焊接結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識 第二節(jié) 焊接結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成

1、焊接結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識焊接結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識 二二 .焊接結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成焊接結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成焊接結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成焊接結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成 學(xué)習(xí)內(nèi)容1.焊接梁的分類、用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.焊接梁的截面尺寸確定3.焊接梁的生產(chǎn)制作4. 焊接柱的分類、用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5.桁架結(jié)構(gòu)的分類、用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)6.壓力容器的分類7.壓力容器的焊接結(jié)構(gòu)焊接梁焊接梁 焊接梁的分類 焊接梁的基本斷面 焊接梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 焊接梁的截面尺寸確定 焊接梁的生產(chǎn)制作要點(diǎn)焊接梁的分類焊接梁的分類 依據(jù)截面形式的不同 工字梁 箱型梁 一、焊接梁結(jié)構(gòu)一、焊接梁結(jié)構(gòu) 1. 焊接梁 （1）焊接梁的分類、用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 梁的組成方法焊接梁、柱的斷面圖a)板材或型材

2、組成的梁、柱 b)彎曲件組成的梁、柱 c)斷面簡圖焊接梁基本斷面示意圖焊接梁基本斷面示意圖 建筑工程經(jīng)常使用具有各種工字形和H形（當(dāng)翼板寬度與腹板高度比值較大時(shí)稱H形）斷面的梁或柱，其基本形都是由一塊腹板和上、下兩翼板（或稱蓋板）互相垂直而構(gòu)成，僅僅在相互位置、厚與薄、寬與窄和有無肋板等方面有區(qū)別。應(yīng)用最多的是腹板居中，左右和上下對稱的工字?jǐn)嗝娴牧汉椭?，一般由四條縱向角焊縫連接。工字形斷面的梁與柱的構(gòu)成工字形斷面的梁與柱的構(gòu)成焊接梁基本斷面示意圖焊接梁基本斷面示意圖 幾種變截面焊接梁 （2）焊接梁的設(shè)計(jì) 焊接梁的設(shè)計(jì)主要包括：確定梁的高度、翼緣板的寬度和厚度、腹板的高度及厚度等內(nèi)容。焊接梁的設(shè)

3、計(jì)步驟和內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1）選擇制造梁的材料。 2）選擇焊接梁的結(jié)構(gòu)形式及截面。 3） 進(jìn)行梁所承受載荷的分析和計(jì)算。 4） 考慮梁的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，保證梁安全使用的論證。 5）進(jìn)行梁的整體和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，如節(jié)承、加固、加肋等。 6） 具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省材料，制造省工，安裝方便。 7） 繪制梁的施工圖。（3） 焊接梁截面尺寸的確定焊接梁截面尺寸的確定 1） 梁高的確定。 2） 腹板尺寸的確定。 3） 翼緣板（蓋板）尺寸的確定。 工字梁的裝配工字梁的裝配1 1調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)螺桿 2 2墊片墊片 3 3腹板腹板 4 4翼扳翼扳 5 5擋板擋板 6 6平臺平臺 7 7直角尺直角尺（4）

4、工字梁的生產(chǎn)工字梁的生產(chǎn)工字梁裝配的最簡單方法工字梁裝配的最簡單方法a)劃線與安裝定位角鐵 b)裝配T形梁 c)裝配工字梁1、3翼板 2定位角鐵 4腹板 5吊具 6直角尺 裝配的基本條件裝配的基本條件 進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)的裝配，必須具備三個(gè)基本條件:定位、夾緊和測量。 定位定位: : 將待裝配的零件按圖樣的要求保持正確的相對位置的方法。 夾緊：夾緊：借助于外力使零件準(zhǔn)確到位，并將定位后的零件固定。 測量：測量：在裝配過程中，對零件間的相對位置和各部尺寸進(jìn)行一系列的技術(shù)測量，從而衡量定位的準(zhǔn)確性和夾緊的效果，以指導(dǎo)裝配工作。工字梁與柱的制造工字梁與柱的制造為保證四條縱向角焊縫的焊接質(zhì)量，生產(chǎn)中常采用“

5、船形”位置施焊，其傾角為45。傾斜焊件的簡易裝置 如果不需要采用“船形”位置焊接時(shí)，批量生產(chǎn)的條件下可采用雙頭自動(dòng)焊。 龍門式雙頭焊接裝置 腹板兩側(cè)雙面焊接示意圖1移動(dòng)式龍門架 2焊機(jī)頭 1從動(dòng)輪 2工件 3導(dǎo)向輪3軌道 4工件4焊接機(jī)頭 5主動(dòng)輪工字梁與柱的制造工字梁與柱的制造如短肋板過多，可采用下圖所示的措施，兩梁夾緊后焊接，以減少在整個(gè)長度方向的彎曲變形。剛性固定法之一工字梁與柱的制造工字梁與柱的制造H型鋼生產(chǎn)流程型鋼生產(chǎn)流程 （5） 箱形結(jié)構(gòu)梁的生產(chǎn)箱形結(jié)構(gòu)梁的生產(chǎn) （4） 箱形結(jié)構(gòu)梁的生產(chǎn)箱形結(jié)構(gòu)梁的生產(chǎn)箱型梁生產(chǎn)流程箱型梁生產(chǎn)流程焊接梁與柱的制造焊接梁與柱的制造 生產(chǎn)工藝流程吊車梁

6、生產(chǎn)工藝流程圖箱形梁翼緣板角變形的矯正箱形梁翼緣板角變形的矯正 箱形梁翼緣板角變形 在板厚方向由于焊接而使溫度分布不均勻時(shí)，沿板厚橫向收縮不同，使板件在焊縫中心線處發(fā)生彎曲變形，這種橫向彎曲變形被稱為角變形。 翼緣板向內(nèi)翹曲變形，彎曲最大有10mm。最小的有5mm。1）上蓋板翼緣板角變形的矯正氧化焰采用線狀加熱法（加熱帶的橫向收縮大于縱向收縮，加熱帶越寬，橫向收縮作用越大）火焰矯正時(shí)在翼緣板上面用長炬烤槍對準(zhǔn)焊縫的反面，對著縱向線狀加熱，加熱溫度 730770C，加熱時(shí)溫度靠觀察鋼材顏色來判斷，即鋼板呈深櫻紅色。加熱深度不超過板厚的1/3，加熱范圍要在兩焊腳所控制的范圍。線狀加熱時(shí)不應(yīng)在同一位

7、置反復(fù)加熱。為避免產(chǎn)生彎曲和扭曲變形，線狀加熱過程應(yīng)由中間向兩邊幅射。即由兩人同時(shí)用長矩烤槍由中部向兩側(cè)烘烤，使應(yīng)力走勢均勻。橫向線狀加熱寬度取40mm，板厚20mm，加熱寬度要窄一些，烤完，待完全冷卻后恢復(fù)平面。箱形梁翼緣板角變形的矯正箱形梁翼緣板角變形的矯正2）下蓋板翼緣板角變形的矯正邊部很小單用火焰的方法很難收到很好的效果。因些采取綜合校正法（機(jī)械和火焰）。用千斤頂配合火焰進(jìn)行矯正。在烤火的同時(shí)用千斤頂頂起,使火焰反變形時(shí)對此施于外力達(dá)到矯正的目的。在校正過程中要用角尺不斷測量，避免出現(xiàn)矯枉過正的現(xiàn)象。還要考慮冷確后還會產(chǎn)生過正趨勢。火焰矯正時(shí)的加熱溫度 800830C，鋼板呈現(xiàn)淡櫻紅色

8、，加熱深度，寬度可比上蓋板多一些。箱形梁翼緣板角變形的矯正箱形梁翼緣板角變形的矯正二. 焊接柱 （1） 焊接柱的分類、用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 焊接柱的截面形式 柱的結(jié)構(gòu)形式 1） 柱頭 2） 柱腳 典型柱頭與 柱腳構(gòu)造 三、桁架結(jié)構(gòu)三、桁架結(jié)構(gòu) 在房屋建筑中，桁架常用作屋蓋承重結(jié)構(gòu)，稱為屋架。目前在工業(yè)廠房在房屋建筑中，桁架常用作屋蓋承重結(jié)構(gòu)，稱為屋架。目前在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)中常見的屋架就是典型的桁架。桁架結(jié)構(gòu)是由直桿在端部相互連接而結(jié)構(gòu)中常見的屋架就是典型的桁架。桁架結(jié)構(gòu)是由直桿在端部相互連接而成的以抗彎為主的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)在一些大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑、成的以抗彎為主的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)在一些大跨

9、度結(jié)構(gòu)、高層建筑、橋梁中都有非常廣泛的應(yīng)用。橋梁中都有非常廣泛的應(yīng)用。 工程中由桿件通過焊接、工程中由桿件通過焊接、鉚接或螺栓連接而成的結(jié)鉚接或螺栓連接而成的結(jié)構(gòu)，稱為桁架。我們在工構(gòu)，稱為桁架。我們在工程中常見一些桁架結(jié)構(gòu)，程中常見一些桁架結(jié)構(gòu)，2.2.桁架結(jié)構(gòu)分析桁架結(jié)構(gòu)分析 桁架是由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結(jié)構(gòu)332.2.桁架結(jié)構(gòu)分析桁架結(jié)構(gòu)分析 在桁架中，弦桿是組成桁架外圍的桿件，包括上弦桿和下弦桿，連接上、下弦桿的桿件叫腹桿，按腹桿方向的不同又區(qū)分為斜桿和豎桿。弦桿與腹桿所在的平面就叫主桁平面。 2.2.桁架結(jié)構(gòu)分析桁架結(jié)構(gòu)分析 桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力 從而能

10、充分利用材料的強(qiáng)度，在跨度較大時(shí)可比實(shí)腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。 3. 3. 桁架結(jié)構(gòu)的分類：桁架結(jié)構(gòu)的分類： 桁架可按不同的特征進(jìn)行分類。 A、根據(jù)桁架的外形分為： 1.平行弦桁架 便于布置雙層結(jié)構(gòu)； 利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，但桿力分布不夠均勻3. 3. 桁架結(jié)構(gòu)的分類：桁架結(jié)構(gòu)的分類： 桁架可按不同的特征進(jìn)行分類。 A、根據(jù)桁架的外形分為： 2.折弦桁架 如拋物線形桁架梁，外形同均布荷載下簡支梁的彎矩圖，桿力分布均勻，材料使用經(jīng)濟(jì)，構(gòu)造較復(fù)雜。3.3.桁架結(jié)構(gòu)的分類：桁架結(jié)構(gòu)的分類： A、根據(jù)桁架的外形分為： 3. 三角形桁架:在沿跨度均勻分布的節(jié)點(diǎn)荷載下，上下弦桿的軸力在端點(diǎn)處最大，向跨

11、中逐漸減少；腹桿的軸力則相反。三角形桁架由于弦桿內(nèi)力差別較大，材料消耗不夠合理，多用于瓦屋面的屋架中。 3.3.桁架結(jié)構(gòu)的分類桁架結(jié)構(gòu)的分類 A、根據(jù)桁架的外形分為： 4.梯形桁架：和三角形桁架相比，桿件受力情況有所改善，而且用于屋架中可以更容易滿足某些工業(yè)廠房的工藝要求。如果梯形桁架的上、下弦平行就是平行弦桁架，桿件受力情況較梯形略差，但腹桿類型大為減少，多用于橋梁和棧橋中。3. 3. 桁架結(jié)構(gòu)的分類桁架結(jié)構(gòu)的分類 B、以桁架幾何組成方式分為：、以桁架幾何組成方式分為： 1.簡單桁架 由一個(gè)基本鉸結(jié)三角形依次增加二元體組成3. 桁架結(jié)構(gòu)的分類桁架結(jié)構(gòu)的分類 B、以桁架幾何組成方式分為： 2.

12、聯(lián)合桁架由幾個(gè)簡單桁架按幾何不變體系的簡單組成規(guī)則聯(lián)合組成3. 3. 桁架結(jié)構(gòu)的分類桁架結(jié)構(gòu)的分類 3.復(fù)雜桁架復(fù)雜桁架 不同于前兩種的其它靜定桁架不同于前兩種的其它靜定桁架 二、桁架焊接材料二、桁架焊接材料 1、角鋼：角鋼可按結(jié)構(gòu)的不同需要組成各種不同的受力構(gòu)件，也可作構(gòu)件之間的連接件。1）角鋼俗稱角鐵，是兩邊互相垂直成角形的長條鋼材。 二、桁架焊接材料二、桁架焊接材料角鋼主要分為角鋼主要分為 等邊角鋼等邊角鋼:L 30304 不等邊角鋼不等邊角鋼:L 40254 其中不等邊角鋼又可分為其中不等邊角鋼又可分為 等厚及不等厚兩種等厚及不等厚兩種。二、桁架焊接材料二、桁架焊接材料角鋼的規(guī)格：用邊

13、長和邊厚的尺寸表示。角鋼的規(guī)格：用邊長和邊厚的尺寸表示。 等邊角鋼的兩個(gè)邊寬相等，其規(guī)格以邊寬等邊角鋼的兩個(gè)邊寬相等，其規(guī)格以邊寬邊寬邊寬邊厚的毫米數(shù)表示。如邊厚的毫米數(shù)表示。如“L 30303”，即表示邊，即表示邊寬為寬為30毫米、邊厚為毫米、邊厚為3毫米的等邊角鋼。毫米的等邊角鋼。 也可用型號表示，型號是邊寬的厘米數(shù)，如也可用型號表示，型號是邊寬的厘米數(shù)，如3#。二、桁架焊接材料二、桁架焊接材料 國產(chǎn)角鋼：國產(chǎn)角鋼：規(guī)格為規(guī)格為220號，以邊長的厘米數(shù)為號，以邊長的厘米數(shù)為號數(shù)，同一號角鋼常有號數(shù)，同一號角鋼常有27種不同的邊厚。種不同的邊厚。 進(jìn)口角鋼：進(jìn)口角鋼：標(biāo)明兩邊的實(shí)際尺寸及邊厚

14、并注明相標(biāo)明兩邊的實(shí)際尺寸及邊厚并注明相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。一般邊長關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。一般邊長12.5cm以上的為大型角鋼，以上的為大型角鋼，12.5cm5cm之間的為中型角鋼，邊長之間的為中型角鋼，邊長5cm以下以下的為小型角鋼。的為小型角鋼。二、桁架焊接材料二、桁架焊接材料 2、 型鋼 是一種有一定截面形狀和尺寸的條型鋼材 是鋼材四大品種(板、管、型、絲 )之一。 1） 根據(jù)斷面形狀 簡單斷面型鋼：方鋼、圓鋼、扁鋼、角鋼、六角鋼 二、桁架焊接材料二、桁架焊接材料 2）復(fù)雜斷面型鋼（異型鋼）：工字鋼、槽鋼、鋼軌、窗框鋼、彎曲型鋼等。 桁架節(jié)點(diǎn)桁架節(jié)點(diǎn)三、焊接容器結(jié)構(gòu)三、焊接容器結(jié)構(gòu)容容 器器: 指用于儲存氣體、液

15、體和固體原料、中間產(chǎn)品或成品的設(shè)備。壓力容器壓力容器： 根據(jù)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程(國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)(1999)154號)之規(guī)定，凡具備下列三個(gè)條件的容器統(tǒng)稱為壓力容器： 最高工作壓力最高工作壓力pw0.1MPa(不含液體靜壓力不含液體靜壓力)； 內(nèi)直徑內(nèi)直徑(非圓形截面指其最大尺寸非圓形截面指其最大尺寸)0.15m，且容，且容積積V0.025m3； 盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)液體等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)液體 焊接容器的分類焊接容器的分類（1）按工藝過程中的作用不同分為：反應(yīng)容器、換熱容器、分離容器和儲存容器4

16、類序號類別名稱主要用途容器名稱1反應(yīng)壓力容器完成介質(zhì)的物理化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)器、反應(yīng)釜、分解鍋、分解塔、聚合釜、合成塔、變換爐等2換熱壓力容器完成介質(zhì)熱量交換管殼式余熱爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸汽發(fā)生器、蒸發(fā)器等3分離壓力容器平衡介質(zhì)流體壓力和氣體的凈化分離分離器、過渡器、集油器、洗滌器、除氧器、干燥塔、吸收塔、銅洗塔等4儲存壓力容器盛裝生產(chǎn)用原粒氣體、液體、液體氣體等液化石油氣儲罐、鐵路罐車、汽車槽車、各種氣瓶核電反應(yīng)堆壓力容器筒體核電反應(yīng)堆壓力容器筒體反應(yīng)堆壓力容器接管（4個(gè)進(jìn)口接管、2個(gè)出口接管及2個(gè)DVI接管）組裝的焊接工作量大，易發(fā)生變形，是反應(yīng)堆壓力容器制造的工藝難點(diǎn)。8個(gè)接管裝焊

17、歷時(shí)近200天，公司對接管焊接給予了全程高度關(guān)注，并督促制造廠采取了多種有效的工藝措施，最終確保了接管裝焊的一次成功。 換熱壓力容器換熱壓力容器分離壓力容器分離壓力容器儲存壓力容器儲存壓力容器儲儲水水罐罐葡萄酒發(fā)酵罐葡萄酒發(fā)酵罐輕油罐車輕油罐車壓力容器分類壓力容器分類（2）按承受壓力不同 可分為四個(gè)承受等級，即： 低壓容器（代號L）：0.1MPap1.6MPa。 中壓容器（代號M）：1.6MPap10MPa。 高壓容器（代號H）：10MPap100MPa。 超高壓容器（代號U）：p100MPa。 （3）.按盛裝介質(zhì)分為 非易燃、無毒； 易燃或有毒； 劇毒。（4）按綜合因素分類）按綜合因素分類

18、在承受等級分類的基礎(chǔ)上，綜合壓力容器工作介質(zhì)的危害性（易燃、致毒等程度），可將壓力容器分為、和類。 類容器：類容器： 一般指低壓容器（、類規(guī)定的除外）。 類容器：類容器： 屬于a)中壓容器（類規(guī)定的除外）； b)易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和儲存容器； c)毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器； d)低壓管殼式余熱鍋爐； e)低壓的搪玻璃壓力容器。 類容器：類容器：屬于a)毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的中壓容器和pV大于或等于0.2MPam3的低壓容器；b)易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)且pV大于或等于0.5MPam3的中壓反應(yīng)容器和大于或等于10MPam3的中壓儲存容器；c)高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；d)高壓容器；e)中壓的搪玻璃壓力容器；f)移動(dòng)式壓力容器；g)使用抗拉強(qiáng)度規(guī)定下限570MPa材料制造的壓力容器.圖6-1 典型壓力容器的結(jié)構(gòu)形式2. 壓力容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)壓力容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 壓力容器有多種結(jié)構(gòu)形式，最常見的結(jié)構(gòu)為圓柱形、球形和錐形三種，如圖 所示。圓柱形容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圓柱形容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 筒體筒體 筒體是壓力容器最主要的組成部分，由它構(gòu)成儲存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的大部分壓力空間。當(dāng)筒體直徑較小（小于500mm）時(shí)，可用無縫鋼管制作。當(dāng)直徑較大時(shí)，一般用鋼板卷制或壓制（壓成兩塊半