焊接结构设计

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焊接结构设计的一般原则

必须考虑焊接装配焊接次序对可焊到性的影响，图8-9
（4）减少焊接工作量
减少焊缝数量和焊缝填充金属。选用轧制型钢代替一部分焊件；角焊缝多且密集的地方可用铸钢代替；角焊缝保证强度的条件下，尽量减少焊脚尺寸。对接焊缝，保证熔透的情况下选用填充金属最少的坡口形式。
（5）焊接变形控制
（4）合理布置焊接接头位置 1）避免应力集中如图根部角接接头应力集中严重，承
载能力低。在封头加工一个槽，效果近似于对接接头。
另外，最好的方法是将封底改换成球面封头，以对接接头的依托。
图a，支耳背面无依托，容易在支耳两端的焊缝上产生裂纹。改进成图b结构，支耳有依托，应力分布均匀。
焊接结构设计的一般原则
焊接设计包括：焊接结构设计
焊接工装设计
焊接工艺设计焊接设备设计
焊接材料设计
焊接车间设计。
1.焊接结构设计的一般思路
（1）实用性
必须达到产品所需要的使用功能和预期效果。
（2）可靠性
焊接结构在使用期内必须安全可靠，受力必须合理，能满足强度、刚度、稳定性、抗震性、耐蚀性等方面的要求。
3）工字钢垂直连接时，增加加强肋板，应力会均匀分布。
4）焊缝宜对称地布置并尽可能接近中心轴。
表8-2 焊接接头的合理性
2. 从工艺性及经济性分析焊接结构的合理性（1）焊接结构的备料工作量
V坡口耗材料最大， U型坡口次之， X坡口较小，双U型坡口耗材最少，但是加工量大，而X坡口易于加工。
其设计结构更符合生产实际。
（3）有限元数值模拟辅助设计法
利用有限元模拟法可以分析已设计的焊接结构静态和动态的物理系统，可得出焊接结构局部区域的工作应力分布，从而改进焊缝形状及尺寸设计。

焊接结构设计..

A.手工电弧焊时，要考虑焊条有足够的操作空间。 B.埋弧自动焊要有利于存放焊剂。 C.点悍、缝焊时，要求电极能方便地伸入待焊位置。
不合理 A.手工电弧焊
合理
不合理
B.埋弧焊
合理
>75°
不合理
C.点焊或缝焊
合理
图8-1 焊缝位置与操作空间的关系
（2）.焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形。
①焊缝焊缝应避开最大应力和应力集中的部位。
对接
搭接
角接
T形接头
★焊接接头形式的选择：
选用何种接头主要依据焊接方法、焊件结构特点和使用要求等因素。（1）焊接方法: 1）熔焊适用于各类接头形式； 2）电阻点焊和缝焊须采用搭接接头； 3）对焊和摩擦焊须采用对接接头； 4）钎焊多采用搭接接头。（2）焊件结构特点和使用要求： 1）承载较大的接头宜采用对接，以减少应力集中； 2）承载较小可采用搭接、角接、Ｔ形接。
焊接工艺设计示例实例结构名称：中压容器（见下图）材料：16MnR（钢板尺寸1200 5000）料厚：筒身12mm，封头14mm，人孔圈20mm，管接头7mm 。生产数量：小批生产。试制定焊接工艺方案。
筒身封头管接头
人孔 3000
解: （1）焊缝布置、焊接次序根据板料尺寸，筒身应分为三节，分别冷卷成形，为避免焊缝密集，三段筒身上的纵焊缝可相互错开180°；封头应采用热压成型，与筒身连接处应有30 ~ 50 mm的直段，使焊缝躲开转角应力集中处。人孔圈因其板厚较大，一般加热卷制。
不合理
合理图8-4 焊缝位置与应力和变形的关系
（3）焊缝应避开加工表面，尤其是已加工表面，以免影响加工表面的精度。
不合理合理
不合理

焊接结构工艺性

常用加工方法：
• 气割 • 切削加工（车或刨） • 碳弧气刨等
坡口基本形式：I、V、X、U
选择依据：
• 板材厚度 • 坡口加工方法
• 焊接工艺性 • 考虑焊接方法、焊接位置、接头类型、
变形大小、熔透要求、经济性等
焊接材料的选择
优先选择可焊性好的低碳、低合金钢.
否则就要采取相应的工艺措施
– 焊接的难易与变形程度：焊接易于实现，变形能够控制
– 焊接成本：经济性
பைடு நூலகம்– 施工条件：技术人员设备等条件
➢熔焊：对接、
搭接、角接、T接、端接
➢压焊：对焊－
对接、点焊和缝焊－搭接
➢钎焊：搭接
(2)坡口形式设计
Welding Groove Style Design
目的：
• 使接头根部焊透 • 使焊缝成型美观 • 使焊缝金属达到所需的化学成分。
三、焊件结构工艺性设计实例
低压贮气罐，壁厚8mm，压力1.0MPa，温度为常温，介质为压缩空气，大批量生产。
选择母材材料：短管选用优质碳素结构钢10，其它选用塑性和焊接性好的普通碳素结构钢 Q235-A。
设计焊缝位置及焊接接头、坡口形式：
–筒节的纵焊缝和筒节与封头相连处的两条环焊缝均采用对接Ⅰ形坡口双面焊
2-5 焊接结构工艺设计
一、焊接结构生产工艺过程概述
备料→装配→焊接→焊接变形矫正→质量检验 →表面处理
二、焊接结构工艺设计
1. 焊缝布置Weld Arrangement
焊缝应尽量处于平焊位置
焊缝要布置在便于施焊的位置
焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形
– 尽量减少焊缝数量及长度，缩小不必要的焊缝截面尺寸

机械加工基础：第四章焊接结构设计

板厚小于24 mm时，可不开坡口双面焊接。焊更厚的工件时，必须开坡口。
搭接接头因两工件不在同一平面，受力时将产生附加弯矩，而且金属消耗量也大，一般应避免采用。但搭接接头不需开坡口，装配时尺寸要求不高，对某些受力不大的平面联接与空间构架，采用搭接接头可节省工时。
2．坡口形式
焊条电弧焊对板厚为 1～6 mm对接接头施焊时，一般可不开坡口 (即I形坡口)直接焊成。
(5) 焊缝位置应便于焊接操作布置焊缝时，要考虑到有足够的操作空间。
埋弧焊结构要考虑接头处在施焊中存放焊剂和熔池保持问题。
点焊与缝焊应考虑电极伸入方便。
焊缝应尽量放在平焊位置，应尽可能避免仰焊焊缝，减少横焊焊缝。
良好的焊接结构设计，还应尽量使全部焊接部件，至少是主要部件能在焊接前一次装配点固，以简化装配焊接过程，节省场地面积，减少焊接变形，提高生产效率。
设计焊接结构时，应多采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材，以降低结构重量，减少焊缝数量、简化焊接工艺，增加结构件的强度和刚性。
第二节焊接接头的工艺设计
一、焊缝的布置
工艺设计原则：
(1) 焊缝布置应尽量分散两条焊缝的间距大于三倍板厚，且不小于100 mm
(2) 焊缝的位置应尽可能对称布置
二、接头形式的选择与设计
接头形式应根据结构形状、强度要求、工件厚度、焊后变形大小、焊条消耗量、坡口加工难易程度、焊接方法等因素综合考虑决定。
1．接头形式
对接接头 T形接头角接接头搭接接头
对接接头受力比较均匀，是最常用的接头形式，重要的受力焊缝应尽量选用。
角接接头与T形接头受力情况都较对接接头复杂，但接头成直角或一定角度连接时，必须采用这种接头形式。
带钝边U形坡口根部较宽，允许焊条深入，容易焊透。而且坡口角度小，焊条消耗量较小。但因坡口形状复杂，一般只在重要的受动载的厚板结构中采用。

焊接结构课程设计_压力容器

前言１第1局部储罐设计阐发2第1章储罐总体阐发21.1 储罐底子设计要求21.2 储罐材料21.３储罐用钢板31.4 配用锻件51.5 配用螺栓、螺母5第2章储罐罐底设计62.1 储罐罐底板尺寸62.2 罐底布局7第3章罐壁布局设计103.1 罐壁的排板与连接103.2 罐壁厚度113.3 罐壁加强圈12第4章罐顶布局设计13第2局部储罐的焊接工艺阐发14第5章压力容器的焊接接头145.1 压力容器焊接接头的分类145.2 圆筒形容器焊接接头的设计15第6章压力容器的焊接方法176.1 熔化极氩弧焊17CO气体庇护焊186.22埋弧焊19第7章压力容器的焊接工艺21第3局部储罐的组装与查验22第8章储罐的安装施工挨次22储罐底板的焊接挨次22储罐壁板的焊接挨次22储罐固定顶的焊接挨次23第9章储罐焊缝的查验与修补24焊缝检测24焊缝修补25设计体会26参考文献27前言大型油气储罐是油气产物储存运输最便利、廉价的方式之一。

储罐的形式可跟据盖顶的样式不同分为浮顶式储罐〔包罗气柜〕和固定顶式储罐〔包罗内浮顶式储罐〕，而固定顶式储罐又包罗锥顶式储罐和拱顶式储罐两种。

目前原油的储罐使用中浮顶式储罐在不竭减少，液化气储运主要是球罐和立式筒形低压储罐。

常用的几种灌顶形式为双子午线网客机构拱顶、辐射网壳布局拱顶、短程线网壳布局拱顶和梁柱支撑布局拱顶，见图1。

本次课程设计主要讨论立式固定顶筒形钢制焊接储罐的施工工艺。

此中包罗储罐的材料选择、加工工艺路线选择、相关组件形式选择、机械加工装配、施焊成型、焊后检测调试等相关出产内容。

第1局部储罐设计阐发第1章储罐总体阐发1.1 储罐底子设计要求由石油化工立式筒形钢制焊接储罐设计尺度SH 3046-1992，储罐的设计条件不得少于以下内容：（一）地动设防烈度、风载、雪载等气候条件及地质条件；（二）储罐的操作温度及操作压力〔正负压〕；（三）介质的种类及密度；（四）腐蚀裕量；（五）储罐的容积；（六）灌顶形式；（七）开口接管尺寸、形式、数量及法兰规格；（八）附件的安装位置。

焊接结构件设计原则

焊接结构件设计原则焊接件结构设计概括起来讲就是要保证产品的制造合理性、经济合理性、使用安全性。

1.制造合理性1）焊接件应具有好的定位基准——保证组装的可操作性。

2）考虑焊接时操作方便，结构特殊更应考虑焊缝的布置，在设计图1 结构中应保证焊接作业时的最小间距L;在图2中（a）结构设计不合理，（b）结构设计合理。

3）毛坯上与其他件连接的部分应离开焊缝至少3mm4）焊缝的位置应使焊接设备的调整次数和工件的翻转次数为最少。

2.经济合理性方面1）考虑最有效的焊接位置，以最小量焊接达到最大量效果。

2）在不影响产品性能的前提下，长焊缝尽量采用间断焊缝。

3）根据产品机构特点，尽量设计为平焊、横焊，避免立焊、仰焊。

4）正确选用角焊缝的计算厚度。

角焊缝在较小的负载下，不必计算强度，可按经验确定焊角高度尺寸K，即按连接钢板中较薄的板厚考虑。

5）一般情况下尽量不要把焊缝布置在加工面上。

6）根据不同的焊接方法和板厚确定合理的坡口形式：如V型坡口焊缝制备简单，但焊接工作量大，使焊接成本提高；X型坡口焊缝，但制备较复杂，焊接工作量小，在对接焊缝中可适当选用，在角缝中双面角焊缝填充金属小，并能承受较高负载，变形也小，应优先采用。

3.使用安全性方面1）避免将焊缝设计在应力容易集中的地方，特别是重要部件或承受反复载荷的焊接件，更应注意这一点。

合理布置构件的相互位置，以保证焊接件的刚性。

2）焊缝的根部在避免处于受拉应力的状态3）直接传递负载的焊接件，采用整体嵌接为好，将工作焊缝转为联系焊缝。

4）箱形焊接结构件应设计为折弯件的拼焊。

5）避免焊缝过分集中，以防止裂纹、减少变形；同时，焊缝间应保持足够的距离。

6）焊接端部产生锐角的地方，应尽量使角度变缓；薄板筋的锐角必须去掉，因为尖角处融化。

焊接结构设计实例。

焊接结构第7章焊接结构力学特征及结构设计

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附图2 大兴西红门直径21m短程线网壳设计
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2. 桁架结构组成及杆件截面形状
桁架结构由上弦杆、下弦杆和腹杆三部分组成。
桁架结构中常用的型材有工字钢、T型钢、管材、角钢、槽钢、冷弯薄型材、热轧中薄板以及冷轧板等。
图7-3给出了常用上弦杆的截面形式。上弦杆承受以压应力为主的压弯力，尤其上部承受较大的压应力，因此构件应具有一定的受压稳定性，结构部件必须连续，必要时加肋板（如图7-3d,e）。
经过短时高温快速冷却的焊接热循环作用，使得焊接结构具有自身独特的力学特点。
（1）较大的残余应力和变形（2）应力集中系数较大（3）焊接接头性能不均匀（4）对材料敏感性强，易产生焊接缺陷
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只有正确认识并掌握了这些特点，做到合理的结构设计、正确的材料选择、优质的焊接设备、合理的焊接工艺和严格的质量控制，才能生产出综合性能优良的焊接结构。
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（2）塑性和韧性好轧制钢板具有良好的塑性，在一般情况下，不会因为局部超载造成突然断裂破坏，而是事先出现较大的变形预兆，以便采取补救措施。轧制钢板还具有良好的韧性，对作用在结构上的动载荷适应性强，为焊接结构的安全使用提供了可靠保证。（3）整体性强、刚性大焊接结构为一个整体，具有较大的抗变形
前言
由于焊接结构的使用目的不同，所用的材料种类、结构形式、尺寸精度、焊接方法和焊接工艺也不相同，这就使得焊接结构种类颇多。但焊接结构的主要作用是一致的，那就是能够长时间承受自身重量及外部载荷而保持其形状和性能不变。
本章只从大型焊接结构的角度考虑，讨论焊接结构的特点、类型、力学特征和设计思路，进一步对典型焊接结构产品进行力学特征和焊接接头设计分析。

焊接结构课程设计

焊接结构课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握焊接结构的基本理论、方法和相关技术，培养学生具备焊接结构的设计、制造和检验能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解焊接结构的定义、分类和应用领域；（2）掌握焊接原理、焊接工艺和焊接方法；（3）熟悉焊接结构的应力分析、变形控制和质量检验。

2.技能目标：（1）能够根据工程需求选择合适的焊接工艺和方法；（2）具备焊接结构设计和制造的基本能力；（3）掌握焊接质量检验的方法和技巧。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队合作精神；（2）增强学生对焊接技术的兴趣和热情；（3）培养学生对工程安全和质量的重视。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.焊接结构的基本概念和分类；2.焊接原理和焊接工艺；3.焊接方法及其应用；4.焊接结构的应力分析与变形控制；5.焊接质量检验与评估。

具体安排如下：第1周：焊接结构的基本概念和分类；第2周：焊接原理和焊接工艺；第3周：焊接方法及其应用；第4周：焊接结构的应力分析与变形控制；第5周：焊接质量检验与评估。

三、教学方法为了实现课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握焊接结构的基本理论和方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解焊接结构的实际应用和问题解决；3.实验法：通过实验操作，使学生掌握焊接工艺和质量检验方法；4.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的焊接结构教材；2.参考书：提供相关的焊接技术书籍，供学生拓展阅读；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段；4.实验设备：准备齐全的焊接设备和材料，为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问和讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力；3.考试：进行期中和期末考试，评估学生对课程知识的掌握程度。

结构设计知识：焊接结构设计的基本原理与方法

结构设计知识：焊接结构设计的基本原理与方法焊接结构设计的基本原理与方法焊接结构设计是现代工程技术的重要组成部分。

在工程领域中，焊接结构的设计、制作和使用都占据着重要的地位。

这些焊接结构不仅需要满足其在使用过程中的性能要求，还需要考虑其与其他零部件的协调性、较高的安全性以及较低的维护成本等因素。

在这篇文章中，我们将介绍焊接结构设计的基本原理和方法，以帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。

焊接结构的基本原理焊接结构的基本原理是在设计阶段考虑到产生热量的曲线和同时产生的剪切力。

基于这个原理，焊接结构必须考虑以下因素：1.结构的荷载焊接结构的设计必须满足其所在环境的荷载要求，例如建筑物、桥梁、机器设备等。

这些荷载分为静荷载和动荷载两种类型。

静荷载指工作过程中不会发生变化的荷载，如桥梁自重；动荷载指工作过程中会有变化的荷载，如汽车行驶在桥梁上产生的振动荷载。

焊接结构必须考虑并满足所承受的荷载要求。

2.材料的性质焊接结构必须采用与应用相适应的合适材料，其中材料的性质包括机械和物理性质，如韧性、强度、刚度等等。

根据结构设计和制造需要，不同材料的组合可以产生不同的焊接结构。

3.结构的几何形状焊接结构的几何形状对其性能影响很大。

在设计焊接结构时，必须考虑其内部形状、材料的厚度、焊缝和角度等因素。

在选定设计方案时，必须对这些因素进行分析和计算。

4.焊接方法焊接方法也是设计焊接结构时需要考虑的重要因素。

设计人员必须了解不同的焊接方法及其适用范围。

不同的焊接方法将对结构的强度、精度、形状和寿命等方面产生不同的影响。

焊接结构的设计方法针对上述基本原理，下面介绍一些常用的焊接结构设计方法。

1.分析需求在设计焊接结构之前，需要进行一些分析工作。

首先，需要明确焊接结构的设计需求和目标，例如所需要承载的荷载、使用环境等。

设计人员需要充分了解这些相关因素，以便能够根据实际要求进行设计。

2.选择材料正确选材是生产焊接结构的关键，以获得最佳性能和经济性。

焊接结构设计

焊接结构设计
图16-16
瓶体装配焊接Βιβλιοθήκη 图焊接结构设计 2、焊接工字梁
结构名称：焊接梁（图16-10）；
主要组成：上、下翼板，腹板，肋板；
材
料：20钢；
尺寸：钢板最大长度2500mm，板厚分别选用6，8和 10mm；生产类型：大批生产
设计要点：该结构用低碳钢板（20钢）下料拼焊，材料可焊性好。焊接工艺设计中需要集中考虑的是梁柱的受力状况和防止应力与变形，切实保证焊接质量。
焊接结构设计
设计焊接件时, 不仅要考虑到焊件的使用性能，还要考虑焊件结构的工艺性能，使焊件生产简便、质量优良、成本低廉。焊件结构工艺性应包括结构材料的选择、接头形式、焊缝布置等方面。一. 合理选择焊接材料 1. 在满足焊接件使用性能的前提下，应尽量选用焊接性能良好的材料。低碳钢和普通低合金钢的焊接性良好，价廉，焊接工艺简单，易于保证焊接质量，应优先选用。而＞0.5%C的碳钢和碳当量＞0.6%的合金钢焊接性能不好，应尽量避免采用。在选用两种不同材料进行焊接时，应注意它们焊接性的差异。
焊接结构设计
三. 合理布置焊缝
1. 焊缝的位置应便于操作
视频
焊接结构设计
2. 焊缝应避开应力最大和应力集中的部位视频
焊接结构设计
3. 焊缝布置应尽可能分散视频焊缝的交叉和密集使接头部位严重过热，组织恶化，性能下降，而且会产生变形和裂纹(图4-27)。
焊接结构设计
4. 焊缝位置应尽可能对称，以便减少变形
焊接结构设计
3.坡口形式、选用及加工要求当焊件厚度较大时，为保证焊透，接头处应根据工件厚度加工出各种坡口，如图4-24(a) 、(b) 、(c) 。
焊接结构设计

solidedge焊接结构设计

solidedge焊接结构设计一、引言随着现代工业的发展，焊接结构在机械制造中的应用越来越广泛。

Solid Edge作为一款功能强大的3D CAD软件，可以帮助工程师们设计出高质量、高精度的焊接结构。

本文将介绍Solid Edge焊接结构设计的流程和注意事项。

二、Solid Edge焊接结构设计流程1. 确定焊接结构的材料和尺寸：首先需要根据实际需求确定焊接结构所使用的材料和尺寸。

在Solid Edge中可以通过创建零件文件来完成这一步骤。

2. 创建装配体：在确定好零件文件后，需要将所有零件组合成一个装配体。

在Solid Edge中可以通过创建装配文件来完成这一步骤。

3. 设计焊缝：根据实际需求，在装配体上设计出需要进行焊接的部位，并添加相应的焊缝。

在Solid Edge中可以通过创建特征命令来完成这一步骤。

4. 完成细节设计：对于复杂的焊接结构，还需要进行更加细致的设计。

例如，添加支撑架、连接器等等。

在Solid Edge中可以通过创建草图和特征命令来完成这一步骤。

5. 进行模拟分析：在完成细节设计后，需要进行模拟分析来验证焊接结构的强度和稳定性。

在Solid Edge中可以通过创建仿真文件来完成这一步骤。

6. 输出生产图纸：最后，需要将设计好的焊接结构输出成生产图纸，以便于实际制造。

在Solid Edge中可以通过创建图纸文件来完成这一步骤。

三、Solid Edge焊接结构设计注意事项1. 材料选择：根据实际需求选择合适的材料，并保证其质量符合标准要求。

2. 焊接缝设计：根据实际需求确定焊缝的位置和大小，并保证其符合相关标准要求。

3. 细节设计：对于复杂的焊接结构，需要进行更加细致的设计，例如添加支撑架、连接器等等。

同时还需要考虑到装配和维修等方面的因素。

4. 模拟分析：在进行模拟分析时，需要考虑到各种因素对焊接结构的影响，并进行充分的测试和验证。

5. 生产图纸输出：在输出生产图纸时，需要保证其符合相关标准要求，并且包含必要的制造信息和装配信息。

焊接结构设计的基本要求和基本原则

焊接结构设计的基本要求和基本原则1.强度要求：焊缝必须能够承受设计荷载，在额定载荷下不应产生变形、塑性破坏或断裂。

2.刚度要求：焊接结构的变形应受到控制，以确保结构的稳定性和使用性能。

3.耐久性要求：焊接结构应能够耐受外界环境的侵蚀、震动、振动等因素，保持设计寿命。

4.适应性要求：焊接结构要能够适应不同的工艺要求和施工条件，满足安装、运输和维护的需求。

5.安全性要求：焊接结构应符合安全设计规范，减少事故和潜在风险。

1.材料选择：应选用适用于具体焊接结构的材料，具备良好的焊接性能、力学性能和耐久性。

2.焊缝设计：焊缝的选择和设计应符合强度和刚度要求，考虑接触应力、应力集中和蠕变等因素。

3.焊接工艺：应根据焊接结构的要求选择合适的焊接工艺，确保焊缝质量，并避免热影响带的形成。

4.结构布局：焊接结构的布局应合理、紧凑，减少焊接长度和次数，提高生产效率。

5.质量控制：应对焊接结构进行质量控制，包括焊接材料的选择、预处理和检测，以及焊接工艺参数的调整和监测。

6.工作环境：焊接结构的设计应考虑到工作环境的特殊要求，如高温、低温、腐蚀等，选择合适的材料和相应的保护措施。

在具体的焊接结构设计中，还需要考虑以下因素：1.加工性：焊接结构的形状和尺寸应符合加工要求，便于操作和施工。

2.外观效果：焊接结构应具备良好的外观效果，减少焊接缺陷和瑕疵。

3.经济性：焊接结构的设计应尽可能减少材料的消耗和加工成本，提高生产效率和经济效益。

综上所述，焊接结构设计的基本要求和基本原则旨在确保焊接结构的安全、稳定和耐久，以及提高生产效率和经济效益。

设计师应考虑材料选择、焊缝设计、焊接工艺等因素，并根据工作环境和特殊要求进行合理布局和质量控制。

通过严格遵循这些原则和要求，能够使焊接结构具备合适的强度、刚度和耐久性，满足实际工程应用的需求。

焊接件的结构设计

焊接件的结构设计焊接件是指由焊接工艺连接的构件或零件。

在整个焊接工艺中，焊接件的结构设计起到了至关重要的作用。

良好的结构设计可以保证焊接件的质量和性能，并确保焊接工艺顺利进行。

下面将从焊接件的结构设计中的要点、步骤、注意事项等方面进行详细介绍。

一、结构设计要点1.材料选择：焊接件的材料选择应根据使用环境和工作条件进行合理选择。

常见的焊接材料有低碳钢、不锈钢、铝合金等。

选择合适的材料可以提高焊接件的强度和耐腐蚀性。

2.结构形式选择：结构形式是指焊接件在装配时的形状和结构布局。

应根据焊接件的功能和使用要求进行选择。

常见的结构形式有角焊缝、对接焊缝、搭接焊缝等。

3.强度设计：焊接件的强度设计应满足预期的载荷和使用要求。

根据焊接件的受力分析，确定焊缝的尺寸和焊接参数，以保证焊接件具有足够的强度。

4.焊接缺陷控制：焊接件的结构设计应注意控制焊接缺陷，常见的焊接缺陷有气孔、夹渣、裂纹等。

通过合理设计焊缝形状、采用适当的焊接工艺参数和设备，可以有效地减少焊接缺陷的产生。

5.板材厚度选择：焊接件的板材厚度选择应根据受力情况和结构要求进行合理选择。

过薄的板材容易导致焊接变形和断裂，而过厚的板材则会增加焊接工艺的难度。

二、结构设计步骤1.确定焊接件的功能和使用要求：根据焊接件的使用要求，确定焊接结构的形式和尺寸。

2.进行焊接件的受力分析：通过力学分析，确定焊接件在使用过程中的受力情况和受力方向。

3.设计焊缝形状和尺寸：根据受力分析结果，确定焊缝的形状和尺寸，以保证焊接件具有足够的强度。

4.选择合适的焊接材料：根据焊接件的使用环境和工作条件，选择合适的焊接材料，以确保焊接件的耐腐蚀性和强度。

5.设计焊接工艺参数：根据焊接材料和焊接件的要求，确定合适的焊接工艺参数，包括焊接电流、焊接时间、预热温度等。

三、结构设计注意事项1.焊接件的结构设计应考虑焊后的应力和变形问题，采取合适的预应力设计和变形控制措施。

2.在进行焊接件的结构设计时，应充分考虑焊接设备和工艺的条件，确保焊接过程的可实施性。

焊接结构设计-001

εT是自由变形率： εT= ΔLT / L0=α(T-T0) 外观变形率εe= Δ Le / L0 内部变形率ε = Δ L / L0
返回
钢板条中心加热和冷却时的应力与变形 a)原始状态 b)、c)加热过程 d)、e)冷却过程
a)
d) b)
c)
e)
钢板边缘一侧加热和冷却时的应力与变形 a)原始状态 b)假设各板条的伸长 c)加热后的变形
焊缝在x－x轴一侧，焊后最容易产生弯曲变形
焊缝的位置应尽可能对称布置
如图a、b所示的焊件，焊缝位置偏离截面中心，并在同一侧。由于焊缝的收缩，会造成较大的弯曲变形。图中 c、d、 e所示的焊缝位置对称，焊后不会发生明显的变形。
焊缝位置对称于x－x轴和y－y轴，焊后变形较小，容易防止。
图1-44
1．筒体、封头及其相互间连接的焊接结构纵、环焊缝必须采用对接接头。对接接头的坡口形式可分为不开坡口（又称齐边坡口）、V 形坡口、X形坡口、单U形坡口和双U形坡口等数种，应根据筒体或封头厚度、压力高低、介质特性及操作工况选择合适的坡口形式。
2. 接管与壳体及补强圈间的焊接结构一般只能采用角接焊和搭接焊，具体的焊接结构还与容器的强度和安全性要求有关。有多种接头形式，涉及是否开坡口、单面焊与双面焊、熔透与不熔透等问题。设计时，应根据压力高低、介质特性、是否低温、是否需要考虑交变载荷与疲劳问题等来选择合理的焊接结构。下面介绍常用的几种结构。
图14-3 双V形坡口双V形坡口由两个V形坡口和一个I形坡口组合而成
三、压力容器焊接接头分类
目的：
为对口错边量、热处理、无损检测、焊缝尺寸等方面
有针对性地提出不同的要求，GB150根据位置，根据该接头所连接两元件的结构类型以及应力水平，把接

焊接结构设计的基本要求和基本原则

焊接结构设计的基本要求和基本原则1.设计的基本要求设计任何焊接结构都应满足下列基本要求1实用性结构必须达到所要求的使用功能和预期效果2可靠性结构在使用期内必须安全可靠,应能满足强度、刚度、稳定、抗振、耐蚀等方面的要求;3工艺性应该是能焊接施工的结构;所选的金属材料既有良好的焊接性能,又具有良好的焊前预加工性能和焊后热处理性能；所设计的结构应具有焊接和检验的可达性,并易于实现机械化和自动化焊接;4经济性制造该结构时所消耗的原材料、能源和工时应最少,其综合成本低;此外,还要适当注意结构的造型美观;上述要求是设计者追求的目标,设计时要统筹兼顾,应以可靠性为前提,实用性为核心,工艺性和经济性为制约条件;2.设计的基本原则为了使设计能达到上述的基本要求,设计焊接结构时,应遵循下列的设计原则;1合理选择和利用材料所选用的金属材料必须同时满足使用性能和加工性能的要求,前者包括强度、韧度、耐磨、耐蚀、抗蠕变等性能；后者主要是焊接性能,其次是其他冷、热加工性能,如热切割、冷弯、热弯、金属切削及热处理等性能;在结构上有特殊性能要求的部位,可采用特种金属材料,其余采用能满足一般要求的廉价材料;如有防腐蚀要求的结构,可采用以普通碳钢为基体;以不锈钢为工作面的复合钢板或者在基体上堆焊抗腐蚀层；又如有耐磨要求的构件,仅在工作面上堆焊耐磨合金或热喷涂耐磨层等;充分发挥异种金属材料能进行焊接的特点;尽可能选用扎制的标准型材料和异型材;通常轧制型材表面光洁平整、质量均匀可靠；使用时不仅减少许多备料工作量,还可减少焊缝数量;由于焊接量减少,焊接变形易于控制;在划分结构的零部件时,要考虑到备料过程中合理排料的可能性,以减少余料,提高材料利用率;（2）合理设计结构形式能满足上述基本要求的结构形式都被认为是合理的结构设计,也就是可从实用、可靠、可加工和经济等方面对结构设计的合理性进行综合评价;设计时,一般应注意以下几点;1）根据强度、刚度和稳定的要求,以最理想的受力状态去确定结构的几何形状和尺寸;切忌仿效铆接、铸造、锻造结构的构造形式;2）既要重视结构的整体设计,也要重视结构的细部处理;这是因为焊接结构属刚性连接的结构,结构的整体性意味着任何部位的构造都同等重要,许多焊接结构的破坏事故起源于局部构造设计不合理处;对于应力复杂或应力集中部位更要慎重处理,如结构中的结点、断面变化部位、焊接接头的焊趾处等;3）要有利于实现机械化和自动化焊接;为此,应尽量采用简单、平直的结构形式；减少短而不规则的焊缝；一条焊缝上其截面应相同；要避免采用难以弯制或冲压的具有复杂空间曲面的结构；尽量减少施焊时的翻身次数；组装时,定位和夹紧应方便;（3）减少焊接量除了前述尽量多选用轧制型材减少焊缝处,还可以利用冲压件代替部分焊件；结构形状复杂,角焊缝多且密集的部位,可用铸钢件代替；肋板的焊缝数量多工作量大,必要时可以适当增加基体壁厚,以减少或不用肋板；对于角焊缝,在保证强度要求的前提下,尽可能用最小的焊脚尺寸,因为焊缝面积与焊角高的平方成正比；对于坡口焊缝,在保证焊透的前提下应选用填充金属量最小的坡口形式;（4）合理布置焊缝有对称轴的焊接结构,焊缝宜对称的布置,或接近对称轴处,这有利于控制焊接变形；要避免焊缝汇交和密集；在结构上有焊缝汇交时,使重要焊缝连续,让次要焊缝中断,这有利于重要焊缝实现自动焊,保证其质量；尽可能使焊缝避开高工作应力部位、应力集中处、机械加工面和需变质处理的表面等;（5）施工方便必须使结构上每条焊缝都能方便施焊和质量检验;如,焊缝周围要留有足够焊接和质量检验的操作空间；尽量使焊缝都能在工厂中焊接,减少在工地的焊接量；减少手工焊接量,增大自动焊接量；对双面焊缝,操作方面的一面用大坡口,施焊条件差的一面用小坡口,必要时,改用单面焊双面成形的接头坡口形式和焊接工艺；尽量减少仰焊或立焊的焊缝,仰焊或立焊的焊接劳动条件差,不易保证质量,且生产率低;（6）有利于生产组织与管理经验证明,大型焊接结构采用部件组装的生产方式有利于工厂的组织管理;因此,设计大型焊接结构时,要进行合理分段;分段时,一般要综合考虑起重运输条件、焊接变形控制、焊后热处理、机械加工、质量检验和总装配等因素;。

焊接结构的设计原则

焊接结构的设计原则焊接结构的设计原则是指在进行焊接工艺和焊接接头设计过程中，需要遵循的一些准则和原则。

这些原则能够确保焊接结构具有合适的强度、稳定性和可靠性。

下面将介绍一些重要的焊接结构设计原则，以便于更好地指导实际的设计工作。

1. 合理选择焊接方法：焊接结构的设计要根据实际情况合理选择焊接方法，常用的有手工电弧焊、气体保护焊、等离子焊等。

不同的焊接方法适用于不同的材料和接头形式，需要根据具体的要求和工艺条件来综合考虑。

2. 选择合适的焊接材料：焊接结构的设计还需要根据焊接接头的工作条件选择合适的焊接材料。

焊接材料的选择要考虑到材料的强度、韧性、耐腐蚀性等要求，并且要进行合理的材料配比和焊接试验，以确保焊接接头的性能满足设计要求。

3. 确保焊接接头的足够强度：焊接结构的设计中，要确保焊接接头具有足够的强度来承受外部载荷和环境条件的影响。

因此，在设计中需要考虑焊缝的尺寸、形状和焊接角度等因素，以提高焊接接头的强度和稳定性。

4. 避免应力集中：焊接结构在焊接过程中会产生应力，并且焊接接头处会出现应力集中的现象。

为了避免应力集中导致的裂纹和破坏，设计时需要合理设置过渡段，减少焊接接头的应力集中程度。

此外，还可以通过焊缝预热、热处理等方法来减少焊接接头的应力。

5. 控制焊接变形：焊接结构在焊接过程中会发生变形，影响接头的质量和稳定性。

为了控制焊接变形，可以采取适当的焊接顺序、合理设置支撑件和采用余弦指数曲线的焊接方法等。

此外，还可以通过预热和焊后热处理等措施来减少焊接变形。

综上所述，焊接结构的设计原则包括合理选择焊接方法、选择合适的焊接材料、确保焊接接头的足够强度、避免应力集中以及控制焊接变形等。

在实际的设计过程中，必须根据具体情况综合考虑各种因素，并结合实践经验和相关标准进行设计，以确保焊接结构具有良好的性能和可靠性。