焊接結(jié)構(gòu)及焊接接頭的基本知識(shí)講解

模塊一概述一、焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1．焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)1）焊接接頭的強(qiáng)度高。2）焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性大。3）焊接接頭密封性好。4）焊接結(jié)構(gòu)適用于大型或重型的、單件小批量生產(chǎn)的簡(jiǎn)單產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的制造。5）焊前準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單。6）結(jié)構(gòu)的變更與改型快，而且容易。7）成品率高。2．焊接結(jié)構(gòu)制造中存在的問題及不足1）焊接難免產(chǎn)生各類焊接缺陷，形成較大的應(yīng)力集中，從而降低整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的承載能力。2）焊接結(jié)構(gòu)對(duì)于脆性斷裂、疲勞破壞、應(yīng)力腐蝕和蠕變破壞等都比較敏感。3）焊接結(jié)構(gòu)中存在殘余應(yīng)力和變形。4）焊接會(huì)改變材料的部分性能，使焊接接頭附近變?yōu)橐粋€(gè)不均勻體。5）對(duì)于一些高強(qiáng)度的材料，因其焊接性能較差，更容易產(chǎn)生焊接裂紋等缺陷。二、焊接結(jié)構(gòu)在工業(yè)發(fā)展中的作用隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，焊接結(jié)構(gòu)制造業(yè)以前所未有的速度飛快發(fā)展。迄今，我國(guó)焊接結(jié)構(gòu)的年鋼耗量已躍居世界首位，焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍遍及各工業(yè)部門。包括基礎(chǔ)工業(yè)、尖端工業(yè)和通用加工工業(yè)。并由此推動(dòng)相當(dāng)規(guī)模的焊接產(chǎn)業(yè)的形成，使我國(guó)成為名符其實(shí)的世界焊接大國(guó)。近20年來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)和設(shè)施項(xiàng)目大量上馬，重型基礎(chǔ)工業(yè)裝備以空前的規(guī)模投入生產(chǎn)，大型建筑工程進(jìn)入了劃時(shí)代的發(fā)展階段，推動(dòng)了焊接結(jié)構(gòu)制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了歷史性的突破，并確立了焊接技術(shù)在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的主導(dǎo)地位。模塊二焊接結(jié)構(gòu)及焊接接頭的基本知識(shí)一、焊接結(jié)構(gòu)的基本類型及組成元件1．焊接結(jié)構(gòu)的基本類型按結(jié)構(gòu)元件的種類不同，焊接結(jié)構(gòu)可分為：梁柱結(jié)構(gòu)；桿件桁架結(jié)構(gòu)；管件桁架結(jié)構(gòu)；圓筒體、球體、錐體及其組合的結(jié)構(gòu)；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；板殼結(jié)構(gòu)和箱形結(jié)構(gòu)等。按其應(yīng)用領(lǐng)域不同，焊接結(jié)構(gòu)可分為：建筑焊接結(jié)構(gòu)；鍋爐、壓力容器與管道焊接結(jié)構(gòu)；船舶海洋工程焊接結(jié)構(gòu)；橋梁焊接結(jié)構(gòu)；起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)；動(dòng)力機(jī)械（包括水電機(jī)械、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、柴油機(jī)）焊接結(jié)構(gòu)；汽車焊接結(jié)構(gòu)；軌道交通車輛焊接結(jié)構(gòu)；航空航天工程焊接結(jié)構(gòu)和機(jī)器零部件（包括壓力機(jī)、切削機(jī)床傳動(dòng)部件、減速器箱體等）焊接結(jié)構(gòu)。2．焊接結(jié)構(gòu)的組成元件在建筑焊接結(jié)構(gòu)、橋梁焊接結(jié)構(gòu)、起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)中，主要采用梁柱、桿件、管件等結(jié)構(gòu)元件；鍋爐、壓力容器與管道、運(yùn)載火箭箭體，大量采用鋼板卷制或壓制成形的圓筒體、球體和錐體等結(jié)構(gòu)元件，以及不同規(guī)格的無縫鋼管結(jié)構(gòu)元件；船體結(jié)構(gòu)主要采用鋼板成形件和骨架結(jié)構(gòu)元件；動(dòng)力機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)主要采用特殊形狀的鑄鍛件作為結(jié)構(gòu)元件。二、焊接接頭的組成及類型1．焊接接頭的組成定義：將兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件，用焊接方法連接而形成的接頭稱為焊接接頭。分類：焊接接頭是連接焊接結(jié)構(gòu)各零部件的基本元件，按所采用的焊接方法的不同，焊接接頭可分為熔焊接頭、壓焊接頭和釬焊接頭三大類。組成：熔焊接頭由焊縫金屬、熔合區(qū)、熱影響區(qū)和鄰近的母材組成，如圖1-1所示。圖1-1熔焊接頭的組成1）焊縫金屬2）熔合區(qū)3）熱影響區(qū)4）母材2．焊接接頭的基本形式熔焊接頭有對(duì)接接頭、搭接接頭、T形接頭、直角接頭、端接接頭五大類。其中最常用的接頭類型是對(duì)接接頭、T形接頭和直角接頭。（1）對(duì)接接頭對(duì)接接頭因受力均勻，應(yīng)力集中小，其強(qiáng)度性能可以達(dá)到與母材基本相等，是焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的一種接頭形式。常用的對(duì)接接頭形式如圖1-2所示。（2）搭接接頭兩板件部分重疊起來進(jìn)行焊接所形成的接頭稱為搭接接頭。搭接接頭的應(yīng)力分布極不均勻，疲勞強(qiáng)度較低，不是理想的接頭形式。常見的搭接接頭的形式如圖1-3所示。（3）T形（十字）接頭將一個(gè)焊件的端面與另一焊件的表面構(gòu)成直角或近似直角，用角焊縫連接起來的接頭，稱為T形（十字）接頭。常見的T形接頭的形式如圖1-4所示。（4）角接接頭兩板件端面構(gòu)成30°～135°夾角的焊接接頭稱作角接接頭。角接接頭多用于箱形構(gòu)件，常見的角接接頭的形式如圖1-5所示。三、焊縫的基本形式焊縫是構(gòu)成焊接接頭的主體部分，其基本形式有對(duì)接焊縫和角焊縫。對(duì)接焊縫有不開坡口的和開坡口的。對(duì)接焊縫的焊接接頭可采用卷邊、平對(duì)接或加工成V形、U形、X形、K形等坡口，如圖1-6所示。角焊縫的截面一般為三角形的。焊后從截面形狀觀察，實(shí)際形狀有四種，如圖1-7所示。圖中尺寸K表示角焊縫的焊腳尺寸，尺寸a表示強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的最小截面高度。四、焊縫代號(hào)在焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖上，通常采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種代號(hào)和符號(hào)簡(jiǎn)單明了地說明焊接接頭的類型、形狀、尺寸、表面狀況、焊接方法，以及各項(xiàng)與焊接有關(guān)的技術(shù)要求等。1．焊縫代號(hào)的組成GB/T324—2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫代號(hào)只適用于金屬熔焊和電阻焊。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫代號(hào)包括基本符號(hào)、輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸符號(hào)。焊縫代號(hào)一般由基本符號(hào)和指引線組成，必要時(shí)可以加上輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸及數(shù)據(jù)。（1）基本符號(hào)表1-1焊縫基本符號(hào)焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號(hào)I形焊縫V形焊縫單邊V形焊縫焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號(hào)鈍邊單邊V形焊縫帶鈍邊U形焊縫封底焊縫焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號(hào)角焊縫塞焊縫或槽焊縫喇叭形焊縫焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號(hào)點(diǎn)焊縫縫焊縫（2）輔助符號(hào)表示焊縫表面形狀特征的符號(hào)，如表1-2所示。名稱焊縫輔助形式符號(hào)說明平面符號(hào)表示焊縫表面平齊凹面符號(hào)表示焊縫表面凹陷凸面符號(hào)表示焊縫表面凸出（3）焊縫補(bǔ)充符號(hào)為了補(bǔ)充說明焊縫某些特征而采用的符號(hào)，如表1-3所示。名稱形式符號(hào)說明帶墊板符號(hào)表示焊縫底部有墊板三面焊縫符號(hào)表示三面焊縫和開口方向名稱形式符號(hào)說明周圍焊縫符號(hào)表示環(huán)繞工件周圍焊縫現(xiàn)場(chǎng)符號(hào)表示在現(xiàn)場(chǎng)或工地上進(jìn)行焊接尾部符號(hào)指引線尾部符號(hào)可參照GB/T5185—1999標(biāo)注焊接方法（4）焊縫尺寸符號(hào)表1-4所示為常用的焊縫尺寸符號(hào)。名稱符號(hào)示意圖標(biāo)注示例工件厚度坡口角度坡口深度根部間隙鈍邊高度δαΗΒp焊縫段數(shù)焊縫長(zhǎng)度焊縫間隙焊角尺寸nleK名稱符號(hào)示意圖標(biāo)注示例熔核直徑d相同焊縫數(shù)量符號(hào)N焊縫尺寸符號(hào)及數(shù)據(jù)的標(biāo)注位置,如圖1-8所示。（5）指引線指引線由箭頭線和基準(zhǔn)線組成，箭頭指向焊縫處，基準(zhǔn)線由兩條互相平行的細(xì)實(shí)線和虛線組成，如圖1-9所示。當(dāng)需要說明焊接方法時(shí)，可以在基準(zhǔn)線末端增加尾部符號(hào)。常用的焊接方法表示代號(hào)如表1-5所示。焊接方法代號(hào)焊接方法代號(hào)電弧焊1電阻焊2焊條電弧焊111點(diǎn)焊21埋弧焊12縫焊22熔化極惰性氣體保護(hù)焊131閃光焊23鎢極惰性氣體保護(hù)焊141氣焊24焊接方法代號(hào)焊接方法代號(hào)壓焊4氧—乙炔焊311超聲波焊41氧—丙烷焊12摩擦焊42其他焊接方法7擴(kuò)散焊45激光焊751爆炸焊441電子束焊762．識(shí)別焊縫代號(hào)的基本方法1）根據(jù)箭頭的指引方向了解焊縫在焊件上的位置。2）看圖樣上焊件的結(jié)構(gòu)形式（即組焊焊件的相對(duì)位置）識(shí)別出接頭形式。3）通過基本符號(hào)可以識(shí)別焊縫形式（即坡口形式）、基本符號(hào)上下標(biāo)有坡口