机械制图(六)焊接ppt课件

机械制图 第六部分焊接 2 该焊缝标注是否正确 3 这个呢 这个呢 4 目录 一 概述二 焊接的特点及应用三 钨极氩弧焊四 点焊五 焊接件的表达六 焊接应力和变形七 金属焊接性八 焊缝设计原则九 焊接标注示例 5 一 概述Summarization焊接的实质 通过加热或加压 或两者并用 用或不用填充金属 使焊件形成原子间结合的一种连接方法 不可拆卸的连接 焊接方法的分类Classification熔焊方法常以热源的种类命名 气焊 气体火焰为热源 电弧焊 电弧为热源 电渣焊 熔渣电阻热为热源 激光焊 激光束为热源 电子束焊 电子束为热源 等离子弧焊 压缩电弧为热源 钎焊 利用熔点比母材低的填充金属熔化以后 填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种方法 压力焊 如电阻焊 焊接过程中需要加压的一类焊接方法 6 二 焊接的特点及应用 焊接生产的特点 优点是 连接性能好 省工省料成本低 重量轻 可简化工艺 缺点是 不可拆卸 焊接接头组织和性能要变坏 要产生焊接应力 变形和缺陷 焊接生产的应用及适用范围制造金属结构机器零部件和工具修补 适用于碳钢 低合金钢 耐热钢及不锈钢长焊缝的水平位置焊接 特别适用于厚板 20mm 的纵缝环缝的焊接 也可以进行不锈钢和低合金高强钢的带极堆焊 7 8 水下焊接 9 电子束焊 10 三钨极氩弧焊 TIG TungstenInert Gasarcwelding 1基本原理 也称非熔化极氩弧焊 利用惰性气体作保护气体 电极用难熔金属 钨或钨合金 棒 焊件作为另一个电极 通过钨极与焊件之间产生的电弧加热和熔化焊件及填充金属 形成焊接接头 11 2工艺特点 保护效果好 焊接质量高 焊接应力变形小 操作方便 适用于空间各种位置焊接 电弧稳定 焊接成本高 设备复杂 对表面清理要求高 适用于不锈钢 耐热钢及铜 钛 铝 镁等有色金属的 3mm 薄板焊接或重要构件的打底焊 12 点焊 将焊件装配成搭接接头 并压紧在两极之间 接通电流后利用电阻热将焊件局部熔化 形成焊点的方法 是一种高速 经济的连接方法 适用于可以采用搭接接头不要求气密性 厚度 3mm冲压 轧制的薄板结构 四点焊 点焊 缝焊 工件2 工件1 13 五焊接件的表达 1 焊缝基本符号 坡口及焊接方法代号 GB T324 2008 GB T5185 2005 GB T12212 1990 GB T985 1 2008 GB T985 4 2008 焊接是机械结构常见的一种连接方式 设计者可按要求的连接强度选择不同的焊缝 又可按机件材料的不同选择不同的焊接方式 1 1焊缝符号表示法 14 1 2焊缝符号 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 3焊缝标注 25 1 3焊缝标注 26 1 3 1焊缝接头及标注 接头 接头 27 箭头线直截指向接头的焊缝 表示焊缝在箭头侧 即施焊侧 基本符号在实线侧时 表示焊缝在箭头侧 基本符号在虚线侧时 表示焊缝在非箭头侧 在标注 形焊缝时 箭头应指向带有坡口一侧的工件 对称焊缝和双面焊缝时 可不加虚线 尾部的标注 相同焊缝数量 焊接方法 焊缝质量等级 焊缝位置 焊接材料 其他 必须按顺序排列 不管箭头线的方向 必要时 允许箭头线弯折一次 相同焊缝要求 坡口尺寸相同 焊缝符号相同 焊缝位置相同 焊接件相同 板厚相同 焊缝长度相等 28 1 3 2焊接方法代号 29 1 3 3焊接位置平焊立焊横焊仰焊 船形焊接全位置焊 PA PB PC PD PE PB PC PD 工作位置 P倾角 S转角 R 平焊 PA平角焊 PB横焊 PC仰角焊 PD仰焊 PE旋转焊 PK 30 31 1 坡口尺寸的标注对一般焊缝 只标注基本符号 不标注坡口尺寸 坡口尺寸由工艺决定 对有强度 气密性等要求的焊缝或受结构限定的特殊坡口 应标注坡口尺寸 必要时用图示法绘制坡口结构图 1 3 4焊接标注说明 2 对接焊缝有效厚度S由坡口结构和工艺保证 焊后无法测量 一般不标注 3 对接焊缝坡口结构相同的焊缝 可在技术要求中说明 如 未注 所有焊缝为连续角焊缝 焊脚高为相连两板中较薄板的厚度未注 所有焊缝为连续 I 型焊缝 32 33 六 焊接应力和变形 1 焊接应力和变形的形成和危害 焊接应力增加结构工作时的应力 降低承载能力 焊接变形影响组装质量 矫正变形增加成本 还要降低塑性 2 产生原因如图所示 金属材料如果整体均匀加热和冷却 能完全自由膨胀和收缩 则在加热过程中产生变形 不产生应力 冷却后 恢复到原来的形状和尺寸 没有残余变形 也没有残余应力 加热冷却应力无 有 固定 固定 固定 阻挡 34 如果在加热和冷却过程中 完全不能膨胀和收缩 这时有焊接残余应力而没有残余变形 由于焊接是局部加热 在加热和冷却过程中 有一定的刚性约束 加热时金属受压应力 产生塑性压缩变形 在冷却过程中 如图所示 不能完全自由收缩 也能收缩一些 因此金属受拉应力并保存下来 这就是焊接残余应力 现以钢板对焊为例说明焊接残余应力的产生过程 如图所示 35 横向收缩变形 变形 变形 纵向收缩 厚度收缩量较小 可忽略 3 焊接变形 角变形 36 37 38 39 4 减少和消除焊接应力的措施 设计措施 尽量减少焊缝数量及尺寸 采用折弯件 避免焊缝过分集中与交叉 如图1所示 相邻焊缝最小距离要符合相关容器上相邻焊缝最小距离为采用刚性较小的接头形式尽量采用对称的焊接接头在拉应力区域 避免几何不连续性 如图2所示 图1 图2 40 4 1 工艺措施 合理选择焊接顺序和方向 先横后纵 41 4 2 从设计和工艺二个方面考虑 锤击焊缝法预热法加热 减应区 热处理法降低焊缝拘束度小线能量焊接 42 4 3 控制和矫正焊接变形的措施 4 3 1防止变形 焊前组装时采用反变形法 43 刚性固定法能量集中的焊接方法预热 锤击 散热选择合理的装配焊接顺序 44 4 3 2矫正 机械矫正法火焰矫正法 45 5焊后消除残余应力的方法 整体高温回火 局部高温回火 振动法 机械拉伸法 温差拉伸法 46 七 金属焊接性WeldabilityofMetal 1 金属焊接性的概念金属材料对焊接加工的适应性 在一定焊接条件下 获得优质焊接接头的难易程度 决定于金属材料本身性质和加工条件 包括二方面的内容 结合性能 指某种材料在给定的焊接工艺条件下 形成完整而无缺陷的焊接接头的能力 使用性能 指在给定的焊接工艺条件下 焊接接头或整体结构满足使用要求的能力 47 2 金属焊接性的间接评价 碳当量把钢中合金元素 包括碳 的含量按其对焊接性影响程度换算成碳的相当含量 其总和叫碳当量 CE C Mn 6 Cr Mo V 5 Ni Cu 15 48 2 金属焊接性的间接评价 当CE 0 4 时 焊接性良好 一般不需预热 CE 0 4 0 6 时 焊接性较差 一般需要预热和采取其它工艺措施 CE 0 6时 焊接性差 需采取较高的预热温度和其它严格的工艺措施 49 评价金属焊接性的二个参数 冷裂纹敏感系数除化学成分外 板厚 刚性约束 焊缝含氢量等也对焊接性有影响 Pe C Si 30 Mn Cu Cr 20 Ni 60 Mo 15 V 10 5B h 600 H 60 防止裂纹要求的最低预热温度 Tp 1440Pc 392 50 八 焊缝设计原则 1 对接接头 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 51 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 52 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 53 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 2 坡口设计原则 54 最小焊脚尺寸 美国焊接学会结构的焊接规程 D1 1 72 如下 55 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 4 考虑可操作性 56 九 焊接标注示例 535 50 30 双面角焊缝 对称交错 焊脚尺寸为5 焊缝段数为35 焊缝长度为50 焊缝间隔为30 左 角焊缝 焊脚尺寸为5 焊缝长250 共4处 右 单边V形焊缝 两面对称 焊缝厚度为5 焊缝长250 57 表示 焊点直径5 焊点数量10 间隔30 共3处 采用一个闭合尾部 表示用参考标识显示特定的说明 如A1程序文件等 58 上 焊缝截面形状为单边喇叭形 整个工件长度连续施焊 下 角焊缝 焊脚尺寸为3 三面有焊缝 整个工件长度连续施焊 135为CO2气体保护焊 MAG焊 焊缝截面形状为单边喇叭形 焊缝对称 焊脚尺寸为10 整个工件长度连续施焊 外表面为平面 59 21为电阻点焊 在不至于引起误解时 可省略尾部标注 焊点中心在两工件的接触面上 焊点直径为5 共4点 沿 d圆周均布 a 喇叭形焊缝 b 单边喇叭形焊缝 60 61 塞焊缝 直径8mm 共2个焊缝 圆周角焊缝 焊脚高5mm 焊缝符号的