工程材料及热加工基础 12.11焊接结构设计

焊接结构设计0102焊缝的布置03焊接接头设计04识读焊接结构装配图焊接结构材料的选择目录焊接结构设计要求与原则基本要求：实用性、可靠性、工艺性、经济性等合理选择材料的种类，尽量采用标准件和型材；合理设计结构形式（简洁明快的结构形式）；焊合理布置焊缝（如对称分布焊缝）；实施工艺方便，改善劳动条件。基本原则常用的金属材料一般都可以焊接，但材料的焊接性不同，焊后接头质量的差别就很大，同时所选用的金属材料必须满足结构使用性能和加工性能的要求。首先考虑用焊接性较好的材料，应尽量采用焊接性良好的含碳量<0.25%的低碳钢和含碳量<0.2%的低合金钢。

其次焊接结构应选同种金属材料，尽量少用异种金属（产生很大的应力甚至造成裂纹）进行焊接，以简化制造工艺。1.焊接结构材料的选择2.焊缝的布置按焊缝在空间位置不同，焊缝可分为平焊、横焊、立焊、仰焊等四种类型。其中平焊操作方便易于保证焊缝质量，故应尽量采用焊缝处于平焊位置焊接。

平焊横焊立焊仰焊合理布置焊缝位置是焊接结构设计的关键，它与产品质量、生产率、成本以及工人的劳动条件有密切关系。焊缝的布置（焊缝位置应便于操作）a)、b)、c)所示的内侧焊缝，焊条无法进入，如必须焊接只能将焊条弯曲，但视线被遮挡极易造成缺陷，改为d)、e)、f)所示的设计才比较合理。焊缝位置应便于操作埋弧自动焊结构要考虑接头处施焊时存放焊剂点焊与缝焊应考虑电极伸入方便焊缝位置应尽可能分散焊缝密集和交叉会造成接头过热，加大热影响区，组织恶化，力学性能下降，增大焊接应力。两条焊缝间距一般要求大于三倍钢板厚度且不小于100mm。图中a)、b)、c)结构不合理，分别改成d)、e)、f)结构合理。焊缝应尽可能对称分布图a)所示焊件的焊缝位置偏在截面重心的一侧，由于焊缝的收缩会造成较大的弯曲变形；图b)、c)所示的焊缝位置对称，就不会发生明显变形，效果较好。焊缝位置应尽量避开最大应力和应力集中的位置对于受力较大较复杂的焊接构件，在最大应力和应力集中处不应该布置焊缝。例如大跨度的焊接钢梁，应避免放在梁中间。在构件截面有急剧变化的位置或尖锐棱角部位，易产生应力集中，也应避免布置焊缝。焊缝应尽量避开机械加工表面

若焊接结构在某些部位要求有较高的精度，而且必须切削加工后进行焊接时，为避免加工精度受到影响，焊缝应远离加工表面。不合理合理应尽量焊缝减少的数量设计焊缝结构时，应尽量选用型材、板材、管材等，形状复杂的部分也可采用冲压件、锻件和铸钢件，即可减小焊接工作量，又能减小焊接应力和变形，减少焊接材料消耗，提高生产率。3.焊接接头设计

焊接接头是焊接结构最基本的组成部分，是影响结构性能与安全的关键因素。常用的接头形式有：对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头四种接头形式的选用对接接头受力简单、均匀，应力集中较小，强度较高，优先选用。搭接接头强度好，但受力复杂，应力集中严重，易产生焊接缺陷。

接头成直角或一定角度联接时，通常采用角接接头与T形接头，角接接头一般只起连接作用，不能传递工作载荷；T形接头在接头成角度的联接中应用比较广泛。对接接头搭接接头T形接头角接接头接头坡口形式为了能使焊接接头处能焊透，应当使电弧能伸入焊缝根部，应在焊接接头处开设坡口。常见的坡口形式有：I形坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口等四种。对接接头坡口形式对接接头坡口设计T形接头坡口设计T形接头是结构非直线连接中应用最广泛的连接形式。T形接头坡口形式为保证接头两侧加热均匀，避免应力集中，接头两侧板厚截面应尽量相同或相近。如果δ-δ1超过表中规定值，或双面超过2（δ-δ1）时，应在厚板料上加工单面或双面斜边的过渡型式，其长度L≥（3~4）（δ-δ1）。较薄板的厚度δ1/mm2~56~89~11≥12允许厚度差（δ-δ1）/mm1234不同厚度钢板对接允许厚度差对于不同厚度的板材结构设计4.识读焊接结构装配图读焊接结构装配图的方法与步骤概括了解：看标题栏、明细表（材料表）分析视图：想象形状主、俯、左、局部视图分析尺寸：

（1）尺寸分类定形、定位、总体、配合、安装尺寸（2）基准

（设计、工艺