焊接结构的工艺性
焊件选材原则与结构工艺性
定义： 即对焊接结构件材料的选择。
一、焊件的选材原则
1.在满足使用性能要求的前提下，首先选择 焊接性较好的材料。
优先选用低碳钢、普通低合金钢（价低、工 艺简单、可焊性好）
低合金高强度钢（强度高，焊接性好、加 工性好，减轻材料重量）
一、焊件的选材原则
2.考虑辅助工艺的可行性 中高碳钢、屈服强度σs＞400MPa的合金结 构钢： ωc高，焊接性差，焊前预热，焊后 缓冷，以减小因其塑、韧性不好而产生开 裂的倾向。 考虑实际生产中有无预热和缓冷的条件。
表4.7 焊条电弧焊常用焊缝坡口形式与标注方法
二、焊件的结构工艺性
厚薄板的对接过渡 厚薄差异较大的材料焊接时，截面变化突 然，易产生应力集中，且两者受力不均，易 产生各种焊接缺陷。 斜坡过渡，使对接处的板厚基本一致。对 接接头过渡形式分为单面斜边和双面斜边两 种。附图2
三、焊接方法的选择
考虑因素： 产品的结构尺寸、形状、材料的焊接
性、各种焊接方法的适用范围、焊接接头 的质量，实际的生产条件，技术水平等。 目标：最经济、最方便、生产效率高且焊 接接头质量好
三、焊接种焊接方法 薄板轻型结构，密封要求高：缝焊（eg:汽车
油箱） 若无电阻焊设备，则气焊、CO2气体 保护焊、焊条电弧焊、氩弧焊等 中等厚度工件：埋弧焊、 CO2气体保护焊、 焊条电弧焊等。长直焊缝或环形焊缝：埋弧焊 CO2气体保护焊：适应性很强的高效焊接方法
二、焊件的结构工艺性
定义：指焊接的结构对焊接工艺的适应性。 基本原则：在满足焊件工作要求的前提下，
力求使焊件结构便于焊接操作和有利于减 小焊接应力和变形。 考虑因素：焊缝布置、焊接的接头形式等
二、焊件的结构工艺性
焊缝的选择原则 1.尽量选择平焊。 焊缝类型：平焊、横焊、立焊、仰焊
焊接结构工艺性
焊接结构工艺性焊接结构工艺性——设计的焊接结构在满足使用性能要求的前提下，力求做到制造方便，生产率高，成本低、焊接质量好。
焊接结构工艺性主要包括以下几个方面：一、焊接结构材料的选择（一）焊件材料选择原则：焊接结构件在选材时，总的原则是在满足使用要求的前提下，选用焊接性能好的材料。
如低碳钢和低合金钢具有良好的的焊接性能，设计焊接结构件时应该尽量选用这一类材料。
另外，选择焊接结构件材料时还应该注意以下几个问题：①对不同部位选用不同强度和性能的材料时，要考虑其焊接性的差异，对焊接性较差的材料可采用焊前预热和焊后热处理等工艺措施。
②对焊接性能尚不明确的新材料，必须预先进行焊接性试验，根据试验结果制定焊接工艺方案，采取相应的工艺措施。
③焊接结构件应该尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材。
这样可以减少焊缝数量，简化焊接工艺，提高结构件的强度和刚度。
④形状复杂的结构件可以采用铸——焊、锻——焊、冲压——焊接等复合工艺制造。
（二）常用金属材料的焊接性能1、碳素结构钢和低合金结构钢的焊接性能1）低碳钢：焊接性能优良，可采用任何一种焊接方法进行焊接。
2）中碳钢：焊接性能中等，焊缝易产生热裂，热影响区易产生脆硬组织甚至冷裂。
3）高碳钢：焊接性能差。
因此，不应该选择高碳钢制造焊接结构件。
4）低合金结构钢：强度级别低的低合金结构钢焊接性好。
强度级别高的低合金结构钢焊接性较差。
焊接前应该预热，并应对焊接件和焊接材料严格清理和烘干，选用低氢型焊条，采用合理的焊接顺序。
2、铸铁的焊接性能：焊接性能差。
铸铁不宜作焊接结构材料，只进行修复性补焊。
3、常用有色金属及其合金的焊接性能（1）铜及铜合金：焊接性能比低碳钢差。
容易产生焊不透现象（导热系数大），焊接变形大（热膨胀系数大）。
（2）铝及铝合金：焊接性能比低碳钢差，与铜及铜合金的焊接性能相当。
极易氧化，使焊缝产生夹渣，容易形成氢气孔，热裂纹。
焊接材料的选用（对于焊条的选用）1）按等强度原则选择：如果焊接接头有等强度要求，应该选择焊条的抗拉强度等级等于或稍高于母材的抗拉强度等级。
焊接结构工艺性
• 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
焊接结构的装配与焊接工艺
第五章焊接结构的装配与焊接工艺装配与焊接是焊接结构生产过程中的核心，直接关系到焊接结构的质量和生产效率。
同一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方式、不同的焊接工艺、不同的装配—焊接顺序，也就会有不同的工艺过程。
本章重点介绍装配与焊接工艺方法。
第一节焊接结构的装配装配是将焊前加工好的零、部件，采用适当的工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部件或整个产品的工艺过程。
装配工序的工作量大，约占整体产品制造工作量的30％~40％，且装配的质量和顺序将直接影响焊接工艺、产品质量和劳动生产率。
所以，提高装配工作的效率和质量，对缩短产品制造周期、降低生产成本、保证产品质量等方面，都具有重要的意义。
一、装配方式的分类装配方式可按结构类型及生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点来分类。
1．按结构类型及生产批量的大小分类（1）单件小批量生产单件小批量生产的结构经常采用划线定位的装配方法。
该方法所用的工具、设备比较简单，一般是在装配台上进行。
划线法装配工作比较繁重，要获得较高的装配精度，要求装配工人必须具有熟练的操作技术。
（2）成批生产成批生产的结构通常在专用的胎架上进行装配。
胎架是一种专用的工艺装备，上面有定位器、夹紧器等，具体结构是根据焊接结构的形状特点设计的。
2．按工艺过程分类（1）由单独的零件逐步组装成结构对结构简单的产品，可以是一次装配完毕后进行焊接；当装配复杂构件时，大多数是装配与焊接交替进行。
（2）由部件组装成结构装配工作是将零件组装成部件后，再由部件组装成整个结构并进行焊接。
3．按装配工作地点分类（1）工件固定式装配装配工作在固定的工作位置上进行，这种装配方法一般用在重型焊接结构或产量不大的情况下。
（2）工件移动式装配工件沿一定的工作地点按工序流程进行装配，在工作地点上设有装配用的胎具和相应的工人。
这种装配方式在产量较大的流水线生产中应用广泛，但有时为了使用某种固定的专用设备，也常采用这种装配方式。
焊接工艺的特点及应用场合
焊接工艺的特点及应用场合焊接工艺是一种将金属或非金属材料通过熔接的方式连接在一起的加工方法。
焊接工艺具有以下特点：1. 热加工过程：焊接是一种热加工工艺，通过加热将焊接件的金属或非金属材料熔化，并在冷却过程中形成连接。
这种热加工过程使得焊接能够在连接处达到较高的强度。
2. 高效节能：焊接具有高效、节能的特点。
相较于其他连接方式，如螺栓连接、铆接等，焊接工艺不需要附加的连接材料，只需利用焊接材料将零部件连接在一起，既节省了材料，又减少了连接过程中的工艺步骤，提高了生产效率。
3. 结构简洁：焊接工艺连接的零部件结构简洁，外形美观。
焊接连接处的强度高，不易被外界力量破坏，因此焊接连接在工程结构和制造中应用广泛。
4. 应用范围广泛：焊接工艺既适用于金属材料的连接，也适用于非金属材料的连接。
在金属结构、建筑、汽车制造、船舶制造、航空航天等领域中，焊接工艺是最常用的连接工艺之一。
5. 工艺复杂度较高：焊接工艺的施工过程相对较为复杂，需要合理控制焊接参数、选用合适的焊接材料以及严格遵循焊接程序，否则会导致焊缝质量不达标。
因此，焊接工艺需要经过专门的培训和实践才能熟练掌握。
焊接工艺的应用场合主要包括以下几个方面：1. 金属结构制造：焊接工艺在金属结构的制造中被广泛应用，如建筑桥梁、厂房、钢结构等。
焊接能够将金属零部件牢固地连接在一起，提高结构的强度和稳定性。
2. 机械制造：焊接工艺在机械制造中应用广泛，如汽车制造、机械设备制造等。
通过焊接，可以将不同材料的零部件连接起来，形成复杂的机械系统。
3. 船舶制造：焊接工艺在船舶制造中具有重要的地位。
船体的焊接是整个船舶制造过程的重要环节，焊接质量的好坏直接关系到船舶的安全性、耐久性和性能。
4. 冶金工业：焊接工艺在冶金工业中被广泛应用，如钢铁冶炼、有色金属冶炼等。
通过焊接可以将金属材料精确无误地连接在一起，实现高效的冶金加工。
5. 航空航天：焊接工艺在航空航天领域中具有重要的应用价值。
《焊接结构》课程设计说明、课程内容
《焊接结构》课程设计说明一、课程基本信息课程名称：焊接结构学时：60授课对象：焊接专业学分：2课程性质：专业必修课二、课程定位《焊接结构》是焊接技术专业的一门主干专业课程，主要介绍焊接结构生产及现场管理方面的知识，要求具备一定的管理水平，又有较强的焊接结构现场生产实践性。
本课程采用“项目导向、任务驱动”理论实践一体化的教学方法，不单独开设实验课程，强调围绕企业生产为主，积累经验，学会在生产现场进行独立分析、创新设计各种焊接辅助设备，主要内容包括：引导项目：焊接结构（梁、柱、桁架、支架）的生产与管理，主导项目：焊接接头的质量控制（包括变形与应力控制）；焊接接头的结构设计；焊接结构件的装配、定位、检测、焊接的全过程；焊接工艺的审定；典型案例的分析等。
通过对焊接结构件的生产管理，学会钢结构类、承压类设备的焊接设计、焊接工艺思路与程序，注重焊前准备、焊接过程控制、焊后检测等环节，生产中体现各种准备要素（包括相应文件资料），焊接结构生产的装配与焊接之间的关系，保证学生的实际动手能力三、课程设计1.能力目标（1）熟悉焊接结构课程的主题框架（2）能对焊缝、焊接接头的各种类型进行优势比较（3）熟悉焊接梁、柱、桁架等结构件的生产流程（4）熟悉焊接生产中注意的问题（焊接应力与变形）进行分析与控制（5）熟悉焊接结构件生产的装配、定位、检测要求（6）熟悉焊接工艺性审查的主要内容2、知识目标（1）熟悉各种焊接接头、基本符号、各种焊缝特点的基本知识（2）掌握焊接结构生产的工作流程与步骤（3）掌握控制焊接应力与变形的方法，了解形成的主要原因（4）熟悉焊接结构件装配、定位器的使用3、态度目标（1）具有勤奋学习的态度，良好的职业道德和爱岗敬业精神（2）具有认真、严谨、耐心、细致的工作作风4、工作目标能进行焊接生产项目的管理，利用各种知识形成体系，具备生产中设计简单夹具、定位机构、旋转机构的能力，对各种焊缝、焊接接头的布局能严格按照工艺要求进行合理的装配—焊接的顺序选择，熟悉承压类设备焊缝的代码编号，焊接工艺编码语言，能根据焊接装配图纸掌握焊缝、焊接位置的全局关系。
第四节 焊接件的结构工艺性
第四节焊接件的结构工艺性结构工艺性：指在一定的生产规模条件下，如何选择零件加工和装配的最佳工艺方案，因而焊接件的结构工艺性是焊接结构设计和生产中一个比较重要的问题，是经济原则在焊接结构生产中的具体体现。
在焊接结构的生产制造中，除考虑使用性能之外，还应考虑制造时焊接工艺的特点及要求，才能保证在较高的生产率和较低的成本下，获得符合设计要求的产品质量。
焊接件的结构工艺性应考虑到各条焊缝的可焊到性、焊缝质量的保证，焊接工作量、焊接变形的控制、材料的合理应用、焊后热处理等因素，具体主要表现在焊缝的布置、焊接接头和坡口形式等几个方面。
一、焊缝布置焊缝位置对焊接接头的质量、焊接应力和变形以及焊接生产率均有较大影响，因此在布置焊缝时，应考虑以下几个方面。
1．焊缝位置应便于施焊，有利于保证焊缝质量焊缝可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝和仰焊缝四种型式，如图3-32所示。
其中施焊操作最方便、焊接质量最容易保证的是平焊缝，因此在布置焊缝时应尽量使焊缝能在水平位置进行焊接。
图3-32 焊缝的空间位置a)平焊 b)横焊 c)立焊 d)仰焊除焊缝空间位置外，还应考虑各种焊接方法所需要的施焊操作空间。
图3-33所示为考虑手工电弧焊施焊空间时，对焊缝的布置要求；图3-34所示为考虑点焊或缝焊施焊空间（电极位置）时的焊缝布置要求。
图3-33 手工电弧焊对操作空间的要求a）合理 b）不合理图3-34 电阻点焊和缝焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理另外，还应注意焊接过程中对熔化金属的保护情况。
气体保护焊时，要考虑气体的保护作用，如图3-35所示。
埋弧焊时，要考虑接头处有利于熔渣形成封闭空间，如图3-36所示。
图3-35 气体保护电弧焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理图3-36 埋弧焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理2．焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形通过合理布置焊缝来减小焊接应力和变形主要有以下途径：（1）尽量减少焊缝数量采用型材、管材、冲压件、锻件和铸钢件等作为被焊材料。
焊接件结构工艺性
材料力学性能
考虑材料的强度、韧性、耐腐蚀 性等性能，以满足焊接件的使用
要求。
材料可加工性
考虑材料的可焊性、切割性、弯 曲和矫直等加工性能，以确保焊
接件制造的可行性。
焊接件结构设计优化
减少焊接变形
通过合理的焊缝布置和焊接顺序，降低焊接变形量，提高焊接件 的几何精度。
优化接头形式
根据材料特性和使用要求，选择合适的接头形式，如对接、角接、 搭接等，以提高焊接质量和效率。
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船舶焊接件的结构应便于焊接 操作，减少焊接难度和焊接变 形。
船舶焊接件的结构应有利于提 高焊接质量和效率，减少焊缝 数量和长度。
案例三：压力容器焊接件结构工艺性分析
压力容器焊接件的结构应满足压 力容器的强度、刚度和稳定性要 求，保证压力容器的安全性和可
靠性。
压力容器焊接件的结构应便于焊 接操作，减少焊接难度和焊接变
提高焊接人员技能水平
培训教育
定期开展焊接技能培训 和教育活动，提高焊接 人员的技能水平。
技能认证
实行焊接人员技能认证 制度，确保焊接人员具 备相应的技能水平。
激励机制
建立有效的激励机制， 鼓励焊接人员不断提高 技能水平和工作效率。
05 焊接件结构工艺性案例分 析
案例一：汽车底盘焊接件结构工艺性分析
04 焊接件结构工艺性改进措 施
优化焊接工艺流程
减少焊接工序
通过优化工艺流程，减少不必要的焊接工序，降低生产成本和提高 生产效率。
标准化焊接工艺
制定标准化的焊接工艺流程，确保焊接质量稳定，提高焊接件的可 靠性。
引入先进的焊接工艺
不断探索和采用先进的焊接工艺，如激光焊接、电子束焊接等，提高 焊接质量和效率。
焊接结构工艺性审查
第四章焊接结构工艺性审查为了提高设计产品的工艺性，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，在首次生产前均需进行结构工艺性审查。
本章主要介绍结构工艺性审查的目的、步骤、内容及结构工艺性分析。
第一节焊接结构工艺性审查的目的与步骤一、结构工艺性审查概念及审查的目的焊接结构的工艺性，是指所设计的焊接结构在具体的生产条件下能否经济地制造出来并采用最有效的工艺方法的可靠性。
焊接结构工艺性审查，是在满足产品设计使用要求的前提下分析其结构形式能否适应具体的生产工艺。
焊接结构是否经济合理，还与该产品的生产批量及生产厂家的设备条件有关。
如图4-2所示的三种管子弯头结构形式，每种形式的工艺性都只是适应一定的生产条件。
可见，审查焊接结构的工艺性主要目的是：保证产品结构设计的合理性，工艺的可行性，结构使用的可靠性和经济性。
二、焊接结构工艺性审查的步骤1．产品结构图审查对图样的基本要求：绘制的焊接结构图样，应符合机械制图国家标准中的有关规定。
图样应当齐全，除焊接结构的装配图外，还应有必要的部件图和零件图。
由于焊接结构一般都比较大，结构复杂，所以图样应选用适当的比例，也可在同一图中采用不同的比例绘出。
当产品结构较简单时，可在装配图上直接把零件的尺寸标注出来。
图样上的技术要求应该齐全合理，若不能用图形、符号表示时，应在技术要求中加以说明。
2．产品结构技术要求审查焊接结构的技术要求，一般包括使用要求和工艺要求。
使用要求：是指结构的强度、刚度、耐久性，以及在环境介质和温度的相对条件下的几何尺寸与力学性能、物理性能、致密性要求等；工艺要求：是指组成产品结构材料的焊接性及结构合理性、生产的方便性和经济性。
第二节焊接结构工艺性审查的内容一、从满足焊接结构强度的可行性分析结构的合理性1．从焊接接头的强度分析以4-4所示的铆接改为焊接结构为例，说明把铆接接头换成焊接接头，应根据接头承载状态及焊接生产特点，在保证强度和使用寿命的条件下选择合理的接头形式。
浅析建筑钢结构工程焊接工艺的主要特点
采用低合金高强度结构钢作原材料，部分采用碳素结大的热轧型钢
，或者采用厚板或超厚板焊接成型钢作构件。作为构件 的组成部分，这些厚板或超厚板必须做对接焊;这些板相 互之间要焊接成型钢(如H形钢、T形
钢、十字形钢、箱形钢等);构件同构件之间要按节点要求 焊成框架(如梁、柱、支撑相互之间的焊接或拴-焊混合连 接)，低合金高强度结构钢的碳
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超声波塑料焊接机 ty72htvv
结构焊接工程，艺师必须考虑的问题之一。(5)安全隐患 务必消除。钢结构建筑行业中的焊接，除了制作部分在 车间里施工以外.还有相当一部分要
到建筑工地去施工。焊工要“攀，在数十米甚至数百米 高的框架上，还要“捂”在防风雨的“蒙古包”里操作， 坠落和昏厥的可能性始终成胁着他们，
遵照以人为本的指导精神，俐结构焊接工艺师在编制焊 接工艺文件时，必须周详而又切实地考虑安全措施，消 除安全隐患。
当量比较高，建筑钢结构的强度高，节点形状复杂，约 束度大，所以焊接难度大。(2)焊接技术新。建筑钢结构 行业中应用的焊接方法，已远不止药
皮焊条手工电弧焊和半自动实芯焊丝气体保护焊两种。 目前已扩大到了半自动药芯焊丝气体保护焊、半自动药 芯焊丝自保护焊、非熔化极气体保护焊、
单丝自动埋弧焊、多丝自动埋弧焊、熔化嘴电流焊、非 烙化嘴电波焊、旋转并晃动的非熔化嘴电法焊、丝极电 渣娜、板极电渣焊、单丝气电立焊、多丝
性、韧性不下降，为了使焊缝中不留存会扩展的裂纹和 超标的其他缺陷，为了不使焊缝和焊接接头的局部区城 的冲击韧性下降，总之一句话为了不出现
房塌人亡的悲剧，建筑钢结构工程的焊接工艺师必须把 焊接工艺考虑得十分周详。(4)焊接变形要防止，残余应 力应减少和消除。焊接是一个局部急
焊接结构工艺性分析的步骤
焊接结构工艺性分析的步骤
为了满足焊接结构的技术要求，首先要分析产品的结构特点，了解焊接结 构的工作性质及工作环境，特别在图样上要注意焊接结构各部分之间的关系， 各接头的重要性及其加工要求。然后必须熟悉、消化理解焊接结构的技术要 求以及所执行的技术标准，并结合具体的生产条件来分析考虑整个生产工艺 能否适应焊接结构的技术要求，提出合理的修改方案，改进生产工艺，使产 品全面达到规定的技术要求。图3-4所示为锅筒结构图样技术要求示意图。
焊接结构工艺性分析的步骤
3)由于焊接结构一般都比较大，结构复杂，所以图样应选用适当的比例。 也可在同一图中采用不同的比例绘出。应选用一组必要的视图和表达方 法，完整地表达出结构的形状、各零部件之间的相对位置和连接方式等。 当产品结构简单时，可在装配图上直接把零件的尺寸标注出来。 4)图样上的尺寸标注必须做到正确、完整、清晰、合理。 5)根据产品的使用性能和制作工艺需要，在图样上应有齐全合理的技术 要求。 6)当图样上不能用图形、符号表示时，应在技术要求中用文字加以说明。 2.对产品结构技术要求进行分析
焊接结构工艺性分析的、完整、清晰、合理。 5)根据产品的使用性能和制作工艺需要，在图样上应有齐全合理的技术 要求。 6)当图样上不能用图形、符号表示时，应在技术要求中用文字加以说明。 2.对产品结构技术要求进行分析
焊接结构的技术要求，主要包括使用性能要求和工艺性能要求。使 用性能要求是指结构的强度、刚度、耐久性(抗疲劳、耐磨、耐蚀和抗 蠕变等)，以及在工作环境介质和温度的相对条件下的几何尺寸稳定性 与力学性能、物理性能、致密性要求等；工艺性能要求是指产品结构材 料的焊接性、结构的合理性、生产的可能性、方便性和经济性。
焊接结构工艺性分析的步骤
焊接结构工艺性分析的步骤 1.对产品结构图样进行分析
焊接结构的工艺性
压力容器设计规定，不能采用十字焊缝， 而且焊缝与焊缝间要有一定距离
4、焊缝设置应尽量对称 （最好能同时施焊）
5、尽量减少焊缝长度和焊缝截面 （减少变形、成本，提高生产率）
6、焊缝应尽量设置在平焊位置 7、焊缝应避开加工部位
气体保护焊
埋 弧 焊
合理
不合理
不合理
合理
三、接头设计
1、接头形式设计
接头基本形式：
受力简单、均匀，节省 材料；下料尺寸精度要求较 高；用于锅炉、压力容器受 力焊缝的焊接。
对接接头、搭接接头、角接接头、T形接头
受力复杂，接头产
生附加弯矩；下料尺寸 精度要求低；应用于受 力不大的行架结构。
用于构成直
角或一定角度连 接的接头。
成：瓶体、瓶嘴 材 料：20钢（或16Mn) 壁 厚：3mm 生产类型：大量生产 设计要点：瓶体要耐压，必须绝对安全。材料的焊接
AAAAAAAAA
中碳钢
AABBAABAA
低合金钢 B A A A A A A A A
不锈钢
AABBABAAA
铸铁
BBCCBB
DB
铝合金
BCCDADAAC
二、焊缝的布置
1、便于焊接操作
点焊或缝焊 不 合 理
合 理
手工电弧焊
2、焊缝要避开应力较大和应力集中部位
无折边 封头
碟形 封头
3、焊缝应避免密集交叉
一、焊接结构材料的选用
焊接结构选材原则： 在满足焊接件使用性能的前提下，应
尽量选用焊接性好的材料。如低碳钢、低 合金钢。
影响焊接性的因素：
金属材料本身性质 焊接方法、焊接材料、焊接工艺
常用金属材料的焊接性
焊接方
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。
焊接结构制造工艺探究
焊接结构制造工艺探究
董 小英
（ 湖南铁 道职业技术学院 湖南 株洲 ４ １ ２ ０ ０ １ ）
摘要 ： 笔者在本 文中主要对焊接工艺进行 了基本 的讨论 ，ｌ ： ￣ － ／ ｗ ． ｙ － 艺的组成 。详 细分析 了焊接加工的编 制步骤 ，并对过程进行 了细致 的分析研究 ．重点探 索了焊
法 可行 性 。
３ 焊 接结 构生产 工艺 过程分 析 ３ ． １生产纲领对结构生产工艺过程分析
的影 响 工艺过程分析 目的 ， 根据不 同的生产纲
领 选择和 确定最佳 工艺方 案 。生 产纲领 不 同，工装夹具设计的内容 和要求也不相同。 以工字梁 为例说 明不 同生产纲领 条件 下的 焊接工艺及工艺装备。 （ １ ）单件小批量生产 可采用如图 ６ — １ 所示 的工字梁装配胎具 ，选 择焊条 电弧焊 、 二氧化碳气体保护焊或埋弧焊 ， 在图７ — ７ 所 示链式翻转机上完成焊接。 （ ２）成批生产 由于工字梁数量、批量 增加 ， 在夹 具设计上应考虑减少制造中工字 梁的搬运 翻转次数和辅助时间 ，并要减 少成 品后 的矫正工 作量 。工字梁 的装配 可在 图 ７ — ８所 示 的气 动或 液压专用 夹紧夹 具上 进 行 ，焊接可采用埋 弧 自动焊或 自动二氧化碳 气体保护焊。 （ ３） 大量生产 采用机械化、自动化水 平高 的流水线生产 ， 每道 工序 由专用机械完 成 ，板料和半成 品采用辊道输送机构 ， 大大 减 少工件 的 吊运 和翻转 ，减少 工人劳 动强 度 ，提高生产率 。图 ７ — １ ０为埋 弧焊或 自动 二 氧化碳气体保护焊 ， 焊接工字 梁流水线作 业 的平面布置图 。 从以上工字梁 的单件小批、成批及大量 生产加工过程可 以看出 ，由于生产纲领 的不 同 ，加 工工 字梁所用 的设备 数量和辅 助 机 械、 起重设备 、运输等均 不一样 。从经济上 分析 ， 采 用机械化 和自动化高的生产 条件 ， 虽一次性投资大 ， 但产量高 ， 其每件生产成 本要 比单 件小批量 生产 的要少 ，回收投 资 快 、效益高 ； 此外 ，采用机械化 、自动化生 产， 产品质量高 ，质量稳定 。 ３ ． ２结构生产 的要求对生产工艺过程分 析的影响 焊接结 构生产 工艺 过程分 析 的原则是 在保证 焊接结 构生产 要求 的前 提下取 得最 的经济效 益。焊接结构生产 的要求 ，包 括产 品的技术要求 、 产 品的经济要求和安全 生产
焊接结构第四章 焊接结构工艺审查
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图4-1-9 接头可探性
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(3)从材料焊接工艺性方面分析 在结构选材时，首先应考虑工作条件和工作性能要求， 如强度、刚度、耐腐蚀和耐高温等。在保证这些条件的基础 上，还应着重考虑结构所用材料的焊接性能。因为具有相近 使用性能的材料较多，如果不考虑材料的焊接性能，会造成 生产困难和产品质量降低，甚至还会影响整个结构的使用性 能。例如，采用45钢制造零件，这类钢材含碳量偏高，作为 铸钢件是可以的，若作为焊接结构件，则应选用强度相当且 焊接性能好的低合金结构钢。
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图4-l-8 施焊可达性
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(2)从保证接头可探性方面分析 焊接产品的制造过程中，在很多情况下都需要进行不同 要求的无损检测。焊接接头的可探性是指接头检测面的可近 性和几何形状与材质的探伤适应性。例如，各类压力容器的 焊缝，若要进行局部或整体射线探伤，探伤用的底片位置应 该保证整个焊缝处于探伤范围内，并能对所探测到的缺陷完 整成像，如图4-1-9a，C，d所示的焊接接头都是无法进行射 线探伤的或探伤结果无意义，焊接接头需做如图4-1-9b，e所 示的改进，才适合射线探伤。
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1．从焊接结构强度方面分析结构的合理性 (1)从接头的强度方面分析 焊接结构的形式多种多样，设计选用时有较大的余地。为 了保证最合理的焊接结构及接头形式，设计和选用焊接接头时 必须考虑工艺可行性和接头对结构强度的影响。尤其是许多焊 接结构是从铆接结构改造过来的，如果不加分析地把铆钉去掉 后直接焊接，将会产生严重的应力集中，并大大降低焊接接头 强度。例如，轻便桁架的铆接结构如图4-1-4a所示，如果不加 考虑地将铆接节点原封不动地改为搭接接头的焊接节点，各连 杆直接焊在弦杆上，
结构工艺性的概念
结构工艺性的概念结构工艺性概念任何零件、部件或整个产品的结构设计都是根据其用途和使用要求来设计的，但是结构方面是否完善合理，很大程度上还是看这种结构能否满足工艺方面的要求。
如果所设计的产品结构没有考虑到工艺方面的要求，就会在生产过程中降低生产率、延长生产周期、提高产品成本，使产品在市场上失去竞争能力。
因此，产品的结构工艺性的问题在结构设计中是一个十分重要的问题。
结构工艺性的意义：在满足用户产品采用建议的前提下，所制订的结构以及所规定的技术建议必须能够适应环境现代生产工艺水平，并使生产过程易于同时实现并能够确保其经济性。
所谓产品结构工艺性就是指设计的产品结构在具体生产条件下便于制造，能够采用最有效的工艺方法。
也就是说，如果所设计产品结构的工艺性好，则便于应用先进的、生产率高的工艺过程和工艺方法，使产品的制造也是最经济的。
此外，产品结构工艺性也可以认为零件（或部件）在加工或装配时的方便程度和经济程度。
因此，结构工艺性可分为零件结构的工艺性和装配的工艺性。
产品的结构工艺性与生产批量有关，满足用户大量生产的结构工艺性，不一定能够满足用户单件和小批量生产。
另外，随着科学技术的发展和生产工艺的不断进步，结构工艺性的具体内容也就是不断变化的。
因此，企图定量地去测评结构工艺性，通过一些技术经济指标的排序去展开推论，虽然可能将（比如说：采用计算机），但还不是健全的。
下面主要就是定性地表明测评结构工艺性的一些基本原则，也就是工艺人员对结构工艺性展开分析的依据。
对整个来说，结构工艺性需从以下几方面来考虑：1）零件总数，虽然零件的复杂程度可能将差别非常大，但一般来说，共同组成产品的零件总数愈少，特别就是相同名称的零件数目愈少则结构的工艺性愈好。
另外，在一定零件总数中利用生产上已经掌控的零件和组合件的数目愈多（即为设计的产品结构具备继承性），或是标准的、通用型的零件数目愈多，则结构工艺性就愈好。
2）材料的需要量，制造整个产品所需各种材料的数量，特别是贵重材料或稀有材料的数量也是影响结构工艺性的一个重要因素，这点对产品非常重要，因为它影响产品的价格，另外当材料困难时就会影响产品的生产。
栏杆焊接工艺优点有哪些内容
栏杆焊接工艺优点有哪些内容一、强度高：栏杆焊接工艺具有强度高的优点。
在焊接过程中，金属材料会被加热至熔化状态，然后迅速冷却固化，形成坚固的焊缝。
焊接后的栏杆能够承受较大的压力和冲击力，具有较高的强度和稳定性。
二、结构稳定：栏杆焊接工艺能够实现栏杆的整体结构稳定。
焊接后的栏杆没有螺栓或其他连接件，焊缝与栏杆本体完全融为一体，不易松动或变形。
这种结构稳定性使得栏杆能够长期保持原有的形状和稳定性，不会因外力作用而发生变形或损坏。
三、美观大方：栏杆焊接工艺能够使栏杆具有美观大方的外观。
焊接后的栏杆没有明显的连接点，焊缝经过打磨和抛光后，与栏杆表面形成一体化的外观。
栏杆整体线条流畅，没有多余的装饰物，简洁而大方，能够与建筑物或环境完美融合。
四、施工方便：栏杆焊接工艺具有施工方便的优点。
焊接工艺相对简单，只需进行焊接操作即可完成栏杆的安装。
与传统的栏杆连接方式相比，焊接工艺不需要额外的螺栓和螺母，减少了施工的工序和时间。
同时，焊接工艺适用于各种材料，如铁、不锈钢等，灵活性较高。
五、耐久性强：栏杆焊接工艺具有较强的耐久性。
焊接后的栏杆焊缝与栏杆本体形成一体化结构，焊缝处没有间隙，不易受潮、腐蚀或氧化。
焊接工艺能够提高栏杆的抗风、抗震和抗腐蚀能力，延长栏杆的使用寿命。
六、适应性广：栏杆焊接工艺适应性广泛。
焊接工艺可适用于各种形状和尺寸的栏杆，如直线形、弯曲形、圆形等。
同时，焊接工艺也适用于不同的场所，如住宅楼、公共建筑、工业厂房等，满足不同场所的需要。
栏杆焊接工艺具有强度高、结构稳定、美观大方、施工方便、耐久性强和适应性广等优点。
这些优点使得栏杆焊接工艺成为栏杆制作的常用工艺，广泛应用于建筑行业和工业领域。
通过栏杆焊接工艺，可以制作出稳固耐用、美观大方的栏杆产品，为人们的生活和工作提供更好的保障和便利。
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手工电弧焊
精品课件
2、焊缝要避开应力较大和应力集中部位
无折边 封头 碟形 封头
精品课件
3、焊缝应避免密集交叉
压力容器设计规定，不能采用十字焊缝， 而且焊缝与焊缝间要有一定距离
精品课件
4、焊缝设置应尽量对称 （最好能同时施焊）
5、尽量减少焊缝长度和焊缝截面 （减少变形、成本，提高生产率）
精品课件
用于构 成直角或一定角 度连接的接头。
精品课件
2、坡口形式设计
精品课件
四、典型工艺设计实例
结构名称：液化气钢瓶
组成：瓶体、瓶嘴材料：20钢（或16Mn)
壁
厚：3mm
生产类型：大量生产
设计要点：瓶体要耐压，必须绝对安全。材料的焊接
构的成形和
性不存在问题。关键技术是结
焊接。
精品课件
1、确定焊缝位置
焊条采用E4303(20钢)，E5015(16Mn)
4、主要工艺过程
落料
拉深 再结晶退火 冲孔 除锈
装焊衬环、瓶嘴
装配上、下封头
焊主环缝
正火
水压试验
气密试验
5、瓶体焊接结构工艺图
焊接结构工艺图内容：
构成件的形状及其相互关系； 各构成件的装配尺寸及板厚、型材规格； 焊缝的符号和尺寸； 焊接工艺的要求。
焊缝多，工作量大，轴向焊 缝处于拉应力最高位置
合理
2、焊接接头设计
瓶体与瓶嘴的焊缝：角焊缝 （不开坡口）
瓶体主环缝：衬环对接或缩口对接 （V型坡口）
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3、焊接方法和焊接材料的选择
瓶体环缝：埋弧自动焊（生产率高、焊接质量稳定）
焊接材料采用H08A、H08MnA,配合HJ431
瓶嘴焊缝：手工电弧焊
手
CO2
点
法
气工埋保氩电焊对钎
焊
电 弧 焊
弧 焊
护 焊
弧 焊
渣 焊
缝 焊
焊
焊
合金材料
低碳钢
AAAAAAAAA
中碳钢
AABBAABAA
低合金钢 B A A A A A A A A
不锈钢
AABBABAAA
铸铁
BBCCBB
DB
铝合金
BCCDADAAC
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二、焊缝的布置
1、便于焊接操作
点焊或缝焊 不 合 理
6、焊缝应尽量设置在平焊位置 7、焊缝应避开加工部位
气体保护焊
埋 弧 焊
合理
不合理
不合理
精品课件
合理
三、接头设计
1、接头形式设计
接头基本形式：
受力简单、均匀，节省 材料；下料尺寸精度要求较 高；用于锅炉、压力容器受 力焊缝的焊接。
对接接头、搭接接头、角接接头、T形接头
受力复杂，接 头产生附加弯矩；下料 尺寸精度要求低；应用 于受力不大的行架结构。
第五节 焊接结构工艺性
焊接结构材料的选择 焊缝的布置 接头设计 典型工艺设计实例
一、焊接结构材料的选用
焊接结构选材原则： 在满足焊接件使用性能的前提
下，应尽量选用焊接性好的材料。如低碳 钢、低合金钢。
影响焊接性的因素：
金属材料本身性质 焊接方法、焊接材料、焊接工艺
精品课件
常用金属材料的焊接性
焊接方