焊接设计及符号标注.ppt

在设计焊缝尺寸大小及其接头形式时 首先要确定是工作焊缝还是联系焊缝 1 考虑焊缝性质 工作焊缝 与被连接的元件是串联的 它承担着传递全部载荷的作用 一旦断裂 结构就会失效 其应力称为工作应力 第一节焊接设计原则 工作焊缝必须进行焊缝强度计算 联系焊缝则需考虑经济性而减小 减短焊缝 具有双重性的焊缝 既有工作应力又有联系应力 则只计算工作应力 而不考虑联系应力 联系焊缝 焊缝与被连接件是并联的 它传递很小的载荷 主要起元件之间的相互联系的作用 焊缝一旦断裂 结构不会立即失效 其应力称为联系应力 焊缝设计原则 2 焊接接头形式选择 焊接接头形式可以分为 对接接头 搭接接头 T形接头 角接接头 焊缝设计原则 不同的接头形式承载能力和应力分布情况不同 1 对接接头 两焊件同在一个平面上焊接而成的接头 特点 应力集中相对较小 能承受较大的静载荷和较高的疲劳交变载荷 注意 板厚不同 应将厚板削薄后对接 L 3 2 1 L 2 1 2 1 L 2 焊缝设计原则 2 搭接接头 两焊件相互错叠 在焊件端头进行焊接的接头 特点 应力分布不均匀 疲劳强度较低 焊前准备和装配工作比对接接头简单 横向收缩量比对接接头小 适用于被焊结构的狭小处以及密闭的焊接结构 焊缝设计原则 3 T形接头 两焊件相互垂直 在交角处进行焊接的接头 特点 应力分布不均匀 虽然承载能力低 但能承受各种方向的力和力矩 是比较理想的焊接接头形式 注意 T形接头应避免采用单面角焊缝 焊缝设计原则 4 角接接头 两焊件边缘相互垂直 在顶端边缘上进行焊接的接头 角接接头常用于箱形结构 常用的角接头如下图 特点 承载能力低 但能承受各种方向的力和力矩 焊缝设计原则 1 坡口作用 主要是增大熔深 提高焊缝截面的有效厚度 3 坡口的设计 以对接Y形坡口为例 坡口角度 35 60 太大增加加工余量 焊接成本和变形 钝边高度p 需要熔透时一般为1 3mm 根部间隙b 保证钝边熔透 一般2 4mm 过大容易形成虚焊 坡口深度H 根据需要的焊缝厚度来设定 焊缝设计原则 2 坡口形式 对接焊缝的焊接边缘可分为卷边 平对或加工成V形 X形 K形和U形等 方形对接 无间隙适合于板厚小于3mm 有间隙或带垫板的对接适合于厚小于16mm 加工的经济性最好 单面V型 适合于板厚在16mm左右 双面V型 适合于板厚在在32mm以下 单面U型 加工难度增加 但比单V型坡口节省焊接材料 双面U型 加工难度增加 但比双V型坡口节省焊接材料 卷边焊缝 I形坡口 焊缝设计原则 角焊缝的坡口形式主要有以下3种 根据受力情况决定是否需要焊透 图a为不开坡口的焊缝 加工的经济性最好 对于较厚的板 可采用图b所示K形坡口 这样做比不开坡口用大尺寸的角焊缝经济 而且疲劳强度高 对要求完全焊透的丁字接头 采用半V形坡口从一面焊 焊后清根焊满 如图c 比采用K形坡口施焊可靠 a b c 焊缝设计原则 经济性原则 在满足强度要求的前提下 选择合理的接头和坡口 减少焊材的填充量 提高焊接效率 考虑坡口加工 优先选择便于加工的坡口 如V形 X形 U形和双U形坡口 加工相对困难 避免焊接缺陷 采用不适当的坡口形式容易产生焊接缺陷 比如 坡口角度过大 致使焊接热输入大 工件变形 钝边过高 不能完全熔透 残留的钝边即成了缺陷源 焊缝设计原则 3 坡口设计原则 1 对接焊缝的有效厚度S如下图 4 焊缝大小的的设计 S根据焊缝强度要求设计 同时考虑经济性 重要焊缝应当采取等强原则 S 较薄板厚 焊缝设计原则 2 角焊缝的焊脚尺寸K的设计 说明 随着h k比率的增加 焊缝承受横向应力的能力相应增加 直到比率为2 75为止 等边角焊缝 a 0 707K 非等边角焊缝 根据有效截面大小选择焊脚尺寸 焊脚尺寸K与焊缝有效截面大小a的关系如下图 焊缝设计原则 焊脚尺寸K与板厚 如图双面等边角焊缝 若 1 2 则a1 a2 1即0 707 K1 K2 1 美国钢结构学会AISC 1 17 6规定 厚度小于1 4寸 6 35mm 的材料 沿端边起最大K可以与材料厚度相等 厚度等于或大于1 4寸的材料 沿端边起最大垂直K比材料厚度要小1 16寸 1 6mm 在图纸上特别规定要求焊缝获得全厚度焊缝高的除外 焊缝设计原则 焊缝设计原则 最小焊脚尺寸 美国焊接学会结构的焊接规程 D1 1 72 如下 接头位置设计不当 造成焊工无法操作或施焊困难 势必导致焊接缺陷 为此设计时要考虑操作空间 焊缝设计原则 5 考虑可操作性 完 第二节焊缝符号标注 一 焊缝图示法二 焊缝符号标注法 GB T324和GB T12212的贯标特点 GB T324 1988 焊缝符号表示法 和GB T12212 1990 技术制图焊缝符号的尺寸 比例及简化表示法 是绘制焊接图样的基础通用标准 其内容不仅涉及机械设计 而且涉及焊接术语及专业知识 贯彻这两项标准不仅表现在图样标注内容应满足设计要求 而且更应兼顾与相关焊接标准的配套使用 焊缝符号标注内容丰富 它不仅有设计要求 而且也包含了工艺要求 如焊件下料 坡口制备 焊接件端面间隙 焊接方法 焊缝外形 检验及试验等工艺信息 要正确贯彻GB T324和GB T12212 不仅需要学习掌握焊缝标注标准 而且需要学习相关焊接知识和焊接标准 以及还要了解承制焊接单位的焊接设备 工艺条件和焊接人员的技术水平等 GB T324和GB T12212的贯标特点 图样上焊缝有两种表示方法 即符号法和图示法 在GB T12212中规定 在技术图样中 一般用GB T324 1988规定的焊缝符号表示焊缝 也可按GB T4458 1 机械制图图样画法 和GB T4458 3 机械制图轴测图 规定的制图方法表示焊缝 在GB T324中也规定 为了简化图样上的焊缝 一般采用本标准规定的焊缝符号表示 但也可采用技术制图方法表示 两种表示法选用简介 在以上两项焊缝表示法标准中均提及焊缝有符号法和图示法两种表示方法 且均首推采用符号法表示 以简化和统一图样上的焊缝画法 推荐采用以焊缝符号标注法为主 在必要时允许辅以图示法 如在需要表示焊缝剖面形状时 可按机械制图方法绘制焊缝局部剖视图或放大图 两种表示法选用简介 可用一系列平行细线段或连续粗线 2b 3b 表示连续焊缝 可用间断的平行细线段或粗线段 2b 3b 表示断续焊缝 在同一张图样中 以上两种画法只允许采用其中一种 一 焊缝图示法 1 视图 焊缝视图的画法 2 端面视图 用粗实线绘制焊缝轮廓 若需要画出坡口时 采用细实线绘制焊前坡口形状 3 剖视图 剖面图 金属熔焊区通常采用涂黑表示 若需要画出坡口时 采用粗实线画出焊缝轮廓 用细实线画出焊前坡口形状 4 局部放大图 必要时可绘制焊缝的局部放大图并标注有关尺寸 5 补充说明 当仅用图示法尚不能完全传递焊缝参数时 必须辅以焊缝符号标注法 补充注出图示法未能传递的信息 焊缝符号 在图纸上标注出焊缝形式 焊缝尺寸和焊接方法的技术内容的符号 焊缝符号主要由基本符号 辅助符号 补充符号 焊缝尺寸符号和指引线等组成 焊缝基本符号和指引线构成了焊缝的基本要素 焊缝基本要素传达了焊缝基本信息 焊缝基本要素属必须标注的内容 二 焊缝符号标注法 焊缝基本符号是表示焊缝横截面形状的符号 共有13个 焊缝基本符号相对基准线的方位是固定的 它不随焊缝图形方位的变化而改变其方位 1焊缝符号 1 焊缝基本符号 1 焊缝基本符号 1 焊缝基本符号 应注意区别同是卷边接头的两种焊缝符号 卷边焊缝的接头是预先对焊件端部卷边后再熔化卷边的接头 即仅当卷边完全熔化的卷边焊缝方采用卷边焊缝符号表示 对不完全熔化卷边的焊缝则应采用 型焊缝符号表示 1 焊缝基本符号 辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号 辅助符号有3个 不需要确切地说明焊缝的表面形状时可以不加注辅助符号 辅助符号配置在基本符号固定位置 2 辅助符号 2 辅助符号 补充符号是为了补充说明焊缝某些特征的符号 共5个 3 补充符号 3 补充符号 3 补充符号应用示例 3 补充符号注意问题 三面焊缝符号表示工件三面带有焊缝 是不封闭的焊缝 三面焊缝符号的开口方向固定向右 该符号无指示焊缝开口方向的功能 它不随焊缝开口方向变化 周围焊缝符号表示沿筒形焊件分布的头尾相接的封闭焊缝 焊件可以是圆柱体或多棱体 现场符号表示焊接构件在工地安装后就地进行的焊接 又称现场焊接 车间里焊接不标注现场符号 因为车间里焊接不属现场焊接 焊缝尺寸符号是表示坡口和焊缝各特征尺寸的符号 共16个 基本符号必要时可附带有尺寸符号及数据 2 焊缝尺寸符号 2 焊缝尺寸符号 其中坡口角度 是两坡口面之间夹角 坡口面角度 是待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角 在有些情况下 与 相同 2 焊缝尺寸符号 指引线一般由带箭头的指引线 简称箭头线 和两条基准线 一条为实线 另一条为虚线 和尾部组成 3 指引线 1 箭头线 箭头线可由接头的焊缝侧引出 也可由接头的非焊缝侧引出 箭头线可由基准线的左端引出 也可由基准线的右端引出 当标注位置受到限制时 箭头线允许弯折一次 箭头线相对焊缝坡口的位置一般是没有特殊要求的 但对一侧接头是直坡口而另一侧接头是斜坡口的单边焊缝 箭头线应指向带有坡口一侧的工件 箭头线的位置 箭头线的位置 基准线含有实线基准线和虚线基准线 虚线基准线可画在实线基准线的上方或下方 焊缝符号标注在实线基准线上说明焊缝在箭头侧 焊缝符号标注在虚线基准线上说明焊缝在非箭头侧 2 基准线 接头的箭头侧和非箭头侧 接头的箭头侧和非箭头侧 基本符号相对基准线的位置 a 如果焊缝在接头的箭头侧 则将基本符号标在基准线的实线侧 b 如果焊缝在接头的非箭头侧 则将基本符号标在基准线的虚线侧 c 标对称焊缝及双面焊缝时 可不加虚线 4 符号和数值在图样上的标注位置 标准中对焊缝符号 尺寸符号和尺寸数值在指引线上的标注位置有明确规定 绘制焊接图时必须严格遵守 将符号和数值相对基准线的标注位置划分为A G七个区域 各区相对基准线位置固定 不论标注的箭头线方向如何变化 它们相对基准线的位置不改变 焊缝符号及尺寸标注分区示意图见图7 标注内容相对基准线的上下方呈对称分布 4 符号和数值在图样上的标注位置 基本符号特殊符号 A区 D区 B区 C区 E区 F区 G区 p H K h S R c d 各区标注内容 A区 属主要功能区 标注13个基本符号 四个特殊符号 补充符号中的垫板符号 辅助符号中的平面 凸面和凹面符号 B区 属补充功能区 布置在A区的上方或下方 标注焊缝尺寸中的坡口角度 坡口面角度 和根部间隙b C区 在基本符号的左侧 标注焊缝横截面上的尺寸符号和数值 如钝边p 坡口深度H 焊角尺寸K 余高h 焊缝有效厚度S 根部半径R 焊缝宽度c和熔核直径d D区 在基本符号的右侧 标注交错焊缝符号 标注焊缝的纵向 长度方向 尺寸数值 如焊缝段数n值 焊缝长度l值和焊缝间距e值 各区标注内容 E区 标注补充符号中的三面焊缝符号 F区 标注补充符号中的现场焊缝符号和周围焊缝符号 G区 标注补充符号中的尾部符号 在尾部符号后标注相同焊缝条数N值 以及焊接方法代号 焊缝质量和检测要求 坡口尺寸定的是否合理 关系焊接工艺的优劣 直接影响焊接工艺评定和焊接工艺试验 一个固定的坡口尺寸相当于限定了一个有限的焊接工艺 三 几种标注说明 1 坡口尺寸 设计人员对加工单位焊接工艺状态不甚清楚时 对一般焊缝设计 在图样上只标注基本符号 不标注坡口尺寸 坡口尺寸由工艺决定 给予工艺自由度 以提高工艺性 降低加工成本 遇到某些特殊焊缝 如有强度要求 气密性要求的焊缝或受结构限定的特殊坡口 设计方提出强度要求 检验要求 结构要求与工艺方共同商定坡口尺寸 也可包括坡口形状 后 在图样上除用标注法标注焊缝符号外 再用图示法绘制坡口结构图及标注坡口尺寸 1 坡口尺寸 1 当需标注的尺寸数值较多时 为区分各数值的含义 可在各数值前加注相应的尺寸符号 如图表示带钝边的单边V形坡口 焊缝有效厚度4mm 坡口深度3mm 根部间隙0 5mm 坡口面角度30 2 焊缝尺寸标注 2 焊缝尺寸省略含义a 基本符号左边未标注焊缝横截面尺寸 在技术要求中也没有说明时 表示对接焊缝要完全焊透 如图9所示要求V形坡口对接焊缝在全长度上连续对焊 在全厚度上焊透焊好 2 焊缝尺寸标注 b 基本符号右边未标注焊缝纵向尺寸 在技术要求中也没有说明时 表示要求焊缝沿整个长度连续焊好 如图所示要求I形坡口角焊缝在全长度上连续焊好 焊角高2mm 2 焊缝尺寸标注 断续焊缝有单条断续焊缝 对称断续焊缝 交错对称断续焊缝 点焊 塞 槽 焊 缝焊缝也可构成类似的单条断续焊缝 对称断续焊缝 交错对称断续焊缝 塞焊缝 槽焊缝带有斜边时 应该标注孔底部的尺寸 3 断续焊缝与点焊 塞 槽 焊 缝焊缝标注 2 关于e加括号解释焊缝间距e在焊缝符号标注中属不允许省略的尺寸 为避免在标注中误认为e是封闭尺寸而被省略 故在标准条文中规定 在e外加圆括号 3 关于n是否为重复参数若对n无要求时允许省约标注n值 若对焊缝段