青海大学化工制图 第三章 化工设备的焊接及焊缝结构的表达

1、第三章第三章 化工设备的焊接及焊化工设备的焊接及焊缝结构的表达缝结构的表达2022-5-25 总论总论1.1.金属工件连接的种类金属工件连接的种类 ：A:铆接：铆钉联接，是利用铆钉把两个或两个以上的元件（通常是金属零件或型材）联接为一个整体。目前铆接只用在少数受严重冲击严重冲击和振动载荷振动载荷的金属结构上，如桥梁、建筑、造船、重型机械及飞机制造等工业部门。B:螺栓连接：可拆卸C:焊接：工艺简单、强度高、结构质量轻、不可拆2.2.焊接的定义：焊接的定义：是两种或两种以上材质(同种或异种)通过加热加热、加加压压或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。3.3.焊缝的定义：焊缝的定义

2、：工件焊接后所形成的接缝. 连接方式：焊接是一种不可拆连接。 特点：工艺简单、连接强度高、结构重量轻 焊接的能量来源焊接的能量来源：有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。焊接发展的历史：焊接发展的历史： 1.19世纪末之前，唯一的焊接工艺是铁匠沿用了数百年的金属锻焊（金属加温后用锤子击打,使焊接在一起）。 2.最早的现代焊接技术出现在19世纪末，先是弧焊和氧燃气焊，稍后出现了电阻焊。 3. 20世纪早期，随着第一次和第二次世界大战开战，对军用器材廉价可靠的连接方法需求极大，故促进了焊接技术的发展。2022-5-25 按照在焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为三大

3、类：熔焊、压焊和钎焊。熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。 缺陷： 在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。 改进：为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧

4、，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。 这类焊接方法的特点是，将被焊金属的结合处局部加热到熔化状态，互相熔合，冷却凝固彼此结合在一起。如气焊、电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电子束焊等。熔焊2022-5-25压焊（压力焊）压焊：是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。 常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。 各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元

5、素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。 这类焊接方法的特点是：在焊接过程中，对被焊金属施加一定的压力（也可同时加热或不加热），促使被焊件间的接合面精密接触，使原子间产生结合作用，以获得永久性的连接。如电阻焊、摩擦焊、扩散焊等。 不进行加热，仅在被焊金属的接触面施加足够大的压力，借助于压力所引起的塑性变形，使原子间相互接近而获得牢固的挤压接头，这种压焊的方法有冷压焊、爆炸焊等，这种方法只适用于塑性变形相当好的金属材料。2022-5

6、-25钎焊钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。这类焊接方法的特点是：利用比钎件熔点低的钎料和钎件一起加热，使钎料熔化，而钎件本身并不熔化。熔化的钎料流入钎件结合表面的空隙与固态钎件产生结合作用，冷凝后连接起来。钎焊又分为硬钎焊和软钎焊二类。钎焊是一种古老的焊接方法，但由于在焊接时被焊金属不变形，以及一些特殊的性能，所以在现代焊接技术中仍占有一定的地位。常见的有火焰钎焊、烙铁钎焊等。2022-5-252022-5-25 需要图示：按规定画法（视图、剖视等）

7、需要详细表示：局部放大。 不需图示：标注表示（焊缝符号）。 表达要求2焊接接头的坡口型式根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。坡口的形式由 GB98588气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸、GB98688埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸标准制定的：根据坡口的形状，坡口分成I形(不开坡口)、V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单边V形、双单边Y形、J形等各种坡口形式。坡口的几何尺寸V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻转焊件)，但焊后容易产生角变形。双Y形坡口是在V形坡口的基础上发展的。当焊件厚度增大

8、时，采用双Y形代替V形坡口，在同样厚度下，可减少焊缝金属量约1/2，并且可对称施焊，焊后的残余变形较小。缺点是焊接过程中要翻转焊件，在筒形焊件的内部施焊，使劳动条件变差。U形坡口的填充金属量在焊件厚度相同的条件下比V形坡口小得多，但这种坡口的加工较复杂。坡口面角度和坡口角度： 焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度，两坡口面之间的夹角称为坡口角度。 开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡口面角度。 坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料，并降低劳动生产率。根部间隙：焊前在接头根部

9、之间预留的空隙叫根部间隙，见图15。根部间隙又叫装配间隙。根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。钝边：焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部的端面直边部分叫钝边，见图15。钝边的作用是防止根部烧穿。但钝边值太大，又会使根部焊不透。根部半径：在J形、U形坡口底部的圆角半径叫根部半径(见图15)。它的作用是增大坡口根部的空间，使焊条能够伸入根部，以便焊透根部。2022-5-25 3. 常见焊缝的规定画法 可见面用细波纹线（可徒手画），不可见面用粗实线，断面涂黑。断面2022-5-25 简单焊缝可简化

10、掉细波纹线，可见焊缝用粗实线、不可见用虚 线。 小焊缝可不画断面形状，仅标注焊缝代号。 4. 焊缝的简化画法在化工设备中，它们分别用于不同的连接部位，如筒节和筒节、简体和封头的连接采用对接型式如图422(a)所示； 悬挂式支座的垫板和简体连接为搭接型式，如图4X(b)所 示； 接管和管法兰以及鞍式支座中则分别使用角接和T字接型式，如图4X(c)，(d)所示。2022-5-25二.焊缝的标注按GB1221290和GB32488要求（技术制图 焊缝符号的尺寸、比例及简化表示法）1、焊缝的基本符号（是表示焊缝横截面形状的符号-只表示形状，不表示焊缝尺寸的大小。断面形状的符号用粗实线绘制）2022-5

11、-252 2、焊缝的指引线（细线）、焊缝的指引线（细线） 对称焊缝标注 我们常见的错误是指引线不完整，而不完整的指引线常无法判断坡口方向。 完整的焊缝表示方法除了上述基本符号、辅助符号，补充符号以外，还包括指引线、一些尺寸符号及数据。 指引线一般由带有箭头的指引线(简称箭头线)和两条基准线(一条为实线，另一条为虚线)两部分组成。指引线绘制原则基准线的虚线可以画在实线的上侧或下侧基准线一般应与图面的底边相平行，但在特殊情况下也可与底边相垂直。如果在接头的箭头侧，则将基本符号标在基准线的实线侧。如果在接头的非箭头侧，则将基本符号标在基准线的虚线侧。对称焊缝可不加虚线。2022-5-25第四章21坡

12、口为单边V、U型坡口时，箭头线指向坡口侧2022-5-25第四章22焊缝指引线的画法箭头线箭头线基准线基准线箭头线箭头线基准线基准线附加内容附加内容 ：说明焊接方：说明焊接方法等法等 2022-5-25第四章23多条相同焊缝可用一个基准线 2022-5-25 非对称焊缝标注指引线绘制举例：2022-5-25 对称焊缝及双面焊缝标注指引线绘制举例：2022-5-253、焊缝的辅助符号：表示焊缝表面的某些特征而采用的符号2022-5-254、焊缝的补充符号补充符号的应用示例2022-5-25第四章31焊缝的辅助符号、补充符号2022-5-255、焊接方法的数字代号及其标注2022-5-25 单一焊

13、接方法的标注 组合焊接方法的标注焊接方法的标注示例：2022-5-256、焊接的尺寸符号代号及其标注2022-5-25焊缝尺寸的标注格式焊缝位置的尺寸标在图纸上，不在焊缝符号中给出焊缝尺寸符号（摘自 G B 3 2 4 - 8 8 )符号 P钝 边焊缝宽度根部半径焊缝长度焊缝段数 l n R c根部间隙工件厚度坡口角度 b符号名称示意图 S焊缝有效厚度余 高坡口面角度 h坡口深度相同焊缝数量符号 H N N示意图焊角尺寸熔核直径 d K焊缝间隙名称 e 三.焊缝符号的综合标注举例 几点注意事项焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧,焊缝长度方向的尺寸标在基本符号的右侧.坡口角度,坡口面角度,根部

14、间隙标在基本符号的上部或下部,相同数量符号标在尾部,当需要标注的尺寸数据较多且又不易分辩时,应在数据前面增加相应的尺寸符号, 几个常用的尺寸符号: 角焊缝焊角高度K,坡口深度H,焊缝有效厚度S,坡口角度,坡口面角度,坡口钝边p,根部间隙b,U形坡口根部半径R, 对接对接焊缝T形接头角焊缝接头形式坡口形式标注方式备注:对于开坡口焊透后又叠加的三角形部分,其目的是将焊缝园滑过度减少应力集中,如对K的尺寸把握不准,可不标其尺寸,只画三角形示意.(S可省略) 接头形式 坡口形式标注方式角接接头 不同板厚对接,设计人员认为结构受力大焊缝必须焊透时按此标注. 3 0 1 2 8 2 0前的尺寸可表示多个含

15、意,在不易区分是哪个尺寸时,应标注相应字母如H,p.如不标注相应字母习惯上理解为钝边p,不同板厚对接焊焊缝标注及技术要求中的注意事项 1.开坡口要求焊透的焊缝背面如有焊接空间,对接焊缝一定要封底,角焊缝内侧宜增加一个三角形焊缝. 在各种标准中,并没有要求一定要封底,我们为什么一定要求封底呢? 这是因为我们所选用的V形或半V形45度坡口如果要求焊透,并且背面不封底(必须采用单面焊双面成形技术),这对电焊工的技能要求非常高,就是在压力容器行业或其它行业的电焊工也不是人人都具备这种技能,如果焊不透,焊缝背面会形成各种缺欠,看上去非常不雅观.同时焊缝强度也大打折扣. 2,平板对接双面60度坡口及单边4

16、5度坡口接头的适应范围6 0 推荐使用板厚 6-16 推荐使用板厚 8-20 随着 板厚的增加,坡口横截面积越来越大,需要许多焊丝焊条才能将坡口 填满,焊接变形也随之增大,对于较厚的平板对接,应寻求其它形式的坡口.-这两种形式的坡口,建议大家尤先选用单边45度半V形坡口. 3.焊缝是否开坡口,开多大坡口,应由强度计算决定(或参照别人成功的经验).并不是板厚就必须开坡口,或开大坡口. 总之,设计者选择的焊缝大小,坡口大小,要有比较可靠的根据,当有人问你焊缝强度是否可靠时,你能够给予肯定的回答. 4.在技术要求中常见的错误 (1).未注焊缝视具体情况焊接.-这种说法是错误的,因为每个人对具体情况的理解都不相同,如果焊接的结果和设计者的意思相差甚远,怎么办? (2).焊接坡口按GB985-88或GB986-88规定执行-这种说法也不对. 这种说法的误区是:误以为GB985或GB986对各种结构的所有焊接接头必须采用哪种形式的坡口都作了详细规定. 2022-5-25第二节 化工设备的