1、4 4焊接结构设计与工艺设计简介 使用焊接方法制造的金属结构称为焊接结构 船体 球罐 起重机臂等都是焊接结构 设计主要内容 1 结构材料的选择 2 焊缝布置 3 焊接方法的选择 4 焊接接头设计 5 焊接材料 焊接参数的选择等 4 1结构材料的选择结构材料指焊件材料 选择原则 尽量选用焊接性较好的材料 在满足使用性能要求的前提下 如WC 0 25 的碳钢 WC 0 2 的低合金钢等 尽量采用廉价材料 以降低成本 尽量选用轧制型材 以减少焊缝 焊接应力 4 1焊缝布置 焊缝在空间的位置 平焊 横焊 立焊 仰焊 平焊操作方便 易于保证焊缝质量 故焊接时 使焊缝尽可能量处于平焊位置 为保证焊接件的质
2、量 在布置焊缝位置和确定焊接次序时 应尽量减少焊接应力和变形 并充分考虑工人的操作方便及工件美观 一般应遵循以下原则 1 焊缝布置应便于操作 以便于施焊和检验 不合理 合理 A 手工电弧焊 不合理 合理 B 埋弧焊 C 点焊或缝焊 不合理 合理 75 2 焊缝应避开加工表面 尤其是已加工表面 不合理 合理 3 焊缝应避免焊缝密集或汇交 尽量少 短 对称 分散布置 4 焊缝应尽量避开构件最大受力处或孔洞 尖角等应力集中处 5 应避免母材厚度方向工作时受拉 4 4 3焊接方法的选择 合理选择焊接方法 应考虑的因素 材料的焊接性 低碳钢可采用各种焊接方法 焊件的结构特点 如焊缝的长短 形状 焊件厚度
3、等 生产批量 批量小 用设备投资少的方法 如气焊 焊条电弧焊等 批量大 用高效焊接方法 如电阻焊 摩擦焊 埋弧焊等 经济性 优先选用普通焊接方法 如气焊 电弧焊 电阻焊等 对接 搭接 角接 T形接头 1 焊接接头形式及特点 1 对接接头 受力均匀 接头质量易保证 应用最广 2 搭接接头 受力不均匀 材料消耗大 一般用于薄板件 3 角接接头 只连接 不能传递工作载荷 4 T形接头 可传递载荷 4 4 4焊接接头设计 焊接接头形式的选择 选用何种接头主要依据焊接方法 焊件结构特点和使用要求等因素 1 焊接方法 1 熔焊适用于各类接头形式 2 电阻点焊和缝焊须采用搭接接头 3 对焊和摩擦焊须采用对接
4、接头 4 钎焊多采用搭接接头 2 焊件结构特点和使用要求 1 承载较大的接头宜采用对接 以减少应力集中 2 承载较小可采用搭接 角接 形接 坡口形式 坡口 是根据设计和工艺需要 在焊件的待焊部位加工并装配成的呈一定几何形状的沟槽 常用的坡口形式有 形 形 形 形 和双 形等 1 各类坡口的特点 1 形坡口 易于制备 板厚较大时难于焊透 2 形坡口 较易制备 厚板焊接时费工费料 焊接变形较大 3 形 形及双 形坡口 焊接时省工省料 焊接变形小 制备较费工 2 坡口形式选择 主要依据焊件板厚和焊件使用条件进行选择 1 焊件板厚 薄板对接一般采用 型坡口 其余可查表 2 焊件使用条件 承载较小或精度
5、要求不高时 采用 形 形等坡口 承载较大或精度要求较高时 宜采用 形 形 和双 形等坡口 4 4 5焊接工艺设计示例实例结构名称 中压容器 见下图 材料 16MnR 钢板尺寸1200 5000 料厚 筒身12mm 封头14mm 人孔圈20mm 管接头7mm 生产数量 小批生产 试制定焊接工艺方案 824 3000 管接头 人孔 筒身 封头 AUTS 解 1 焊缝布置 焊接次序根据板料尺寸 筒身应分为三节 分别冷卷成形 为避免焊缝密集 三段筒身上的纵焊缝可相互错开180 封头应采用热压成型 与筒身连接处应有30 50mm的直段 使焊缝躲开转角应力集中处 人孔圈因其板厚较大 一般加热卷制 1 2 3 4 5 6 7 2 焊接方法 接头形式 焊接材料及工艺 AUTS 续表
