，隨著焊接結(jié)構(gòu)和焊接生產(chǎn)的發(fā)展，焊接生產(chǎn)在工業(yè)中占有越來越重要的地位。上一頁下

20、一頁返回緒論 此外，焊接生產(chǎn)在工程建設(shè)和工程施工中也是最重要的環(huán)節(jié)之一，例如在石油化工企業(yè)的建設(shè)中，焊接工作量約占1,3 s目前計(jì)劃修建西氣東輸管線，干線長2 000 km的管線，擬采用X70鋼管，直徑為1 016 mm,壁厚為12. 6-26.2 mm，僅接頭就有約20萬個(gè)，還末計(jì)人各種附屬設(shè)施、閘閥門、加溫裝置等的焊接接頭?？梢姾附由a(chǎn)的水平是加快基本建設(shè)速度，提高工程質(zhì)量，保證建成的工程和企業(yè)很快投產(chǎn)達(dá)產(chǎn)的重要保證。 (3)焊接結(jié)構(gòu)的分類。焊接結(jié)構(gòu)難以用單一的方法將其分類。有時(shí)按照制造結(jié)構(gòu)板件的厚度分為薄板、中厚板、厚板結(jié)構(gòu);有時(shí)又按照最終產(chǎn)品分為飛機(jī)結(jié)構(gòu)、油罐車、船體結(jié)構(gòu)、客車車體等;

21、按采用的材料，可分為鋼焊結(jié)構(gòu)，鋁、欽合金結(jié)構(gòu)等。按結(jié)構(gòu)工作的特征，并與其設(shè)計(jì)和制造緊密相連，結(jié)構(gòu)的分類及其各自的特點(diǎn)可簡述如下。上一頁下一頁返回緒論 梁、柱和析架結(jié)構(gòu)。分另of工作在橫向彎曲載荷和縱向彎曲或壓力下的結(jié)構(gòu)可稱為梁和柱。由多種桿件被節(jié)點(diǎn)連成承擔(dān)梁或柱的載荷，而各桿件都是主要工作在拉伸或壓縮載荷下的結(jié)構(gòu)稱為析架。作為梁的析架結(jié)構(gòu)桿件分為上下弦桿、腹桿(又分豎桿和斜桿)，載荷作用在節(jié)點(diǎn)上，從而使各桿件形成只受拉(或壓)的二力桿。實(shí)際上，許多高聳結(jié)構(gòu)，如輸變電鋼塔、電視塔等也是析架結(jié)構(gòu)。 梁、柱和析架結(jié)構(gòu)是組成各類建筑鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，如高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)、冶金廠房的鋼結(jié)構(gòu)(屋架、吊車梁、柱等

22、)、冶煉平臺的框架結(jié)構(gòu)等。它還是各類起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，如起重機(jī)的主梁、橫梁，門式起重機(jī)的支腿、棧橋結(jié)構(gòu)等。用做建筑鋼結(jié)構(gòu)的梁、柱和析架常常在靜載下工作，如屋頂析架。而作為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，包括橋梁析架和起重機(jī)析架則在交變載荷下工作，有時(shí)還是在露天條件下工作，受氣候環(huán)境與溫度的影響，這類結(jié)構(gòu)的脆性斷裂和疲勞問題應(yīng)引起更大關(guān)注。上一頁下一頁返回緒論 殼體結(jié)構(gòu)。它是充分發(fā)揮焊接結(jié)構(gòu)水密、氣密特點(diǎn)，應(yīng)用最廣、用鋼量最大的結(jié)構(gòu)。它包括各種焊接容器、立式和臥式儲罐(圓筒形)、球形容器(包括水珠狀容器)、各種工業(yè)鍋爐、廢熱鍋爐、電站鍋爐的鍋筒、各種壓力容器，以及冶金設(shè)備(高爐爐殼、熱風(fēng)爐、除塵器、洗滌塔

23、等)、水泥窯爐殼、水輪發(fā)電機(jī)的蝸殼等。 殼體結(jié)構(gòu)大多用鋼板成型加工后拼焊而成，要求焊縫致密。一些承受內(nèi)壓或外壓的結(jié)構(gòu)一旦焊縫失效，將造成重大損失。 運(yùn)輸裝備的結(jié)構(gòu)。它們大多承受動載，有很高的強(qiáng)度、剛度、安全性要求，并希望重量最小，如汽車結(jié)構(gòu)(轎車車體、載貨車的駕駛室等)、鐵路敞車、客車車體和船體結(jié)構(gòu)等。而汽車結(jié)構(gòu)全部、客車體大部分又是冷沖壓后經(jīng)電阻焊或熔焊組成的結(jié)構(gòu)。 以上所述結(jié)構(gòu)因失效會造成嚴(yán)重?fù)p失，這類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造監(jiān)察應(yīng)按國家法規(guī)進(jìn)行。上一頁下一頁返回緒論 復(fù)合結(jié)構(gòu)及焊接機(jī)器零件。這些結(jié)構(gòu)或零件是機(jī)器的一部分，要滿足工作機(jī)器的各項(xiàng)要求。如工作載荷常是沖擊或交變載荷，還常要求耐磨、耐蝕、

24、耐高溫等。為滿足這些要求，或滿足零件不同部位的不同要求，如前焊接結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)所述，這類結(jié)構(gòu)往往采用多種材料與工藝制成的毛坯再焊接而成，有的就構(gòu)成所謂的復(fù)合結(jié)構(gòu)，常見的有鑄一壓一焊結(jié)構(gòu)、鑄一焊結(jié)構(gòu)和鍛一焊結(jié)構(gòu)等。 復(fù)合結(jié)構(gòu)的焊接可以在加工毛坯后完成，如挖掘機(jī)的焊接鏟斗;而大多數(shù)是粗加工或末經(jīng)機(jī)加工的毛坯焊接成結(jié)構(gòu)后再精加工完成，如巨型焊接齒輪、鍋筒、汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和水輪機(jī)的焊接主軸、轉(zhuǎn)輪和座環(huán)，60 000 kN水壓機(jī)的立柱、梁、工作缸等。4.焊接結(jié)構(gòu)存在的問題 焊接結(jié)構(gòu)也存在一些問題，這些問題正是本書要進(jìn)行討論的主要內(nèi)容之一。上一頁下一頁返回緒論 （1）焊接結(jié)構(gòu)中必然存在焊接殘余應(yīng)力和變形，絕大

25、多數(shù)焊接結(jié)構(gòu)都是采用局都加熱的焊接方法制造，這樣不可避免地將產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力和變形。焊接應(yīng)力和變形不僅影響結(jié)構(gòu)的外形和尺寸;在一定條件下，還將影響結(jié)構(gòu)的承載能力，如強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性;對焊后加工也帶來一些問題，如尺寸的穩(wěn)定性和加工精度;同時(shí)還是導(dǎo)致焊接缺陷的重要原因之一。 （2）焊接過程會局部改變材料的性能，使結(jié)構(gòu)中的性能可能不均勻。尤其是某些高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼，如微合金控軋鋼有優(yōu)良的性能，但它要求焊接過程實(shí)現(xiàn)焊縫金屬潔凈化和通過微合金化使之實(shí)現(xiàn)細(xì)晶?；?。一些金屬材料焊接比較困難，這就導(dǎo)致了焊接缺陷，雖然焊接缺陷大多數(shù)能夠修復(fù)，但是一旦漏檢或修復(fù)不當(dāng)則可能帶來嚴(yán)重的問題，如形成應(yīng)力集中，加之

26、性能不均勻?qū)⒏鼑?yán)重地影響結(jié)構(gòu)的斷裂行為，降低結(jié)構(gòu)的承載能力。上一頁下一頁返回緒論 （3）焊接結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體，這一方面是氣密、水密的前提，另一方面剛度大，在焊接結(jié)構(gòu)中易產(chǎn)生裂紋，使之很難像鉚接或螺栓連接那樣在零件的過渡處被制止，由于這個(gè)原因和上述原因(焊接應(yīng)力和變形、缺陷、大應(yīng)力集中、性能不均勻等)導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)對脆性斷裂和疲勞、應(yīng)力腐蝕等的破壞特別敏感。 （4）由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，無損檢測手段獲得了重大發(fā)展，但到目前為止，經(jīng)濟(jì)而十分可靠的檢測手段仍感缺乏。5.本課程主要內(nèi)容及要求 焊接結(jié)構(gòu)與制造是中、高等職業(yè)學(xué)校焊接專業(yè)的一門主干課程，主要任務(wù)是使學(xué)生了解焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的基本知識，具備生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)的基本技能，為從事焊接生產(chǎn)及其他相關(guān)方面的工作打下基礎(chǔ)。 本課程的主要內(nèi)容及基本要求:上一頁下一頁