焊接結(jié)構(gòu)及焊接接頭的基本知識講解

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)的簡單產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的制造。5）焊前準(zhǔn)備工作簡單。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)。并由此推動相當(dāng)規(guī)模的焊接產(chǎn)業(yè)的形成，使我國成為名符其實(shí)的世界焊接大國。近20年來，我國國民經(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接接頭、T形接頭和直角接頭。（1）對接接頭對接接頭因受力均勻，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，其基本形式有對接焊縫和角焊縫。對接焊縫有不開坡口的和開坡口的。對接焊縫的焊接接頭可采用卷邊、平對接或加工成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)定的各種代號和符號簡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．焊縫代號的組成GB/T324—2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫代號只適用于金屬熔焊和電阻焊。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫代號包括基本符號、輔助符號、補(bǔ)充符號和焊縫尺寸符號。焊縫代號一般由基本符號和指引線組成，必要時(shí)可以加上輔助符號、補(bǔ)充符號和焊縫尺寸及數(shù)據(jù)。（1）基本符號表1-1焊縫基本符號焊縫名稱焊縫橫截面形狀符號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點(diǎn)焊縫縫焊縫（2）輔助符號表示焊縫表面形狀特征的符號，如表1-2所示。名稱焊縫輔助形式符號說明平面符號表示焊縫表面平齊凹面符號表示焊縫表面凹陷凸面符號表示焊縫表面凸出（3）焊縫補(bǔ)充符號為了補(bǔ)充說明焊縫某些特征而采用的符號，如表1-3所示。名稱形式符號說明帶墊板符號表示焊縫底部有墊板三面焊縫符號表示三面焊縫和開口方向名稱形式符號說明周圍焊縫符號表示環(huán)繞工件周圍焊縫現(xiàn)場符號表示在現(xiàn)場或工地上進(jìn)行焊接尾部符號指引線尾部符號可參照GB/T5185—1999標(biāo)注焊接方法（4）焊縫尺寸符號表1-4所示為常用的焊縫尺寸符號。名稱符號示意圖標(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)焊縫長度焊縫間隙焊角尺寸nleK名稱符號示意圖標(biāo)注示例熔核直徑d相同焊縫數(shù)量符號N焊縫尺寸符號及數(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。常用的焊接方法表示代號如表1-5所示。焊接方法代號焊接方法代號電弧焊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焊接方法代號焊接方法代號壓焊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．識別焊縫代號的基本方法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（即組焊焊件的相對位置）識別出接頭形式。3）通過基本符號可以識別焊縫形式（即坡口形式）、基本符號上下標(biāo)有坡口