第一节 焊接结构工艺性分析的基本知识

焊接结构工艺性分析的基本知识主讲教师：所属专业：焊接技术应用焊接结构生产焊接结构的工艺性

焊接结构的工艺性是指设计的焊接结构在具体生产条件下能否经济的制造出来，并采用最有效的工艺方法的可行性。

为了提高设计产品结构的工艺性，工厂应对所有新设计的产品和改进设计的产品以及外来产品图样，在首次生产前进行结构工艺性审查。一、焊接结构工艺性分析的目的03结构使用的可靠性02工艺的可行性01结构设计的合理性04结构生产的经济性审查目的以双孔叉结构为例进行工艺性审查a)装配和焊接不方便；b)搭接接头，疲劳强度低；c)锻焊组合结构，比较合理。以弯头结构为例进行工艺性审查分析焊接结构是否经济合理，不能脱离产品的数量和生产条件

图a是由两个半压制件和法兰组成的，如果是大量生产又有大型压力机，工艺性是好的；

图b是由两段钢管和法兰组成的，流速低、单件生产或缺设备的条件下，工艺性是好的；

图c是由许多环形件和法兰组成的，在流速高又是单件生产的条件下，工艺性是好的。二、焊接结构工艺性分析的步骤产品图样包括新产品设计图样、继承性设计图样和按照实物测绘的图样等;产品图样是工程的语言，要求准确、清晰，符合国家制图标准。1.产品结构图样审查二、焊接结构工艺性分析的步骤(1)图样应符合机械制图国家标准中的有关规定；(2)图样齐全，有装配图，必要的部件图和零件图，图样比例适当，同一图中可采用不同比例绘出；(3)简单结构可在装配图上直接标注零件尺寸；(4)图样上技术要求应齐全合理，不能绘出时应在技术要求中加以说明。对结构图样的基本要求：二、焊接结构工艺性分析的步骤2.产品结构技术要求审查焊技接术结要构求使用要求工艺要求

结构的强度、刚度、耐久性（抗疲劳、耐腐蚀、耐磨、抗蠕变等）工作环境条件下结构的几何尺寸、力学性能、物理性能等材料的焊接性结构的合理性生产的方便性经济性三、焊接结构工艺性分析的内容措施1.尽可能减少结构上焊缝的数量和填充金属量。3.尽可能减小焊缝截面尺寸。5.尽量避免各条焊缝相交。2.尽可能选用对称的构件截面和焊缝位置。4.采用合理装配焊接顺序。重要原则（一）从减小焊接应力与变形的角度分析结构的合理性1.尽可能地减少结构上的焊缝数量和焊缝的填充金属量

这是设计焊接结构时一条最重要的原则。因为它不仅仅是对减少焊接应力与变形有利，而且对许多方面都有利。2.尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置2.尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置

焊缝位置与截面重心并不对称，若把距重心近的焊缝设计成连续的，把距重心远的焊缝设计成断续的，就能减少构件的弯曲变形。3.尽可能地减小焊缝截面尺寸

在不影响结构的强度与刚度的前提下，尽可能地减小焊缝截面尺寸或把连续角焊缝设计成断续角焊缝，减少塑性变形区的范围，使焊接应力与变形减少。4.采用合理的装配焊接顺序

对复杂的结构应采用分部件装配法，尽量减少总装焊缝数量并使之分布合理，这样能大大减少结构的变形。为此，在设计结构时就要合理地划分部件，使部件的装配焊接易于进行和焊后经矫正能达到要求，这样就便于总装。由于总装时焊缝少，结构刚性大，焊后的变形就很小。5.尽量避免各条焊缝相交04应用复合结构02尽量采用合理的接头形式01尽量避免焊缝过于集中03尽量避免结构截面的突变应力集中（二）从降低应力集中的角度分析结构的合理性三、焊接结构工艺性分析的内容1.尽量避免焊缝过于集中a图弊端：许多焊缝集中在一起，存在着严重的应力集中，不适合承受动载荷。解决方式：采用两块肋板加强，改善了应力集中。1.尽量避免焊缝过于集中

上面一组焊缝布置，都有不同程度的应力集中，而且可焊到性差，若改成下面对应的结构形式，则其应力集中和可焊到性都可得到改善。2.尽量采用合理的接头形式

对于重要的焊接接头，应采用开坡口的焊缝，以防止因未焊透而产生应力集中。应设法将角接接头和T形接头，转化为应力集中系数较小的对接接头。3.尽量避免构件截面突变4.应用复合结构

复合结构具有发挥各种工艺长处的特点，它可以采用铸造、锻造和压制工艺，将复杂的接头简化，把角焊缝改成对接焊缝。工艺性01OPTION02OPTION03OPTION尽量使结构具有良好的可焊到性保证接头具有良好的可探到性尽量选用焊接性好的材料制造结构三、焊接结构工艺性分析的内容（三）从焊接生产工艺性角度分析结构的合理性（四）从焊接生产的经济性分析结构的合理性12分析提高材料的利用率尽量减少生产劳动量三、焊接结构工艺性分析的内容1.合理利用材料图1法兰盘的备料方案比较2.减少焊接生产劳动量措施1.合理地确定焊缝尺寸3.尽量减少辅助工时。5.有利于采用先进的焊接方法2.尽量取消多余的加工4.尽量利用型钢和标准件（1）合理地确定焊缝尺寸

确定工作焊缝的尺寸，通常用等强度原则来计算求得。但只靠强度计算有时还是不够的，还必须考虑结构的特点及焊缝布局等问题。（2）尽量取消多余的加工（3）尽量减少辅助工时

焊接结构生产中辅助工时一般占有较大的比例，减少辅助工时对提高生产率有重要意义。（4）尽量利用型钢和标准件