第四節(jié)焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、焊件材料的選擇焊件材料的選擇焊接方法的選擇焊接方法的選擇焊接接頭工藝設(shè)計(jì)焊接接頭工藝設(shè)計(jì)典型焊件的工藝設(shè)計(jì)典型焊件的工藝設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)焊接材料的選擇焊接材料的選擇焊接材料的選擇原則：焊接材料的選擇原則：盡量選用可焊性好的材料盡量選用可焊性好的材料: : w(C)w(C)0.25%0.25%的低碳鋼或的低碳鋼或w(CE)w(CE)0.4%0.4%的低合金鋼。的低合金鋼。因這類鋼淬硬傾向小，塑性高，焊接工藝簡(jiǎn)單。因這類鋼淬硬傾向小，塑性高，焊接工藝簡(jiǎn)單。 異種金屬焊接時(shí)焊縫應(yīng)與低強(qiáng)度金屬等強(qiáng)度，而工異種金屬焊接時(shí)焊縫應(yīng)與低強(qiáng)度金屬等強(qiáng)度，而工藝應(yīng)按高強(qiáng)度金屬設(shè)計(jì)

2、。藝應(yīng)按高強(qiáng)度金屬設(shè)計(jì)。 盡量采用工字鋼、槽鋼、角鋼和鋼管等型材，以簡(jiǎn)盡量采用工字鋼、槽鋼、角鋼和鋼管等型材，以簡(jiǎn)化工藝過程?；に囘^程。生產(chǎn)單件鋼結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)單件鋼結(jié)構(gòu)件1 1板厚在板厚在3 310 mm,10 mm,強(qiáng)度較低，且焊縫較短應(yīng)選用手弧焊。強(qiáng)度較低，且焊縫較短應(yīng)選用手弧焊。2 2板厚在板厚在10 mm10 mm以上，焊縫為長(zhǎng)直焊縫或環(huán)焊縫應(yīng)選用埋弧焊。以上，焊縫為長(zhǎng)直焊縫或環(huán)焊縫應(yīng)選用埋弧焊。3 3板厚小于板厚小于3 mm3 mm，焊縫較短應(yīng)選用，焊縫較短應(yīng)選用COCO2 2焊。焊。生產(chǎn)大批量鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)大批量鋼結(jié)構(gòu)1 1板厚小于板厚小于3 mm,3 mm,無密封要求應(yīng)選用電阻點(diǎn)焊，

3、有密封要求應(yīng)無密封要求應(yīng)選用電阻點(diǎn)焊，有密封要求應(yīng)選用縫焊。選用縫焊。2 2板厚在板厚在3 310 mm,10 mm,焊縫為長(zhǎng)直焊縫或環(huán)焊縫，應(yīng)選用焊縫為長(zhǎng)直焊縫或環(huán)焊縫，應(yīng)選用COCO2 2自動(dòng)自動(dòng)焊。焊。3 3板厚大于板厚大于10 mm10 mm，焊縫為長(zhǎng)直焊縫和環(huán)焊縫隙，應(yīng)選用埋弧，焊縫為長(zhǎng)直焊縫和環(huán)焊縫隙，應(yīng)選用埋弧焊或電渣焊。焊或電渣焊。生產(chǎn)不銹鋼、鋁合金和銅合金結(jié)構(gòu)生產(chǎn)不銹鋼、鋁合金和銅合金結(jié)構(gòu) 1 1板厚小于板厚小于3mm, 3mm, 應(yīng)選用脈沖應(yīng)選用脈沖氬弧焊氬弧焊和鎢極氬弧焊。和鎢極氬弧焊。 2 2板厚在板厚在3 310 mm,10 mm,焊縫為長(zhǎng)直焊縫或環(huán)焊縫，應(yīng)選用熔化極

4、氬焊縫為長(zhǎng)直焊縫或環(huán)焊縫，應(yīng)選用熔化極氬弧或等離子弧自動(dòng)焊?；』虻入x子弧自動(dòng)焊。焊接方法的選擇應(yīng)根據(jù)下列原則：應(yīng)根據(jù)下列原則：1）焊接接頭使用性能及質(zhì)量要符合結(jié)構(gòu)技術(shù)要求。）焊接接頭使用性能及質(zhì)量要符合結(jié)構(gòu)技術(shù)要求。2）提高生產(chǎn)率，降低成本）提高生產(chǎn)率，降低成本焊縫的布置焊縫的布置 1 1焊縫應(yīng)盡可能分散，如下圖。以便減小焊接熱影響區(qū)，焊縫應(yīng)盡可能分散，如下圖。以便減小焊接熱影響區(qū)，防止粗大組織的出現(xiàn)。防止粗大組織的出現(xiàn)。焊接接頭工藝設(shè)計(jì) 2 2焊縫的位置應(yīng)盡可能對(duì)稱分布，如下圖，以抵消焊焊縫的位置應(yīng)盡可能對(duì)稱分布，如下圖，以抵消焊接變形。接變形。 3 3焊縫應(yīng)盡可能避開最大應(yīng)力和應(yīng)力集中的位

5、置，如下焊縫應(yīng)盡可能避開最大應(yīng)力和應(yīng)力集中的位置，如下圖。以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過大的圖。以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過大的應(yīng)力和開裂。應(yīng)力和開裂。 4 4應(yīng)便于焊接操作，如下圖。焊縫位置應(yīng)使焊條應(yīng)便于焊接操作，如下圖。焊縫位置應(yīng)使焊條易到位，焊劑易保持，電極易安放。易到位，焊劑易保持，電極易安放。不不合合理理合合理理 4 4應(yīng)便于焊接操作，如下圖。焊縫位置應(yīng)使焊應(yīng)便于焊接操作，如下圖。焊縫位置應(yīng)使焊條易到位，焊劑易保持，電極易安放。條易到位，焊劑易保持，電極易安放。5 5焊縫應(yīng)盡量避開機(jī)械加工表面焊縫應(yīng)盡量避開機(jī)械加工表面 已加工表面受熱后，會(huì)破壞原有精度 ！不不合

6、合理理合合理理6 6 應(yīng)盡量減少焊縫的數(shù)量應(yīng)盡量減少焊縫的數(shù)量示例分析示例分析 試分析如例圖5所示壓力容器焊縫設(shè)計(jì)的合理性，并加以改進(jìn)。 示例圖5 壓力容器焊縫設(shè)計(jì) 分析：焊縫在圓段與平直段連接處應(yīng)為平直對(duì)接接頭，以防止應(yīng)力集中的生產(chǎn)。筒分析：焊縫在圓段與平直段連接處應(yīng)為平直對(duì)接接頭，以防止應(yīng)力集中的生產(chǎn)。筒身縱縫應(yīng)分開，以防焊縫交叉。修改如示例圖身縱縫應(yīng)分開，以防焊縫交叉。修改如示例圖6所示。所示。示例圖6 壓力容器焊縫設(shè)計(jì)的改進(jìn) 接頭型式應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀、強(qiáng)度要求、工件厚度、接頭型式應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀、強(qiáng)度要求、工件厚度、焊后變形大小、焊條消耗量、坡口加工難易程度等各個(gè)焊后變形大小、焊條消耗量、

7、坡口加工難易程度等各個(gè)方面因素綜合考慮決定。方面因素綜合考慮決定?？刹殚喛刹殚咷B98580 - 手工電弧焊焊接接頭手工電弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸的基本型式與尺寸對(duì)各種接頭型式作出規(guī)定。對(duì)各種接頭型式作出規(guī)定。焊接接頭設(shè)計(jì)包括焊接接頭設(shè)計(jì)包括焊接接頭形式設(shè)計(jì)和坡口形式設(shè)計(jì)焊接接頭形式設(shè)計(jì)和坡口形式設(shè)計(jì)焊接接頭設(shè)計(jì)焊接接頭設(shè)計(jì)1.1.焊接接頭形式設(shè)計(jì)焊接接頭形式設(shè)計(jì) 常用的基本接頭形式有常用的基本接頭形式有對(duì)接接頭、蓋板接頭、搭接接頭、對(duì)接接頭、蓋板接頭、搭接接頭、角接接頭、角接接頭、T T形接頭、十字接頭和卷邊接頭形接頭、十字接頭和卷邊接頭等，等，如圖如圖4-45所所示。其選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的

8、形狀和焊接生產(chǎn)工藝而定，要考慮示。其選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的形狀和焊接生產(chǎn)工藝而定，要考慮易于保證焊接質(zhì)量和盡量降低成本。易于保證焊接質(zhì)量和盡量降低成本。 對(duì)于釬焊，電阻焊的點(diǎn)焊和縫焊采用搭接；對(duì)焊采用對(duì)對(duì)于釬焊，電阻焊的點(diǎn)焊和縫焊采用搭接；對(duì)焊采用對(duì)接；熔化焊可采用對(duì)接、搭接，角接和接；熔化焊可采用對(duì)接、搭接，角接和T T形接對(duì)比選擇。壓形接對(duì)比選擇。壓力容器一般采用對(duì)接，桁架結(jié)構(gòu)一般采用搭接。對(duì)于氣焊和力容器一般采用對(duì)接，桁架結(jié)構(gòu)一般采用搭接。對(duì)于氣焊和鎢極氬弧焊可采用卷邊接頭。鎢極氬弧焊可采用卷邊接頭。 2. 焊接接頭坡口形式設(shè)計(jì)焊接接頭坡口形式設(shè)計(jì) 開坡口的目的是為了使接頭根部焊透，使焊縫成形

9、美開坡口的目的是為了使接頭根部焊透，使焊縫成形美觀，通過控制坡口大小調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬的比例。觀，通過控制坡口大小調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬的比例。加工方法有氣割、切削加工、碳弧氣刨等。坡口形式主要加工方法有氣割、切削加工、碳弧氣刨等。坡口形式主要取決于板料厚度。取決于板料厚度。1）對(duì)接接頭坡口形式設(shè)計(jì)。）對(duì)接接頭坡口形式設(shè)計(jì)。 對(duì)接接頭的基本坡口形式有對(duì)接接頭的基本坡口形式有I形坡口、形坡口、Y形坡口、雙形坡口、雙Y形坡口、形坡口、U形坡口、雙形坡口、雙U形坡口形坡口等，等，如圖如圖4-46所示。所示。同樣板厚條件下：同樣板厚條件下：雙雙Y形坡口比形坡口比V形坡口所形坡口所需金屬少，焊接工時(shí)

10、也少，焊接變形也小；需金屬少，焊接工時(shí)也少，焊接變形也??；U形坡口也比形坡口也比V形坡口省焊條，省工時(shí)，焊接變形也小。形坡口省焊條，省工時(shí)，焊接變形也小。 2）角接接頭坡口形式設(shè)計(jì)角接接頭坡口形式設(shè)計(jì)。 角接接頭角接接頭基本坡口形式有基本坡口形式有I形形坡口、錯(cuò)邊坡口、錯(cuò)邊I形坡口、形坡口、Y形坡口、形坡口、V形坡口形坡口等，等，如圖如圖4-47所所示。示。3）T形接頭坡口形式設(shè)計(jì)。形接頭坡口形式設(shè)計(jì)。 T形接頭基本坡口形式有形接頭基本坡口形式有I形坡形坡口、口、V形坡口形坡口等，如圖等，如圖4-48所示。所示。4）搭接接頭坡口形式設(shè)計(jì)，）搭接接頭坡口形式設(shè)計(jì)，如圖如圖所示。所示。返回文檔返回

11、文檔圖圖4-45 焊接接頭形式焊接接頭形式T形接頭形接頭 十字接頭十字接頭 角接接頭角接接頭 卷邊接頭卷邊接頭部分對(duì)接接頭型式部分對(duì)接接頭型式返回文檔返回文檔部分部分T型接頭和角接接頭型式型接頭和角接接頭型式返回文檔返回文檔部分搭接接頭型式部分搭接接頭型式返回文檔返回文檔 焊接參數(shù)選擇焊接參數(shù)選擇 焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量（如焊焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量（如焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱，叫總稱，叫焊接參數(shù)焊接參數(shù)。1 1）焊條直徑和焊接電流選擇。）焊條直徑和焊接電流選擇。焊條直徑根據(jù)焊件厚度

12、選焊條直徑根據(jù)焊件厚度選擇。焊件較薄選較細(xì)焊條。焊接電流一般按擇。焊件較薄選較細(xì)焊條。焊接電流一般按I I= =（3030 6060）d d選取。并根據(jù)焊件厚度、接頭形式、焊接位置、焊條種選取。并根據(jù)焊件厚度、接頭形式、焊接位置、焊條種類，通過試焊調(diào)整。類，通過試焊調(diào)整。2 2）焊接速度。）焊接速度。根據(jù)焊縫形式確定，不宜過快，也不宜過根據(jù)焊縫形式確定，不宜過快，也不宜過慢。慢。3 3）弧長(zhǎng)。）弧長(zhǎng)。焊接電弧的長(zhǎng)度，一般采用短弧操作。焊接電弧的長(zhǎng)度，一般采用短弧操作。例例 圖圖3-50所示為低壓儲(chǔ)氣罐，壁厚為所示為低壓儲(chǔ)氣罐，壁厚為8mm，壓力為，壓力為1.0MPa，常溫工作，壓縮空氣，大批量

13、生產(chǎn)。，常溫工作，壓縮空氣，大批量生產(chǎn)。1）結(jié)構(gòu)分析。）結(jié)構(gòu)分析。筒體由筒節(jié)、封頭焊合。整個(gè)結(jié)構(gòu)由筒體筒體由筒節(jié)、封頭焊合。整個(gè)結(jié)構(gòu)由筒體再加四個(gè)法蘭管座焊合而成，再加四個(gè)法蘭管座焊合而成，如圖如圖3-50所示。所示。2）選擇母材材料。）選擇母材材料。封頭需拉伸，筒節(jié)卷圓，故需較好塑封頭需拉伸，筒節(jié)卷圓，故需較好塑性，再考慮焊接工藝及成本，故筒節(jié)、封頭、法蘭選用性，再考慮焊接工藝及成本，故筒節(jié)、封頭、法蘭選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235A），短管選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼），短管選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（10鋼）。鋼）。典型焊件的工藝設(shè)計(jì)典型焊件的工藝設(shè)計(jì)3 3）設(shè)計(jì)焊縫位置及焊接接頭、坡口形式。）設(shè)計(jì)焊縫位置及焊接接頭、坡口形式。 筒節(jié)縱焊縫與環(huán)筒節(jié)縱焊縫與環(huán)焊縫采用對(duì)接焊縫采用對(duì)接I I型坡口雙面焊，法蘭與短管采用不開坡口角型坡口雙面焊，法蘭與短管采用不開坡口角焊縫；法蘭管座與筒體采用開坡口角焊縫。焊縫；法蘭管座與筒體采用開坡口角焊縫。如圖如圖3-503-50所示。所示。4 4）選擇焊接方法和焊接材料。）選擇焊接方法和焊接材料。 角焊縫采用手工電弧焊，選角焊縫采用手工電弧焊，選