焊接结构设计与工艺设计.doc

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1、焊接结构设计与工艺焊接结构设计与工艺 设计主要包括：设计主要包括： 焊接结构材料的选用、焊接结构材料的选用、 焊缝的布置、焊接方法的焊缝的布置、焊接方法的 选择、焊接接头设计选择、焊接接头设计 以及以及 焊接材料的选择、焊接参焊接材料的选择、焊接参 数的选择等等。数的选择等等。 1. 焊接结构材料的选择焊接结构材料的选择 (1)在满足使用要求的在满足使用要求的 前提下，尽量选用焊接性前提下，尽量选用焊接性 较好的材料，例如低碳钢、较好的材料，例如低碳钢、强度级别低的低合金结构强度级别低的低合金结构 钢等等。钢等等。 (2)尽量采用廉价的材尽量采用廉价的材 料，尤其注意异种材料的料，尤其注意异种

2、材料的 使用，也就是说，仅仅在使用，也就是说，仅仅在 有特殊要求的部位采用特有特殊要求的部位采用特 种材料，其他部位尽量采种材料，其他部位尽量采 用廉价的材料，以降低成用廉价的材料，以降低成 本。本。 例如，焊接生产麻花例如，焊接生产麻花 钻时：钻头采用高速钢，钻时：钻头采用高速钢， 保证切削部位有高的硬度、保证切削部位有高的硬度、 高的耐磨性、高的强度和高的耐磨性、高的强度和 高的耐热性，以满足切削高的耐热性，以满足切削的高要求，而钻柄则采用的高要求，而钻柄则采用 相对便宜相对便宜 而且韧性较好、而且韧性较好、 耐冲击的中碳钢；耐冲击的中碳钢； 此外，还有用堆焊等此外，还有用堆焊等 方法生产

3、的不锈钢复合钢方法生产的不锈钢复合钢 板；表面堆焊的耐热钢或板；表面堆焊的耐热钢或 耐蚀钢等等。耐蚀钢等等。 (3)尽量选用轧制型尽量选用轧制型 材，以减少焊缝的数量；材，以减少焊缝的数量； （手势）例如要焊接出一（手势）例如要焊接出一 个截面为方形的长筒，个截面为方形的长筒， a）图中用四块钢板）图中用四块钢板 焊接，四条焊缝，焊接，四条焊缝， 而而 b）图中用两段）图中用两段 U型钢对焊，两条焊缝，减型钢对焊，两条焊缝，减 少了两条焊缝，所以合理。少了两条焊缝，所以合理。2 焊缝的布置焊缝的布置 (1) 在布置焊缝的时在布置焊缝的时 候，应该留有足够的操作候，应该留有足够的操作 空间，空间

4、， （手势）请看，用焊（手势）请看，用焊 条电弧焊焊接这样的焊件，条电弧焊焊接这样的焊件，a）图中焊条受下面角）图中焊条受下面角 钢的水平段的阻碍，无法钢的水平段的阻碍，无法 操作，操作，像像 b）图或）图或 c）图这样）图这样 设计焊缝，就方便操作了。设计焊缝，就方便操作了。（手势）这是用缝焊（手势）这是用缝焊 的方法焊接油箱，的方法焊接油箱， 如果按照如果按照 a）图中焊）图中焊 缝的布置，焊接时，必须缝的布置，焊接时，必须 有一个滚轮电极位于油箱有一个滚轮电极位于油箱 的内侧，焊后这个滚轮就的内侧，焊后这个滚轮就 取不出来了，而且不便于取不出来了，而且不便于 滚轮的安装和固定；滚轮的安装

5、和固定； b）图中油箱的焊接处）图中油箱的焊接处 有边翻在外面，易于用一有边翻在外面，易于用一对滚轮进行焊接。对滚轮进行焊接。焊接时还要便于探伤，焊接时还要便于探伤， （手势）（手势）a）图中，右边板）图中，右边板 材厚一些，挡着探头，不材厚一些，挡着探头，不 便探伤，容易漏检或误判。便探伤，容易漏检或误判。b）图中，焊接处板厚）图中，焊接处板厚 相同，这样就便于探伤了。相同，这样就便于探伤了。（手势）再看这个焊（手势）再看这个焊 件。件。a）图中底边突出，挡）图中底边突出，挡 着探头，不便探伤，容易着探头，不便探伤，容易漏检或误判。改成漏检或误判。改成 b）图）图 这样就便于探伤了。这样就便

6、于探伤了。 (2) 应避免焊缝密集应避免焊缝密集 或汇交。或汇交。 （手势）请看，四块（手势）请看，四块 板要焊在一起，板要焊在一起，a）图中，）图中， 焊缝密集交叉，不合理。焊缝密集交叉，不合理。 b）图中用半圆截面的型）图中用半圆截面的型 钢过渡，避免焊缝的密集钢过渡，避免焊缝的密集 或汇交，所以是合理的。或汇交，所以是合理的。 （手势）再看这个图，（手势）再看这个图， 角钢和水平的板材焊在一角钢和水平的板材焊在一 起，两边分别焊一块加强起，两边分别焊一块加强 的筋板。的筋板。a）图中，这个位置焊）图中，这个位置焊 缝密集，不合理。缝密集，不合理。 b）图中两边筋板靠近）图中两边筋板靠近

7、焊缝处分别切去一个角，焊缝处分别切去一个角， 就可以避免密集交叉了，就可以避免密集交叉了， 所以所以 b）图焊缝的布置是）图焊缝的布置是 合理的。合理的。(3) 焊缝尽量避开工作应焊缝尽量避开工作应 力较大和易产生应力集中力较大和易产生应力集中 的部位。的部位。 （手势）这是直径不（手势）这是直径不 同的两段轴的焊接。同的两段轴的焊接。 a）图中，焊缝处，两）图中，焊缝处，两段轴的截面积不等，这个段轴的截面积不等，这个 地方是应力集中的部位，地方是应力集中的部位， 焊缝布置在这里，是不合焊缝布置在这里，是不合 理的。理的。 b）图中，用圆角进行）图中，用圆角进行 过渡后，直径大的轴焊缝过渡后，

8、直径大的轴焊缝 处的截面积与直径小的轴处的截面积与直径小的轴 的截面积相同，使焊缝避的截面积相同，使焊缝避 开了变截面的应力集中的开了变截面的应力集中的 部位，所以是合理的。部位，所以是合理的。（手势）再看，这是圆（手势）再看，这是圆 筒和板的焊接。筒和板的焊接。a）图中圆）图中圆 筒和板的交界处，截面不筒和板的交界处，截面不等，为应力集中部位，焊等，为应力集中部位，焊 缝布置在这里，是不合理缝布置在这里，是不合理 的。的。 b）图中，管的侧面在）图中，管的侧面在 成形时，留有有一段平面成形时，留有有一段平面 进行过渡，使焊缝处两边进行过渡，使焊缝处两边 的截面积相同，避开了应的截面积相同，避

9、开了应 力较高的部位，所以是合力较高的部位，所以是合 理的。理的。 （手势）再看，这是圆（手势）再看，这是圆 筒和圆环的焊接。筒和圆环的焊接。 a）图中长筒和圆环焊）图中长筒和圆环焊 接的部位为变截面处，应接的部位为变截面处，应 力集中部位，所以不合理。力集中部位，所以不合理。b）图中，避开了应力）图中，避开了应力 较高的部位。较高的部位。(4) 避免母材厚度方避免母材厚度方 向工作时被拉开。向工作时被拉开。 这是用三块板焊接成这是用三块板焊接成 十字交叉的结构。十字交叉的结构。 a）图中，力）图中，力 F 作用作用 在分开的左右两块水平板在分开的左右两块水平板 上，易开裂，不合理。上，易开裂

10、，不合理。 b）图中，力）图中，力 F 作用作用 在整的水平板上，不易被在整的水平板上，不易被 拉裂，所以才合理。拉裂，所以才合理。(5) 焊缝应该避开机加工焊缝应该避开机加工 面面 （手势）请看，（手势）请看，a)图中，图中， 筒的内孔需要进行机械加筒的内孔需要进行机械加 工，筒的外圆与平板焊接。工，筒的外圆与平板焊接。如果先加工内孔，后焊如果先加工内孔，后焊 接，孔易变形；接，孔易变形； 如果先如果先 焊接后加工内孔，由于焊焊接后加工内孔，由于焊 接应力的重新分布容易引接应力的重新分布容易引 起开裂，而且焊接后内孔起开裂，而且焊接后内孔 硬度较高，刀具磨损快，硬度较高，刀具磨损快， 所以不合理。所以不合理。b）图的焊缝远离机加）图的焊缝远离机加 工面，所以合理。工面，所以合理。（手势）再看，这是（手势）再看，这是 筒和轴焊接的情况。筒和轴焊接的情况。 a）图中焊缝需要进行）图中焊缝需要进行 机械加工，焊接时焊缝出机械加工，焊接时焊缝出 现淬硬现象，机械加工时现淬硬现象，机械加工时 刀具磨损快，所以不合理。刀具磨损快，所以不合理。b）图中焊缝的布置避）图中焊缝的布置避 开了机械加工面，所以是开了机械加工面，所以是 合理的。合理的。