焊接接头、结构的设计和制造工艺

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焊接结构的生产过程

焊接结构的生产过程简介焊接结构是一种常见的制造工艺，广泛应用于航空航天、建筑、桥梁、汽车等领域。

焊接结构的生产过程是通过焊接方法将多个零部件连接起来，形成一个整体结构。

本文将详细介绍焊接结构的生产过程，包括准备工作、焊接设备、焊接工艺、质量控制等方面。

准备工作在进行焊接结构的生产之前，需要进行一系列的准备工作，以确保焊接的质量和安全。

材料准备首先需要准备焊接所需的材料，包括金属材料和焊接材料。

金属材料通常是预先加工好的零部件，如钢板、钢管等。

焊接材料主要包括焊条、焊丝、焊剂等。

选择合适的材料是保证焊接质量的重要因素。

表面处理在进行焊接之前，需要对焊接接头进行表面处理，以保证焊接接头的质量。

常见的表面处理方法包括打磨、除锈、清洁等。

设备准备焊接结构的生产需要使用专用的焊接设备。

根据焊接方法的不同，焊接设备可以包括焊机、焊枪、气瓶、电源等。

要确保焊接设备的正常运行和安全使用，需要提前进行设备检查和维护。

焊接工艺焊接工艺是指在焊接结构的生产过程中，所使用的具体方法和步骤。

不同的焊接方法有不同的焊接工艺。

电弧焊电弧焊是一种常用的焊接方法，其工艺步骤如下：1.准备工作：将待焊接的零部件进行定位和夹紧，保证焊接接头的正确位置和稳定性。

2.焊接参数设置：根据焊接材料和焊接接头的要求，设置合适的焊接电流、电压等参数。

3.焊接操作：根据焊接工艺要求，用电弧焊机将电弧点燃，将焊条或焊丝与焊接接头接触并进行移动，形成焊缝。

4.焊后处理：焊接完成后，进行焊缝的整形和打磨，以提高焊接接头的外观质量和强度。

熔化焊熔化焊是通过在焊接接头上加热和熔化材料，使其形成焊缝的一种焊接方法。

其工艺步骤如下：1.准备工作：将待焊接的零部件进行定位和夹紧，保证焊接接头的正确位置和稳定性。

2.加热预处理：先进行加热预处理，以提高焊接材料的可塑性和熔化性。

3.加热和熔化：使用火焰、电弧等加热源，将焊接接头加热至一定温度，使其熔化并形成熔池。

4.填充材料：将焊接材料加到熔池中，填充焊接缺口，形成焊缝。

管道纵向焊接接头

管道纵向焊接接头管道纵向焊接接头是管道工程中常见的一种连接方式，它具有结构简单、连接牢固、耐高压等优点，因此广泛应用于石油、化工、天然气等领域。

本文将从管道纵向焊接接头的定义、分类、制造工艺、质量控制等方面进行详细介绍。

一、定义管道纵向焊接接头是指通过在两个管子的端部进行长轴方向上的焊接而形成的连接。

它通常用于对流体或气体进行输送或控制。

二、分类根据使用场合和要求不同，管道纵向焊接接头可以分为以下几种类型：1. 直缝焊接：两个钢板通过长轴方向上的焊缝连接起来，形成一条直线状的连接。

2. 螺旋缝焊接：两个钢板通过螺旋状的长轴方向上的焊缝连接起来，形成一条螺旋状的连接。

3. 环缝焊接：两个钢板通过环状的长轴方向上的焊缝连接起来，形成一条环状的连接。

4. 多层焊：在直缝或螺旋缝连接时，在其表面上多次进行焊接，以增强连接的牢固性。

三、制造工艺管道纵向焊接接头的制造工艺包括以下几个步骤：1. 切割：将需要连接的两个钢板按照一定尺寸切割成相应形状。

2. 倒角：对切割好的钢板进行倒角处理，以便于后续的焊接操作。

3. 对齐：将两个钢板对齐并夹紧，以确保其在焊接过程中不会移动或变形。

4. 焊接：在两个钢板的长轴方向上进行焊接，形成一条长轴方向上的焊缝。

5. 检验：对已完成的管道纵向焊接接头进行检验，确保其符合相关标准和要求。

四、质量控制管道纵向焊接接头作为管道系统中重要的连接部件，其质量控制至关重要。

以下是常见的质量控制方法：1. 焊缝外观检查：通过肉眼观察或放大镜观察管道纵向焊缝表面是否有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

2. 焊缝尺寸检查：通过测量管道纵向焊缝的宽度、高度、深度等尺寸，判断其是否符合相关标准和要求。

3. 焊接工艺评定：对管道纵向焊接接头的制造工艺进行评定，以确保其能够满足设计要求和使用条件。

4. 无损检测：采用X射线、超声波等无损检测方法对管道纵向焊接接头进行检测，以发现难以通过外观检查发现的缺陷。

五、结论管道纵向焊接接头是管道系统中常见的一种连接方式，具有结构简单、连接牢固、耐高压等优点。

一、焊接接头的设计

焊接接头的设计焊接是制造各种金属制品的一项重要工艺，由于它具有独特优异的技术经济指标。

已被广泛应用于机械制造、石油化工、海洋船舶、航空航天、电力、电讯及家用电器等各个领域。

一、焊接接头的设计：用焊接方法连接的接头称为焊接接头，焊接接头由焊缝、热影响区及相邻母材金属三部份组成。

在一些重要的焊接结构中，如锅炉、压力容器、船体结构中，焊接接头不仅是重要的连接元件，而且与所连接的部件共同承受工作压力、载荷、温度和化学腐蚀。

为此，焊接接头已成为整个金属结构不可分割的组成部分，它对结构运行的可靠性和使用寿命起着决定性的影响。

焊接接头的设计除了考虑焊接接头与母材金属的强度和塑性外，焊接接头的设计主要还包括如下内容：1、确定焊接接头的形式和位置在手工电弧焊中，由于焊件的厚度、结构的形状及使用条件不同，其接头形式及坡口形式也不相同。

根据国家标准GB985—88《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》的规定，焊接接头的基本形式可分为四种：（见图焊接接头形式A）对接接头：两焊件端面相对平行的接头称为对接接头，它是在焊接结构中采用最多的一种接头形式。

T形接头：一焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角的接头，称为T形接头。

角接接头：两焊件端面间构成大于30度，小于135度夹角的接头，称为角接头。

搭接接头：两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。

有时焊接结构中还有其他类型的接头形式，（见图焊接接头形式B）如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。

焊接接头的形式：主要取决于焊件的结构形状和板厚。

焊接接头的位置：应布置在便于组装、焊接和检查（包括无损检测）的部位。

2、设计焊接接头的坡口形式和尺寸当确定了焊接接头的的形式后，还应设计焊接接头的坡口形式及尺寸：I形对接接头（不开坡口）当钢板厚度在6mm以下，一般不开坡口，采用I形对接接头，只留1~2mm的接缝间隙；V形坡口对接接头（见图V形坡口）当钢板厚度为7~40mm时，可采用V 形坡口，V形坡口分为V形坡口、钝边V形坡口、单边V形坡口、钝边单边V 形坡口四种，它的特点是加工容易，但焊后焊件易产生角变形。

焊接结构的基础知识

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1.1 焊接接头的基本知识
锯齿缝搭接接头如图1一7所示，这是单面搭接接头的一种形式。直缝单面搭接接头的强度和刚度比双面搭接低得多，所以只能用在受力很小的次要部位。对背面不能施焊的接头采用锯齿形焊缝搭接，有提高强度和刚度的作用。在背面施焊很困难时，这种接头是比较合理的。
3. T形(十字)接头 T形(十字)接头是将一件端面与另一件端面构成直角或近似直
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1.1 焊接接头的基本知识
的角焊缝是截面为直角等腰的，一般可用腰长K来表不其大小，通常称K为焊脚尺寸。
角焊缝是一种应用最广泛的焊缝，与对接焊缝相比较，在力学性能方面具有许多特点。以角焊缝构成的各种接头，其几何形状都有急剧的变化，力线的传递比对接焊缝复杂，焊缝的根部与趾部的应力集中，一般都比对接焊缝大。例如图1-13所示的十字接头，其力线的传递就是挠曲不直的，在八点和月点都有较大的应力集中。正面角焊缝的破断面往往与受力方向成200~300，但进行强度计算时，仍以与受力方向成25。的最小截面为计算断面，按切应力计算强度。试验证明，正面角焊缝的强度比侧面角焊缝高2000—3000;侧面角焊缝沿焊缝长度上的是随焊脚尺寸K的增加而成正比增加的。单位面积的强度当K=20 mm 时比KX10 mm时约降低2000，但其屈服强度并不降低，如图1一14所示。正面角焊缝的强度与其断面形状有关，如图1一15所示。其强度随0角
1.对接焊缝对接焊缝的焊接边缘可分为卷边、平对或加工成V形、X形、K形和U 形等坡口(图1—11}。各种坡口尺寸可根据国家统一标准(GB985-1980 和GB986—7 980或根据具体情况而定。
对接焊缝开坡口的根本目的是为了确保接头的质量及其经济性。坡口形式的选择主要取决于板材厚度、焊接方法和工艺过程。一般来说，必须考虑以下几个问题。

焊接工艺的焊接接头设计原则

焊接工艺的焊接接头设计原则焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于制造业领域。

焊接接头设计是焊接工艺中至关重要的一环，它直接影响到焊接接头的强度、可靠性和寿命。

本文将介绍焊接接头设计的原则，以帮助焊接工艺专业人员提高焊接质量。

一、选择合适的焊接方法在进行焊接接头设计时，首先要根据焊接对象的材料类型、厚度和形状选择合适的焊接方法。

常见的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊、电阻焊等。

不同的焊接方法适用于不同的材料和工件结构，选择合适的焊接方法可以提高焊接接头的强度和可靠性。

二、确定焊接接头的几何形状焊接接头的几何形状对于焊接接头的强度和寿命具有重要影响。

在设计焊接接头时，应根据焊接对象的应力条件和使用条件，合理确定焊接接头的几何形状。

一般情况下，焊接接头的几何形状可以选择为直角型、T型、搭接型等。

此外，还应考虑焊缝的长度和宽度，避免焊接接头出现应力集中和裂纹的问题。

三、保证焊接接头的质量焊接接头的质量直接影响到焊接接头的强度和可靠性。

在焊接接头设计过程中，应注意以下几点来保证焊接接头的质量：1. 选择合适的焊接材料和焊接电流。

焊接材料的选择应考虑其与焊接对象的相容性和强度。

焊接电流的选择应根据焊接材料和焊接接头的厚度来确定，过高或过低的焊接电流都会影响焊缝的质量。

2. 控制焊接温度和焊接速度。

焊接温度过高或焊接速度过快都会导致焊接缺陷的产生，应注意控制好焊接温度和焊接速度，确保焊接接头的质量。

3. 采取适当的焊接工艺措施。

在进行焊接接头设计时，应结合具体的焊接工艺要求，采取适当的焊接工艺措施，如预热、焊前清洁、后焊热处理等，以提高焊接接头的强度和可靠性。

四、考虑焊接接头的使用条件焊接接头在使用过程中会受到不同的力学和环境条件的影响，因此在焊接接头设计时需要考虑到这些使用条件。

具体来说，应根据焊接接头所在的工作环境、工作温度和工作负荷来选择合适的焊接材料和焊接方法，以确保焊接接头在使用过程中能够保持稳定的性能。

焊接接头、结构的设计和制造工艺2

例题2
如图所示吊耳，若在30°斜上方有10KN的载荷，试校验焊缝是否安全? （K=10mm，[σ’]=160Mpa，[τ’]=0.6[σ’]）
P1
P
30° P2
100
（3）T型接头静载强度计算公式---续
2) 极限状态设计法焊缝连接的计算
根据GB 50017－2003《钢结构设计规范》，对于对接焊缝、直角角焊缝、斜角角焊缝(图5-13)和对接与角接的组合焊缝(图5-12)等形式。焊缝应根据结构的重要性、载荷特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况选用是否熔透和不同质量等级。如承受疲劳构件的对接焊缝均应焊透且焊缝质量为I、Ⅱ级；虽不计疲劳，但要求与母材等强，也要求焊透，并应不低于Ⅱ级的焊缝质量；重级工作制的吊车梁、起重量 >50t的中级工作制的吊车梁，腹板与盖板间的角焊缝，要求开坡口焊透等。焊缝强度计算公式（表5-9）。
图5-14点焊、缝焊焊缝的基本符号及示意图 a) 点焊符号 b) 缝焊符号
图5-16 补充符号应用示意图 a ) 带垫板的V形焊缝 b) 工件三面带焊缝 c) 现场施焊周围焊缝
标准规定基本符号相对基准线的位置，以确切表示焊缝的位置：
• 焊缝在接头的箭头侧，图a，则将基本符号标在基准线的实线侧，图b； • 焊缝在接头非箭头侧，图c，则将基本符号标在基准线的虚线侧，图d； • 标注对称焊缝或双面焊缝，则可不加虚线，图e。
5.2 焊接生产工艺过程的设计
5.2.1 焊接生产及其工艺过程设计的内容、步骤与方法 1．焊接生产及其组成部分
焊接生产过程由材料入库开始，在此阶段要先进行材料的复验，包括力学性能复验和化学成分分析，有些产品还要求对钢板进行探伤检查。接着进行装焊前的零件加工，包括矫正、划线、号料、下料(机械加工和热切割)、成形(冲压成形和卷板弯曲成形)等。该工序完成后，则可将加工好的零件存入中间仓库。然后进行零件或部件的装配和焊接。最后制成的焊接结构经过修整后，进行涂饰(包括清除焊渣及氯化皮的喷丸处理、钝化处理和喷漆等)。焊接生产过程可以归结为由制造焊接结构的材料(包括基本金属材料和各种辅助、填充材料，外购毛坯和零件等)，经设备(材料准备设备、装配焊接设备等)加工制成产品的过程。

焊接接头的设计

焊接接头的设计一、焊接接头焊接结构是由许多部件、元件、零件用焊接方法连接而成的，因此焊接接头的性能质量好坏直接与焊接结构的性能和安全性、可靠性有关。

多年来焊接工程界对焊接接头进行了广泛的试验研究，这对于提高焊接结构的性能和可靠性，扩大焊接结构的应用范围起了很大作用。

(1)焊接接头的基本类型用主要的焊接方法如熔焊、压焊和钎焊都可制成焊接结构，用这些焊接方法连接金属结构形成不可拆的连接接头—焊接接头，分别形成熔焊接头、压焊接头和钎焊接头，从而构成焊接结构。

但应用最广泛的是熔焊，这里重点介绍熔焊接头。

1)熔焊接头：熔焊接头由焊缝金属、熔合线、热影响区和母材所组成。

而焊缝金属是填充材料和部分母材熔化后凝固而成的铸造组织。

熔焊接头各部分的组织是不均匀的，性能上也存在差异。

这是由于以上四个区域化学成分和金相组织不同，并且接头处往往改变了构件原来的截面和形状，出现不连续，甚至有缺陷，形成不同程度的应力集中，还有焊接残余应力和变形，大的刚度等都对接头的性能有影响，结果使接头不仅力学性能不均匀，而且物理化学性能也存在差异。

为保证焊接结构可靠地工作，希望焊接接头具有与母材相同的力学性能，有些情况下还希望获得相同的物理和化学性能，如导电、导磁、抗腐蚀性能和相同的光泽和颜色等。

就焊缝金属而言，往往形成柱状晶铸造组织，一般较母材的强度高且硬，而韧性下降。

对于高强度钢，采用适当的工艺措施，如预热、缓冷或采用合适的热输人也可获得要求性能的焊缝金属。

一般来说，焊缝金属强度相对母材强度可能要高或低，前者称为高匹配，后者称为低匹配。

宽度不大的热影响区，由于焊接温度场梯度大，各点的热循环大不相同，造成了组织和性能的不同。

这种差别和被焊金属的组织成分、焊接热输人有关。

特别要指出的是经过焊接热循环后发生的“动应变时效”(热应变时效)会使接头性能恶化。

将钢材、铝材等经预应变后，会产生变脆的“时效”现象，这种预应变及时效都是在低温(室温)下发生的，通常称为“静应变时效”。

钎焊接头的构成过程

钎焊接头的构成过程
1.准备工作：在进行钎焊接头之前，需要准备好所需的工具和材料，
包括各种规格的钎焊材料、气焊设备、钢丝刷、砂纸、洗涤剂、布料等。

2.清洁表面：钎焊接头的成功与否与焊接前的表面清洁程度有很大关系。

首先，使用钢丝刷或砂纸将接头表面的氧化皮和杂质清除干净。

然后，用洗涤剂清洗接头表面，确保表面干净无尘。

3.涂覆草酸和钎剂：涂覆草酸和钎剂有助于增强钎焊接头的可靠性。

草酸能去除金属表面的氧化皮，使钎焊能够更好地连接；钎剂能降低钎焊
温度，防止氧化。

使用刷子将草酸均匀地涂在接头表面，然后再使用刷子
涂覆钎剂。

4.加热和钎焊：将气焊设备预热至适宜的温度。

将火焰置于接头附近，沿着接头的长度均匀移动，逐渐加热接头。

在开始加热之前，要先预热接
头的基材，然后再移动火焰。

一旦接头达到合适的温度，就可以开始钎焊了。

将钎焊材料放在接头上，让其融化并填充到接头之间。

确保钎焊材料
在接头周围均匀分布，并充分填充接头间隙。

5.冷却和清洁：待钎焊过程完成后，将接头冷却到室温。

冷却过程中
不可急于处理接头，以免引起热裂纹。

冷却完成后，用布料擦拭钎焊接头，清洁残留的焊渣和钎剂。

需要注意的是，在进行钎焊接头之前，需要根据具体材料的性质选择
适当的钎焊材料，并确保选用的材料与被接材料相容，并且钎焊接头所需
的温度低于被接材料的熔点，以防止材料烧损或熔化。

此外，在进行钎焊
接头时应遵循相应的安全操作规程，如佩戴防护眼镜和手套，确保自身安全。

焊接结构设计与制造作业指导书

焊接结构设计与制造作业指导书第1章焊接结构设计基础 (4)1.1 焊接工艺概述 (4)1.1.1 焊接基本概念 (4)1.1.2 焊接分类 (4)1.1.3 焊接工艺流程 (4)1.2 焊接材料与设备选择 (4)1.2.1 焊接材料 (4)1.2.2 焊接设备 (4)1.3 焊接接头设计 (4)1.3.1 焊接接头类型 (5)1.3.2 焊接接头设计原则 (5)1.3.3 焊接接头设计要点 (5)第2章焊接结构材料 (5)2.1 常用焊接材料功能及选用 (5)2.1.1 焊条 (5)2.1.2 焊丝 (5)2.1.3 焊剂 (5)2.2 焊接材料的热处理 (6)2.2.1 焊后热处理 (6)2.2.2 预热处理 (6)2.2.3 焊接过程中的热处理 (6)2.3 焊接材料的储存与保管 (6)2.3.1 焊接材料的储存 (6)2.3.2 焊接材料的保管 (6)2.3.3 焊接材料的有效期 (6)第3章焊接接头设计要求 (6)3.1 焊接接头类型及特点 (6)3.1.1 对接接头 (6)3.1.2 角接接头 (7)3.1.3 搭接接头 (7)3.1.4 T型接头 (7)3.2 焊接接头设计原则 (7)3.2.1 保证焊接接头强度 (7)3.2.2 减小应力集中 (7)3.2.3 便于施焊和检验 (7)3.2.4 符合经济性原则 (7)3.3 焊接接头应力集中分析 (7)3.3.1 焊接接头应力集中的原因 (7)3.3.2 焊接接头应力集中的影响 (7)3.3.3 焊接接头应力集中控制措施 (7)第4章焊接工艺参数选择 (8)4.1.1 焊接方法选择 (8)4.1.2 焊接工艺参数 (8)4.2 焊接工艺评定 (8)4.2.1 焊接工艺评定目的 (8)4.2.2 焊接工艺评定内容 (8)4.2.3 焊接工艺评定方法 (8)4.3 焊接工艺规程制定 (9)4.3.1 焊接工艺规程内容 (9)4.3.2 焊接工艺规程制定原则 (9)4.3.3 焊接工艺规程的实施与监督 (9)第5章焊接结构制造工艺 (9)5.1 焊前准备 (9)5.1.1 材料检验 (9)5.1.2 材料预处理 (9)5.1.3 焊接工艺评定 (9)5.1.4 焊接工装及设备准备 (10)5.2 焊接过程控制 (10)5.2.1 焊接方法选择 (10)5.2.2 焊接参数控制 (10)5.2.3 焊接操作规范 (10)5.2.4 焊接质量检验 (10)5.3 焊后处理 (10)5.3.1 焊接应力消除 (10)5.3.2 焊缝清理 (10)5.3.3 尺寸检查 (10)5.3.4 表面处理 (11)第6章焊接应力与变形控制 (11)6.1 焊接应力与变形的产生 (11)6.1.1 焊接过程中的热输入 (11)6.1.2 材料性质的影响 (11)6.1.3 焊接顺序和焊接方法 (11)6.2 焊接应力与变形的控制方法 (11)6.2.1 焊接工艺参数的选择 (11)6.2.2 焊接顺序的优化 (11)6.2.3 预热和后处理 (11)6.2.4 焊接支撑和夹具的使用 (11)6.3 焊接残余应力消除与调整 (11)6.3.1 焊后热处理 (11)6.3.2 机械消除应力 (11)6.3.3 激光消除应力 (12)6.3.4 焊接残余应力的检测与评估 (12)第7章焊接结构检验 (12)7.1 焊接缺陷及成因 (12)7.1.2 成因分析 (12)7.2 焊接检验方法 (12)7.2.1 外观检验 (12)7.2.2 无损检测 (12)7.2.3 力学功能检测 (12)7.2.4 金相检验 (12)7.3 焊接检验程序及标准 (12)7.3.1 检验程序 (12)7.3.2 检验标准 (13)7.3.3 检验记录与报告 (13)第8章焊接结构疲劳设计 (13)8.1 焊接结构疲劳概述 (13)8.2 焊接结构疲劳设计方法 (13)8.2.1 疲劳设计原则 (13)8.2.2 疲劳设计方法 (13)8.3 焊接结构疲劳寿命评估 (13)8.3.1 疲劳寿命评估方法 (14)8.3.2 疲劳寿命评估步骤 (14)第9章焊接结构断裂控制 (14)9.1 焊接结构的断裂模式 (14)9.1.1 脆性断裂 (14)9.1.2 韧性断裂 (14)9.1.3 疲劳断裂 (14)9.1.4 气孔和夹杂物导致的断裂 (15)9.2 断裂控制方法 (15)9.2.1 材料选择 (15)9.2.2 焊接工艺优化 (15)9.2.3 焊接结构设计改进 (15)9.2.4 预防措施 (15)9.3 焊接结构安全评定 (15)9.3.1 安全评定方法 (15)9.3.2 安全评定标准 (15)9.3.3 安全评定程序 (15)9.3.4 案例分析 (15)第10章焊接结构典型应用案例 (15)10.1 桥梁焊接结构设计与制造 (15)10.1.1 案例概述 (16)10.1.2 结构设计 (16)10.1.3 制造过程 (16)10.2 船舶焊接结构设计与制造 (16)10.2.1 案例概述 (16)10.2.2 结构设计 (16)10.2.3 制造过程 (16)10.3 压力容器焊接结构设计与制造 (17)10.3.1 案例概述 (17)10.3.2 结构设计 (17)10.3.3 制造过程 (17)10.4 电站焊接结构设计与制造 (17)10.4.1 案例概述 (17)10.4.2 结构设计 (17)10.4.3 制造过程 (17)第1章焊接结构设计基础1.1 焊接工艺概述1.1.1 焊接基本概念焊接作为一种永久性连接金属的方法，是通过加热或加热与压力相结合的方式，使金属材料局部熔化并形成连接的过程。

焊接接头的设计与工艺2015.3

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2、焊缝接头形式
2.4 角焊缝角焊缝是焊接结构中应用最多的一种接头形式。我国机械行业在设计焊接结构时，一般采用焊缝尺寸的经验公式，当焊缝与母材等强时，角焊缝焊脚等于钢板厚度的 3/4，Z=3/4t。如果被焊的两块钢板厚度不同，则t等于较薄板的厚度。当按刚度设计时，构件的应力通常是相当低的，经验做法是焊脚尺寸约为按强度设计所需的1/3～1/2，即 Z=1/4～3/8t。
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3、焊接结构设计
上述标准的局限性
在工程应用中，如果待评估的焊接接头的几何形状及外载荷模式与这些标准中提供的不同时具有一致性，即难于“对号入座”，那么，评估结果将因人而异，失去一致性。事实上，这种情况是经常发生的：（1）实际结构的载荷远比实验室疲劳试验机上的载荷复杂，即载荷的多样性；（2）实际结构上焊接接头的几何形状远比疲劳试验样件的几何复杂，及几何的多样性；（3）在计算疲劳寿命时，上述标准需要的名义应力是不存在的；（4）如果用有限元手段计算应力由于计算结果对有限元网格的大小很敏感，计算结果也将因人而异。
3、焊接结构设计 3.3疲劳失效的因素焊接结构日益广泛，而在设计和制造过程中人为盲目追求结构的低成本、轻量化，导致焊接结构的设计载荷越来越大；
3、焊接结构设计 3.3疲劳失效的因素结构有往高速重载方向发展的趋势，对焊接结构承受动载能力的要求越来越高，而对焊接结构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。
2
R
3 1.
焊缝根部
4.49
焊趾位置
2.57
焊缝根部
3.73
3
焊趾位置 2.71
3、焊接结构设计从上表中1、2的对比可以清晰的看出改变焊缝的形状对根部应力集中的改善作用很小，但是对焊趾部位的应力集中却有明显的改善。这是应为随着焊缝形状的改变，圆滑了焊缝与母材的过渡形式，使力线的扭矩减小，从而减小了应力集中。

焊接接头--技术规范

焊接接头的设计中对焊缝质量的要求、焊缝尺寸大小、焊缝位置、工件厚度、几何尺寸、施工条件等不同，决定了在选择焊接方法和制定工艺时的多样性。合理的焊接接头设计与选择不仅能保证钢结构的焊缝和整体的强度，还可以简化生产工艺，节省制造成本。
设计和选择焊接接头的主要因素：
（1）保证焊接接头满足使用要求；
（7）焊接接头便于检验；
（8）焊接前的准备和焊接所需费用低；
（9）对角焊缝不宜选择和设计过大的焊角尺寸，试验证明，大尺寸角焊缝的单位面积承载能力较低等。
二、焊缝的基本形式焊缝：焊件经焊接后所形成的结合部分。分类： 1、按空间位置可分为：平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰
焊缝； 2、按结合方式可分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝； 3、按焊缝断续情况可分为：连续焊缝、断续焊缝； 4、按承载方式可分为：工作焊缝、联系焊缝。
（2）接头形式能保证选择的焊接方法正常施焊；
（3）接头形式应尽量简单，尽量采用平焊和自动焊焊接方法，少采用仰焊和立焊，且最大应力尽量不设在焊缝上；
（4）焊接工艺能保证焊接接头在设计温度和腐蚀介质中正常工作；
（5）焊接变形和应力小，能满足施工要求所需的技术、人员和设备的条件；
（6）尽量使焊缝设计成联系焊缝；
（5）虚基准线可以画在实基准线的上侧或下侧；
（6）基准线一般应与图样的底边相平行，但在特殊条件下亦可与底边相垂直；
（7）如果焊缝和箭头线在接头的同一侧，则将焊缝基本符号标注在实基准线侧；相反，如果焊缝和箭头线不在接头的同一侧，则将焊缝基本符号标注在虚基准线侧。
必要时焊缝基本符号可附带有尺寸符号及数据。
一般情况下，焊条电弧焊焊接6mm厚度的焊件和自动焊焊接14mm以下厚度的焊件时，可以不开坡口就可以得到合格的焊缝，但板间要留有一定的间隙，以保证熔敷金属填满熔池，确保焊透。

焊接结构生产流程和工艺方法

焊接结构生产流程和工艺方法焊接结构生产的工艺过程，根据产品的技术要求、形状和尺寸的差异而有所不同，并巨工厂中现有的设备条件和生产技术管理水平对产品工艺过程的制订也有一定的影响。

但从总体分析，按照工艺过程中各工序的内容以及相互之间的关系，各工艺过程都有着大致相同的生产流程，如图1所示。

图1.焊接结构生产流程1、生产组织与准备生产组织与准备工作对生产效率和产品质量的提高起着基本保证作用，它包括以下几方面的内容：（1）技术准备焊接结构生产的准备工作是整个制造工艺过程的开始。

它包括了解生产任务，审查（重点是工艺性审查）并熟悉结构图样，了解产品技术要求，在进行工艺分析的基础上，制定全部产品的工艺流程，进行工艺评定，编制工艺规程及全部工艺文件、质量保证文件，订购金属材料和辅料，编制用工计划（以便着手进行人员调整与培训）、能源需用计划（包括动力、水、压缩空气等），根据需要定购或自行设计，制造、装配焊接设备和装备，根据工艺流程的要求，对生产面积进行调整和建设等。

生产的准备工作很重要，做得越细致，越完善，未来组织生产就越顺利，生产效率越高，质量越好。

（2）物质准备根据产品加工和生产工艺要求，订购原材料、焊接材料以及其他辅助材料，并对生产中的焊接工艺设备、其他生产设备和工装夹具、量具进行调配、购置、设计、制造或维修。

材料库的主要任务是材料的保管和发放，它对材料进行分类、储存和保管并按规定发放。

材料库主要有两种，一是金属材料库，主要存放保管钢材；二是焊接材料库，主要存放焊丝、焊剂和焊条。

2、备料加工备料加工是指钢材的焊前加工过程，即对制造焊接结构的钢材按照工艺要求进行的一系列加工。

备料加工一般包括以下内容：（1）原材料准备将钢材（板材、型材或管材）进行验收、分类储存、发放。

发放钢材应严格按生产计划提出的材料规格与需要量执行。

（2）材料预处理其目的是为基本元件的加工提供合格的原材料，包括钢材的矫平、矫直、除锈、表面防护处理、预落料等工序。

焊接接头的设计

图5-3 直角焊缝的截面形状
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③ T形接头强度的计算：
图5-7，T形（十字）接头可由角焊缝构成 (图a)，这种接头会产生应力集中；也可由对接焊缝，如开K形坡口(图b)焊缝构成，后者应力集中要小得多。
表5-8所列包括两种焊缝的强度计算。可以看出，角焊缝的强度计算与搭接角焊缝的强度计算是一样的，而后者又和对接焊
6) 充分考虑制造厂的条件，提高设计接头的工艺性。如：使焊接结构的接头种类少，采用的焊接方法种类少，接头尺寸单一；施工时的可达性好（包括焊接时的可达性、焊接完成后的可检验性）；施焊性好等等。
7) 计算接头时不考虑应力分布不均及焊接残余应力，下面还要介绍到这种计算是作了一些假定和简化。对于工作条件苛刻，如在低温或动载下或接头刚度大的场合，则要适当考虑这些因素。而对于在腐蚀环境下工作的焊接结构的接头，接头的细节设计也需要特殊考虑（见第4章）。
例题2
如图所示吊耳，若在30°斜上方有10KN的载荷，试校验焊缝是否安全? （K=10mm，[σ’]=160Mpa，[τ’]=0.6[σ’]）
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② 搭接接头强度的计算：
图5-10为搭接接头及受力情况。
搭接接头都是角焊缝组成的，其强度计算主要是计算角焊缝的强度。（对接接头强度计算主要是验算对接焊缝的强度）
图5-10 角(塞)焊缝构成的搭接接头及其受力 a)、b)、c) 分别为正面、侧面、联合搭接，均承受拉(压)力 d)、e)、f) 分别为正面、侧面、联台搭接，均承受面内弯矩 g)、h) 分别为塞焊和电铆焊搭接接头，均承受拉(压)力
在搭接接头中，正面角焊缝的刚度大于侧面角焊缝，实际强度也大，所以具有正、侧面角焊缝的联合搭接角焊缝中的应力分布不均，侧面角焊缝沿焊缝长度方向的应力分布也不均，故对重要的结构、变形能力差的接头要注意。

焊接接头设计的工艺性研究

焊接接头设计的工艺性研究【摘要】焊接接头设计应考虑的因素很多，其中工艺性是主要因素，接头设计的工艺性主要包括接头焊接的可达性，接头检测的可达性及接头形式与坡口类型选用等内容，本文作者就从这三个方面分别对接接头设计的工艺性进行了探讨，并就如何提高焊接强度质量的具体工艺方法进行了简单的介绍。

【关键词】焊接接头设计可达性工艺性中图分类号： v229+.8 文献标识码： a 文章编号：引言焊接接头设计的工艺性，是指设计的焊接接头在具体的生产条件下(一定的焊接方法、焊接工艺)，能否以优的质量、高的效率、低的消耗、少的成本制造出来的可行性，具体包括接头焊接的可达性，接头检测的可达性，接头形式与坡口类型（下图1反应了几种常见的焊接接头和坡口形式）等内容。

笔者长期从事焊接结构工艺设计工作，积累了较丰富的经验。

下面笔者结合自己多年的工作经验就焊接接头设计的工艺性加以探讨。

图1 t形接头和角接接头1 接头焊接可达性接头焊接的可达性就是焊接接头的可焊到性、可施焊性。

即保证每条焊缝都能方便施焊，保证焊工都能清楚地观察到接缝，保证焊条、焊丝、焊枪或机械手都能方便地到达欲焊部位。

这就要求设计的焊接接头在焊接结构中应具有足够的空间，以保证焊缝周围有供焊工自由操作的空间和焊接装置正常运行的条件。

影响接头焊接可达性的因素主要有接头在构件中的空间大小、构件相交角度及焊缝位置等。

1.1接头在构件中的空间大小接头在构件中的空间大小影响接头焊接的可达性。

如图1所示结构，就必须考虑两块平行板的间距和高度。

图1(a)焊条电弧焊焊接t形接头内侧角焊缝时，由于平行板的间距过小或高度过高，操作空间太小焊条无法伸入操作，接头焊接可达性差。

如将t形接头改成图1(b)所示的单面坡口角焊缝，就可解决可达性问题；如结构的刚度较大，适当放宽平行板的间距(图1(c))或降低平行板的高度(图1(d))，也可使焊条能伸人t形接头内施焊。

图1接头在构件中的空间大小图2为带垫板的对接接头示意图，这是许多小筒体纵、环焊缝采用的接头形式之一。

焊接结构学

焊接结构学焊接作为一种重要的连接工艺，在制造业和工程领域得到了广泛应用。

焊接结构学的相关知识涵盖了焊接理论基础、焊接冶金与材料、焊接接头设计与优化、焊接制造工艺与设备、焊接结构的力学行为、焊接结构的无损检测与质量保证以及焊接结构的失效分析与预防等方面。

1.焊接理论基础焊接是通过加热或加压的方式将金属或其他材料连接在一起的过程。

焊接理论基础主要研究焊接的物理和化学过程，包括焊缝的形成机理、金属的加热和冷却原理等。

2.焊接冶金与材料焊接冶金涉及到金属熔化、凝固和结晶的过程，而焊接材料则包括母材、焊丝、焊剂等。

选择合适的焊接材料和冶金工艺对于保证焊接质量和可靠性至关重要。

3.焊接接头设计与优化焊接接头是焊接结构中的关键部分，其设计需考虑连接方式、强度和稳定性等因素。

优化焊接接头设计可以提高焊接结构的承载能力，避免应力集中和薄弱环节的产生。

4.焊接制造工艺与设备焊接制造工艺包括焊接电流、电压、速度等参数的设定，以及坡口制备、定位、施焊等步骤的实施。

焊接设备包括手工电弧焊机、气体保护焊机、激光焊机等。

选择适当的焊接工艺和设备对于提高焊接质量和效率至关重要。

5.焊接结构的力学行为焊接结构的力学行为涉及到变形、残余应力、疲劳强度等方面。

力学行为的研究有助于了解焊接结构的性能，并为结构设计和优化提供依据。

6.焊接结构的无损检测与质量保证无损检测方法如射线检测、超声波检测等可用于检测焊接结构中的缺陷和损伤。

质量保证措施包括工艺控制、质量检验等环节，以确保焊接结构的完整性和安全性。

7.焊接结构的失效分析与预防焊接结构在服役过程中可能出现失效情况，如腐蚀、磨损和变形等。

失效分析可以对失效原因进行诊断，提出预防措施，从而延长焊接结构的使用寿命。

总之，焊接结构学涉及多个领域和过程，从理论基础到失效分析，每个环节都关系到焊接结构的性能和可靠性。

不断深入研究和改进焊接技术，有助于提高制造产业的发展水平，为社会和经济发展带来更多机遇和价值。

焊接零件的工艺流程

焊接零件的工艺流程
焊接零件的工艺流程：
①设计与工程分析：根据零件的使用环境、载荷、材料选择等，设计零件的几何形状和尺寸，进行应力分析和焊接接头设计。

②材料选择：根据设计要求选择合适的焊接材料，包括母材、填充材料（焊丝、焊条）、保护气体等。

③焊前准备：对零件进行清理，去除表面的油污、锈蚀和氧化皮，确保焊接区域干净。

④工装夹具准备：根据零件的形状和尺寸，设计并制造或选择合适的工装夹具，确保零件在焊接过程中的正确定位和固定。

⑤下料与预处理：将材料按照设计图纸进行切割，形成所需形状，并对边缘进行打磨处理，准备焊接坡口。

⑥组装与定位：将零件按照设计要求进行组装，使用定位焊固定，确保焊接前的位置准确。

⑦焊接参数设定：根据材料和设计要求，设定焊接电流、电压、速度、气体流量等参数。

⑧焊接操作：按照预定的焊接顺序和工艺，使用选定的焊接方法进行焊接，如TIG、MIG、SMAW等。

⑨焊后清理：去除焊接飞溅、焊渣和其他杂质，对焊缝进行必要的修整。

⑩检验与测试：使用无损检测（NDT）方法如X射线、超声波、磁粉检测等，检查焊缝质量，确保没有裂纹、气孔等缺陷。

⑪热处理：根据需要，对焊接后的零件进行消除应力退火或正火等热处理，改善材料性能。

⑫精加工：对焊接后的零件进行机械加工，如铣削、车削、钻孔等，达到设计图纸的精度要求。

⑬最终检验：对完成所有加工步骤的零件进行全面的质量检验，确保其符合设计标准和客户要求。

⑭包装与交付：将检验合格的焊接零件进行适当的包装，防止运输过程中的损伤，并交付给客户。

接头结构及接头结构的制造方法

接头结构及接头结构的制造方法一、引言接头结构是工程中常用的连接部件，用于连接两个或更多部分，使其形成一个整体。

接头结构的设计和制造对于工程的稳定性和可靠性至关重要。

本文将介绍接头结构的定义、分类以及常用的制造方法。

二、接头结构的定义接头结构是指用于连接不同部分的构件。

它可以分为刚性接头结构和非刚性接头结构两种类型。

刚性接头结构在连接部位具有较高的强度和刚度，适用于要求较大承载能力和稳定性的工程。

非刚性接头结构则具有更好的可伸缩性和可变形性，适用于要求连接部位能承受一定变形的工程。

三、接头结构的分类根据接头的形式和材料，接头结构可以分为以下几种类型：1. 机械接头结构：通过螺纹、销钉、螺栓等机械连接件将两个部分连接在一起。

机械接头结构的制造过程相对简单，常用于较小的工程项目。

2. 焊接接头结构：通过焊接技术将两个部分永久连接在一起。

焊接接头结构的制造方法多样，包括手工焊接、自动化焊接以及激光焊接等。

焊接接头结构具有较高的强度和稳定性，适用于大型工程项目。

3. 粘接接头结构：通过粘合剂将两个部分连接在一起。

粘接接头结构的制造过程简单，适用于要求连接部位不产生热变形的工程。

4. 搭接接头结构：通过在接头处设计搭接面，将两个部分连接在一起。

搭接接头结构的制造方法简单，适用于要求连接部位能承受一定变形的工程。

四、接头结构的制造方法根据不同的接头结构类型，制造方法有所差异。

以下是常用的接头结构制造方法：1. 机械接头结构的制造方法：按照设计要求，选择合适的机械连接件，并采用相应的加工工艺将其连接在合适的位置。

常见的加工工艺包括钻孔、螺纹加工等。

2. 焊接接头结构的制造方法：根据焊接类型和材料特性，选择合适的焊接工艺和设备进行焊接。

常见的焊接工艺包括氩弧焊、电弧焊以及激光焊等。

3. 粘接接头结构的制造方法：选择合适的粘合剂，根据接头材料的特性进行粘接。

常见的粘合剂包括环氧树脂、胶水等。

4. 搭接接头结构的制造方法：根据设计要求，通过加工将接头部位搭接在一起。