钢结构焊接加工

大同机车技师学院示范校建设项目教材丛书

钢结构焊接加工

张宝珍编著

中国铁道出版社

年北京

2015·

内容简介

全书主要内容包括固定焊平敷焊平对接焊立对接焊平角焊立角焊形

:、、、、、、V

坡口对接立焊单面焊双面成形形坡口对接横焊单面焊双面成形等技能知识涵盖

、V,

了操作这些技能所需的知识点包括学生在企业工作所需的素质要求等

,。

本书既可作为中等职业学校专业教学用书也可供企业员工培训使用

,。

图书在版编目(CIP)数据

钢结构焊接加工张宝珍编著北京中国铁道出版社

/.—:,2015.9

大同机车技师学院示范校建设项目教材丛书

()

ISBN978-7-113-20630-7

钢张钢结构焊接工艺技工学校教材

Ⅰ.①…Ⅱ.①…Ⅲ.①---

Ⅳ.①TG457.11

中国版本图书馆数据核字第号

CIP(2015)142606

大同机车技师学院示范校建设项目教材丛书

书名:

钢结构焊接加工

作者:张宝珍

策划:江新锡徐艳

责任编辑:冯海燕编辑部电话:

封面设计:王镜夷

责任校对:王杰

责任印制:郭向伟

出版发行:中国铁道出版社北京市西城区右安门西街号

(100054,8)

网址:

印刷:虎彩印艺股份有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

201591201591

开本:印张字数千

787mm×1092mm1/16:15.5:392

书号:

ISBN978-7-113-20630-7

定价:元

65.00

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书如有印制质量问题请与本社读者服务部联系调换电话发行部

,,。:(010)51873174()

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:(010)51873659,(021)73659,(010)63549480

前言

随着当前经济的发展和社会的进步,社会对于专业性、职业性人才的需求扩

大,要求也随之提高,职业院校对于职业人才的培养也越来越受到重视和关注。

教学是职业院校的工作核心,通过教学能使学生掌握知识,形成技能,而教材是进

行教学活动的基础工具,是知识和技能的有效载体,教材建设是国家中等职业教

育改革发展示范学校建设的重要内容。校本教材以其独具的特色是对国家和地

方教材的必要补充和完善;是以中职教学课程目标为指导思想,以本校学生实际

情况为根据,以学校办学特色为导向,与具体的专业紧密结合的实用型教材;是依

据职业院校学生的成长规律与学校的办学优势自主开发的课程系统,教学内容更

具灵活性和针对性。

作为国家中职示范校建设单位的大同机车技师学院(大同机车高级技工学

校),成立了专业教材建设开发组,设计开发了符合技术技能型人才成长规律,反

映经济发展方式转型、产业结构调整升级要求的新理念、新知识、新工艺、新材料、

新技能的改革发展示范校本教材。

本书以学生就业为导向,以企业岗位需求为依据。在专业知识的安排上,紧

密联系培养目标的特征,坚持先进性、职业性、规范性、可操作性原则,进一步加强

理论、实操紧密结合同时引入新技术、新工艺、新材料、新方法,使教材更加科学和

规范。

全书共四个项目,每个项目下设有两个任务,在任务中按照资讯、计划、决策、

实施、检查和评价的六步教学法进行编排,做到“教、学、做”三位一体。

本书由张宝珍撰写,张乐文负责书中涉及的全部插图的绘制,张晓磊、孙科、

吴众、白建忠也参与了本书的编写工作。在编写过程中,还得到了国家级焊接技

术竞赛裁判员、高级工程师范绍林老师的指导,同时企业工程技术人员燕飞、王洪军、

王大龙也提供了技术支持,在此表示诚挚地感谢。

由于作者水平有限,书中难免存在一些疏漏和不足之处,希望广大读者批评

指正。

作者

年月

20154

目录

概述……………

1

项目一屋架的焊接………………

8

任务一自行车棚屋架杆件固定焊…………

12

任务二大厦雨棚杆件与杆件的焊接………

36

项目二简单桁架构件的焊接…………………

63

任务一煤气管道支架立柱的焊接…………

64

任务二煤气管道支架地脚板与立柱的焊接………………

86

项目三梁的焊接………………

106

任务一型钢小梁上下盖板与肋板的焊接…………………

112

任务二型钢小梁肋板与肋板的焊接………

139

项目四板架构件的焊接………………………

167

任务一搅拌机槽体的焊接…………………

169

任务二悬架箱体的焊接……………………

192

拓展阅读…………………………

226

参考文献…………………………

244

概述

认识生活中的钢结构

钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一我国是最早用铁制造承重结构的国

。

家远在秦始皇时代公元前公元前年就已经用铁做简单的承重结构而西方国

,(246~219),,

家在世纪才开始使用金属承重结构公元世纪聪明勤劳的中国人民就用铁链修建

17。3~6,

铁索悬桥著名的四川泸定大渡河铁索桥图云南的元江桥和贵州的盘江桥图等

,(0-1),(0-2)

都是我国早期铁体承重结构的例子

。

图泸定桥图盘江桥

0-10-2

现代我国在钢结构应用上的发展有目共睹不论在数量上或质量上都远远超过了过去

,。

在设计制造和安装等技术方面都达到了较高的水平掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技

、,

术在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房大跨度钢结构民用建筑

,、

及铁路桥梁等如我国的人民大会堂钢屋架北京和上海等地的体育馆的钢网架陕西秦始皇

。,,

兵马佣陈列馆的三铰钢拱架和北京的鸟巢等下图均为钢结构建筑

。。

图鸟巢图中央电视塔大楼

0-30-4

图广州塔图上海大剧院

0-50-6

钢结构建筑以其大跨度大空间抗震防火性能好施工速度快等优点改变了传统建筑

,、、、,

结构的概念告别了现场砖砂灰石的施工使建筑成为工业化的车间生产和搭积木般的现场组

,,

装近年来钢结构建筑在世界范围内已经得到广泛应用并成为世纪建筑结构的发展趋

。,,21

势钢结构建筑技术的水平也已经成为衡量一个国家建筑科技发展的重要指标

。,。

钢结构现在已经在我们的日常生活中占有重要的地位,那么到底什么是钢结构呢?请

同学们想一想能不能列举出我们生活中的案例?

1.

2.

3.

4.

现在让我们来查阅一下有关钢结构的知识吧

!

钢结构定义

钢结构的优缺点

钢结构的适用范围

2

췍췍

췍

췍췍췍钢췍结췍构췍采췍用췍以췍钢췍材췍制췍췍作췍为췍主췍由췍型췍췍钢췍和췍钢췍板췍等췍制췍成췍的췍钢췍췍梁췍钢췍柱췍췍钢췍桁췍架췍等췍构췍췍件췍组췍成췍췍

,、、,

췍各构件或部件之间采用焊缝螺栓或铆钉连接的结构췍

췍、。췍

췍췍

췍一、钢结构连接方式———焊接췍

췍

췍

췍在工业生产中经常需要将两个或两个以上的零件按一定的形式和位置连接起来根췍

췍,。췍

췍据这些连接特点可以将其分为两大类一类是可拆卸连接即不必毁坏零件就可以进行拆췍

췍,:,췍

卸如螺栓连接键连接等另一类是永久性连接其拆卸只是在毁坏零件后才能实现如铆

췍

,、;,,췍

췍接焊接等如图所示췍

췍、。0-7。췍

췍췍

췍췍

췍

췍

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췍

췍

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췍췍

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췍췍

췍图可拆卸连接与永久性连接췍

췍0-7췍

췍轮键轴零件垫圈螺母螺栓焊缝坡口铆钉췍

1—;2—;3—;4,8,11—;5—;6—;7—;9—;10—;12—

췍췍

췍焊接的定义췍

췍1.췍

췍焊接是通过加热或加压或两者并用并且用或不用填充材料使焊件形成原子间结췍

(),,

췍合的一种连接方法图췍

췍(0-8)。췍

췍췍

췍췍

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췍췍

췍

췍

췍

췍

췍图焊接作业췍

췍0-8췍

췍被结合的两个工件可以是同类或异类的金属也可以是非金属在生产实践中用得췍

췍

,。,췍

췍

最多的是金属材料的连接췍

췍。췍

췍焊接方法的分类췍

췍2.췍

目前在工业生产中应用的焊接方法已达近百种根据它们的焊接过程特点可将其分

췍

,,췍

췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

췍췍

为熔焊压焊和钎焊三大类췍

췍、。췍

3

췍췍

췍췍췍췍熔췍焊췍췍췍熔췍焊췍是췍将췍焊췍件췍连췍接췍处췍局췍部췍췍加췍热췍到췍熔췍化췍状췍态췍췍然췍后췍冷췍却췍凝췍固췍成췍一췍体췍췍不췍加췍压췍力췍췍

()。,,

췍1췍

完成焊接其中最常用的有电弧焊气焊二氧化碳气体保护焊氩弧焊等

췍。、、、。췍

췍压焊压焊是一种不管加热与否必须在压力下完成焊接的方法常见的有电阻췍

췍(2)。,。췍

췍焊摩擦焊高频焊冷压焊等췍

、、、。

췍

钎焊钎焊是采用熔点比母材熔点低的填充材料钎料受热熔化并借助毛细作用췍

췍(3)。()췍

췍填满母材间的间隙冷凝后形成牢固的接头的一种焊接方法其基本特点是在整个焊接过췍

췍,,췍

程母材并不熔化常见的有烙铁钎焊火焰钎焊感应钎焊炉中钎焊盐浴钎焊等

췍,。、、、、。췍

췍焊接方法的简单分类如图所示췍

췍0-9。췍

췍췍

췍췍

췍췍

췍췍

췍췍

췍췍

췍췍

췍췍

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췍췍

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췍

췍

췍췍

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췍췍

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췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

췍图焊接方法的分类췍

0-9

췍췍

췍췍

췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

췍二、焊接技术发展췍

췍췍

췍中国商朝制造的铁刃铜钺春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙是分췍

췍,,췍

췍段钎焊连接而成的战国时期制造的刀剑刀刃为钢刀背为熟铁一般是经过加热锻焊而췍

췍。,,,췍

成的据明朝宋应星所著天工开物一书记载中国古代将铜和铁一起入炉加热经锻打

췍。《》:,췍

췍制造刀斧用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上分段煅焊大型船锚中世纪的铁匠通过췍

췍、;,。췍

췍不断锻打红热状态的金属使其连接该工艺被称为锻焊维纳重比林格塞奥于年췍

췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

췍,。·1540췍

出版的火焰学一书记述了锻焊技术古代焊接技术长期停留在铸焊锻焊钎焊和铆焊

췍《》。、、췍

4

췍췍

췍的췍水췍平췍上췍使췍췍用췍的췍热췍源췍都췍是췍炉췍火췍췍温췍度췍低췍췍能췍量췍不췍集췍中췍췍无췍法췍用췍췍于췍大췍截췍面췍췍长췍焊췍缝췍工췍件췍的췍焊췍췍

,,、,、

췍接只能用以制作装饰品简单的工具生活器具和武器췍

췍,、、。췍

췍近代焊接技术是从年出现碳弧焊开始直到世纪年代才形成较完整的焊췍

췍,1885,2040췍

췍接工艺体系特别是世纪年代初期出现了优质电焊条后焊接技术得到了一次飞췍

。,

췍2040췍

跃现在世界上已有余种焊接工艺方法应用于生产中焊接方法的发展简史见表

췍。50。췍

췍췍

0췍-1。췍

췍表0-1焊接方法的发展简史췍

췍췍

췍焊接方法发明年代发明国家焊接方法发明年代发明国家췍

췍췍

碳弧焊原苏联冷压焊英国

췍18851948췍

췍电阻焊美国高频电阻焊美国췍

췍18861951췍

췍金属极电弧焊原苏联电渣焊原苏联췍

18921951

췍췍

热剂焊德国气体保护电弧焊美国

췍1895CO21953췍

췍氧乙炔焊法国超声波焊美国췍

췍19011956췍

췍金属喷镀瑞士电子束焊法国췍

19091956

췍原子氢焊美国摩擦焊原苏联췍

췍19271957췍

췍高频感应焊美国等离子弧焊美国췍

췍19281957췍

췍惰性气体保护电弧焊美国爆炸焊美国췍

19301963

췍埋弧焊美国激光焊美国췍

췍19351965췍

췍췍

췍췍

췍三、焊接技术的应用及新发展췍

췍췍

췍焊接技术的应用췍

췍1.췍

췍

췍在各种产品制造工业中焊接与切割热切割是一种十分重要的加工工艺据工业发

,()。

췍

췍达国家统计每年仅需要进行焊接加工之后使用的钢材占钢总产量的左右我国也占

췍

췍,45%,

췍据近可见焊接工艺已成为机械加工中必不可少的手段之一췍

췍40%。,。췍

췍焊接不仅可以解决各种钢材的连接而且还可以解决铝铜等有色金属及钛锆等特种췍

,、、

췍金属材料的连接此外对某些非金属材料如塑料陶瓷复合材料等实施连接因而焊췍

췍。,,、、。,췍

췍接技术已广泛应用于机械制造造船海洋开发汽车制造机车车辆石油化工航空航天췍

、、、、、、、

췍原子能电力电子技术建筑轻工业等行业中췍

췍、、、、。췍

췍焊接技术的新发展췍

췍2.췍

췍随着工业和科学技术的发展焊接技术也在不断进步焊接已从单一的加工工艺发展췍

,,

췍成为综合性的先进工艺技术焊接技术的新发展主要体现在以下几个方面췍

췍。:췍

췍提高焊接生产率进行高效化焊接췍

췍(1),췍

췍焊条电弧焊中的铁粉焊条重力焊条和躺焊条工艺埋弧焊中的多丝焊热丝焊窄间췍

、;、、

췍隙焊接气体