焊接件結(jié)構(gòu)工藝

焊接件的結(jié)構(gòu)工藝性在焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)制造中，除考慮使用性能之外，還應(yīng)考慮制造時(shí)焊接工藝的特點(diǎn)及要求，才能保證在較高的生產(chǎn)率和較低的成本下，獲得符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品質(zhì)量。焊接件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)考慮到各條焊縫的可焊到性、焊縫質(zhì)量的保證，焊接工作量、焊接變形的控制、材料的合理應(yīng)用、焊后熱處理等因素，具體主要表現(xiàn)在焊縫的布置、焊接接頭和坡口形式等幾個(gè)方面。一、焊縫布置焊縫位置對焊接接頭的質(zhì)量、焊接應(yīng)力和變形以及焊接生產(chǎn)率均有較大影響，因此在布置焊縫時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。1．焊縫位置應(yīng)便于施焊，有利于保證焊縫質(zhì)量焊縫可分為平焊縫、橫焊縫、立焊縫和仰焊縫四種型式，如圖1所示。其中施焊操作最方便、焊接質(zhì)量最容易保證的是平焊縫，因此在布置焊縫時(shí)應(yīng)盡量使焊縫能在水平位置進(jìn)行焊接。圖1焊縫的空間位置a)平焊b)橫焊c)立焊d)仰焊除焊縫空間位置外，還應(yīng)考慮各種焊接方法所需要的施焊操作空間。圖2所示為考慮手工電弧焊施焊空間時(shí)，對焊縫的布置要求；圖3所示為考慮點(diǎn)焊或縫焊施焊空間（電極位置）時(shí)的焊縫布置要求。圖2手工電弧焊對操作空間的要求a）合理b）不合理圖3電阻點(diǎn)焊和縫焊時(shí)的焊縫布置a）合理b）不合理另外，還應(yīng)注意焊接過程中對熔化金屬的保護(hù)情況。氣體保護(hù)焊時(shí)，要考慮氣體的保護(hù)作用，如圖4所示。埋弧焊時(shí)，要考慮接頭處有利于熔渣形成封閉空間，如圖5所示。圖4氣體保護(hù)電弧焊時(shí)的焊縫布置a）合理b）不合理圖5埋弧焊時(shí)的焊縫布置a）合理b）不合理2．焊縫布置應(yīng)有利于減少焊接應(yīng)力和變形通過合理布置焊縫來減小焊接應(yīng)力和變形主要有以下途徑：（1）盡量減少焊縫數(shù)量采用型材、管材、沖壓件、鍛件和鑄鋼件等作為被焊材料。這樣不僅能減小焊接應(yīng)力和變形，還能減少焊接材料消耗，提高生產(chǎn)率。如圖6所示箱體構(gòu)件，如采用型材或沖壓件（圖6b）焊接，可較板材（圖6a圖6減少焊縫數(shù)量（2）盡可能分散布置焊縫如圖7所示。焊縫集中分布容易使接頭過熱，材料的力學(xué)性能降低。兩條焊縫的間距一般要求大于三倍或五倍的板厚。？圖7分散布置焊縫a）不合理b）合理（3）盡可能對稱分布焊縫如圖8所示。焊縫的對稱布置可以使各條焊縫的焊接變形相抵銷，對減小梁柱結(jié)構(gòu)的焊接變形有明顯的效果。圖12

不同厚度鋼板的對接手工電弧焊板厚6mm以上對接時(shí)，一般要開設(shè)坡口，對于重要結(jié)構(gòu)，板厚超過3mm就要開設(shè)坡口。厚度相同的工件常有幾種坡口型式可供選擇，Y型和U型坡口只需一面焊，可焊到性較好，但焊后角變形大，焊條消耗量也大些。雙Y型和雙面U型坡口兩面施焊，受熱均勻，變形較小，焊條消耗量較小，在板厚相同的情況下，雙Y形坡口比Y形坡口節(jié)省焊接材料1/2左右，但必須兩面都可焊到，所以有時(shí)受到結(jié)構(gòu)形狀限制。U型和雙面U型坡口根部較寬，容易焊透，且焊條消耗量也較小，但坡口制備成本較高，一般只在重要的受動(dòng)載的厚板結(jié)構(gòu)中采用。表1例舉了氣焊、手工電弧焊和氣體保護(hù)焊焊縫坡口幾種形式和尺寸的規(guī)定。表1氣焊、手工電弧焊和氣體保護(hù)焊焊縫坡口形式和尺寸舉例焊件厚度δ/mm名稱焊縫符號(hào)坡口形式與坡口尺寸/mm焊縫形式焊縫標(biāo)注方法1～3不開坡口（I形坡口）b=0～1.53～6b=0～2.53～26Y形坡口α=40°～60°；b=0～3；P=1～420～60U形坡口β＝1°～8°；b=0～3;P=1～4；R=6～8;厚薄接頭：如果采用兩塊厚度相差較大的金屬材料進(jìn)行焊接，則街頭處會(huì)造成應(yīng)力集中，而且接頭兩邊受熱不勻醫(yī)產(chǎn)生焊不透等缺陷。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，對于不同厚度鋼板對接的承載接頭，當(dāng)兩板厚度差（δ-δ1）不超過表2的規(guī)定時(shí)，焊接接頭的基本形式和尺寸按厚度較大的板確定，反之則應(yīng)在厚板上作出單面或雙面斜度，有斜度部分的長度L≥3（δ-δ1），如圖12所示。表2不同厚度鋼板對接時(shí)允許的厚度差較薄板的厚度δ1/mm≥2～5≥5～9≥9～12≥12允許厚度差（δ-δ1）/mm1234三、焊接結(jié)構(gòu)工藝圖焊接結(jié)構(gòu)工藝圖：使用國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的有關(guān)焊縫的圖形符號(hào)、畫法、標(biāo)注等表達(dá)設(shè)計(jì)人員關(guān)于焊縫的設(shè)計(jì)思想，并能被他人正確理解的焊接結(jié)構(gòu)圖樣。它與一般機(jī)器零件工藝圖的主要區(qū)別在于，它必須要表達(dá)出對焊縫的工藝要求。1、焊縫的圖示法和符號(hào)表示⑴．焊縫的圖示法表示如圖13所示。焊縫正面用細(xì)實(shí)線短劃表示（圖13a），或用比輪廓粗2～3倍的粗實(shí)線表示（圖13b），在同一圖樣中，上述兩種方法只能用一種。焊縫端面用粗實(shí)線劃出焊縫的輪廓，必要時(shí)用細(xì)實(shí)線畫出坡口形狀（圖13c）。剖面圖上焊縫區(qū)應(yīng)涂黑（圖13d）。用圖示法表示的焊縫還應(yīng)該有相應(yīng)的標(biāo)注，或另有說明（圖圖13用圖示法表示焊縫⑵．焊縫的符號(hào)表示為了使焊接結(jié)構(gòu)圖樣清晰，并減輕繪圖工作量，一般不按圖示法畫出焊縫，而是采用一些符號(hào)對焊縫進(jìn)行標(biāo)注，如表1中所示。GB324–88、GB12212–90、GB5185–85中分別對焊縫符號(hào)和標(biāo)注方法作了明確規(guī)定。焊縫符號(hào)：①基本符號(hào)，用以表明焊縫橫截面的形狀,；②輔助符號(hào)，用以表明焊縫表面形狀特征，如焊縫表面是否齊平等；③補(bǔ)充符號(hào)，用以補(bǔ)充說明焊縫的某些特征，如是否帶有墊板等。焊縫符號(hào)通過指引線標(biāo)注在圖樣的焊縫位置，如圖14所示。指引線一般由箭頭線和兩條基準(zhǔn)線（一條為實(shí)線、另一條為虛線）組成，箭頭指在焊縫處。標(biāo)注對稱焊縫或雙面焊縫時(shí)，可免去基準(zhǔn)線中的虛線。必要時(shí)，焊縫符號(hào)可附帶有尺寸符號(hào)和數(shù)據(jù)（如焊縫截面、長度、數(shù)量、坡口等）。還可以畫焊縫的局部放大圖，并表明有關(guān)尺寸。圖14焊縫標(biāo)注方法a)焊縫b)焊縫正面標(biāo)注方法c)焊縫剖面標(biāo)注方法2、焊接結(jié)構(gòu)工藝圖焊接結(jié)構(gòu)工藝圖實(shí)際上是裝配圖，但對于簡單的焊接構(gòu)件，一般不單畫各構(gòu)成件的零件圖，而是在結(jié)構(gòu)圖上標(biāo)出各構(gòu)成件的全部尺寸。對于復(fù)雜的焊接構(gòu)件，應(yīng)單獨(dú)畫出主要構(gòu)成件的零件