典型焊接结构
焊接夹具的典型结构
焊接夹具的典型结构焊接夹具的典型结构焊接夹具是由定位装置、夹紧装置、辅助装置、工作台等几部分组成。
下面就其装置的典型结构进行详细的介绍。
一、定位装置定位装置一般有：定位销、定位面、挡块、V型块等。
定位销又可分成：固定销、伸缩销（手动、气动）、翻转销等。
图1为固定销的一种形式。
其销子安装在固定支座上，位置精度靠制造时保证，调整和使用时不易变动，多用于主定位销。
图1 图2图2也是一种固定销。
销子安装在带调整垫片的连板上，在调整和使用时，可根据需要变动垫片的数量达到一维或二维调整销子位置的目的。
伸缩销可分为手动和气动两种，虽然它们的结构不一样，销子移动的动力源不一样，但是它们的共同特点是：销子可以脱离定位制件，目的是为了方便的装卸制件。
图3为手动伸缩销的几种形式。
图3图4为气动伸缩销的几种形式。
图4翻转定位销如图5所示。
目的同样是使销子可以脱离定位制件，方便卸件。
图5二、夹紧装置工件在夹具的夹紧和定位是密切相关的，当制件正确定位后，紧接着就是如何正确夹紧。
在考虑设计夹紧装置时，首先要合理选择夹紧点、夹紧力的作用方向和正确确定夹紧力，然后设计适合的夹紧机构予以保证。
夹紧装置一般由夹紧元件、中间递力机构和力源机构组成。
以结构简单、动作迅速，从自由状态到夹紧仅需几秒钟为特点。
以下是几种典型的夹紧装置：1.钩形夹紧器如图6。
特点为：操作方便、夹紧可靠，当夹紧器打开时定位面全部让开，对制件的卸装极为方便。
图62.铰链式夹紧器如图7。
特点为：夹紧动作迅速、操作方便、压头部分可以调整、夹紧器打开时张开角度大，夹紧力大、有自锁功能、结构可靠。
图73.手动夹紧钳如图8。
俗称大力钳，它是一个独立的夹紧装置，不与夹具本体相连接，可根据使用的不同要求设计钳口与夹头的结构形式。
它能单独的夹紧制件任意部位，使用很方便。
图8 图94.手推式夹紧器如图9。
特点为：该机构既可夹紧又可定位。
结构紧凑，导向杆的伸缩距离大，制件的装卸方便。
换热设备典型焊接结构设计分析
粉或着色），其合格级别为JB4730规定的I级。 注：进行100％无损检测或局部无损检测由标准：GB150、GB151等规
定。 2) 对口错边量b和棱角度E 对口错边量b直接导致结构不连续影响容器的应力分布均匀性。而错边 量b对应力分布的影响，主要取决于b与板厚δ之比b/δ，考虑工艺实现的 可能性，我国标准参照ASMEⅧ-1，按δ的不同，确定b的允许值，且A类 焊缝严于B类焊缝。详见图3-2和表3-1。
5) 焊缝间距
相邻筒体的A类焊缝间的距离，封头上A类焊缝端点与相邻筒体的A类焊 缝间的距离均应大于等于3δn，且大于100mm。
公司要求：200-300mm。在符合标准要求的情况下，尽量小，以利于接 管开孔（不至于开到焊缝上）。
4.换热设备常用焊接结构
换热设备的焊接接头的设计的合理性是保证其制造、运行安全可靠的基本 条件。换热装备焊接结构较常见的典型接头型式有：
度的场合。要求补强圈与壳体紧密贴合，并应有M10的讯号孔。
图4-5 有补强圈的T型接头
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.3 接管与法兰的焊接接头
钢制法兰与接管的连接，有角接和对接两种，如图4-6所示。角接结构主要 用于工作压力≤2.5MPa的容器，对接一般用于较高工作压力容器。铝、 铜制容器，主要采用活套法兰如图4-7所示。
图4-6 接管与法兰的焊接接头
加工和焊透，以最大限度地减少焊接缺陷。 4) 按等强度要求，接头的强度应不低于母材标准规定的强度下限值。 5) 焊缝外形应尽量连续、圆滑过渡，以减少应力集中。
3.压力容器焊缝形式及分类 3.1 压力容器焊接接头形式
焊接夹具的典型结构
焊接夹具的典型结构焊接夹具的典型结构焊接夹具是由定位装置、夹紧装置、辅助装置、工作台等几部分组成。
下面就其装置的典型结构进行详细的介绍。
一、定位装置定位装置一般有：定位销、定位面、挡块、V型块等。
定位销又可分成：固定销、伸缩销（手动、气动）、翻转销等。
图1为固定销的一种形式。
其销子安装在固定支座上，位置精度靠制造时保证，调整和使用时不易变动，多用于主定位销。
图1 图2图2也是一种固定销。
销子安装在带调整垫片的连板上，在调整和使用时，可根据需要变动垫片的数量达到一维或二维调整销子位置的目的。
伸缩销可分为手动和气动两种，虽然它们的结构不一样，销子移动的动力源不一样，但是它们的共同特点是：销子可以脱离定位制件，目的是为了方便的装卸制件。
图3为手动伸缩销的几种形式。
图3图4为气动伸缩销的几种形式。
图4翻转定位销如图5所示。
目的同样是使销子可以脱离定位制件，方便卸件。
图5二、夹紧装置工件在夹具的夹紧和定位是密切相关的，当制件正确定位后，紧接着就是如何正确夹紧。
在考虑设计夹紧装置时，首先要合理选择夹紧点、夹紧力的作用方向和正确确定夹紧力，然后设计适合的夹紧机构予以保证。
夹紧装置一般由夹紧元件、中间递力机构和力源机构组成。
以结构简单、动作迅速，从自由状态到夹紧仅需几秒钟为特点。
以下是几种典型的夹紧装置：1.钩形夹紧器如图6。
特点为：操作方便、夹紧可靠，当夹紧器打开时定位面全部让开，对制件的卸装极为方便。
图62.铰链式夹紧器如图7。
特点为：夹紧动作迅速、操作方便、压头部分可以调整、夹紧器打开时张开角度大，夹紧力大、有自锁功能、结构可靠。
图73.手动夹紧钳如图8。
俗称大力钳，它是一个独立的夹紧装置，不与夹具本体相连接，可根据使用的不同要求设计钳口与夹头的结构形式。
它能单独的夹紧制件任意部位，使用很方便。
图8 图94.手推式夹紧器如图9。
特点为：该机构既可夹紧又可定位。
结构紧凑，导向杆的伸缩距离大，制件的装卸方便。
《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。
焊接结构第7章 焊接结构力学特征及结构设计
征
力学特征
体结构的力学特征
焊接结构设计
熟悉焊接结构设计的基本 特点、基本要求、基本方法 和合理性分析；结合典型焊 接结构实例分析，掌握焊接 接头的设计要点
设计基本要求：以实用性 为核心，以可靠性为前提， 以工艺性和经济性为制约条 件。从实用性、可靠性、工 艺性和经济性四方面进行焊 接结构设计的合理性分析
主要考虑的力学性能见表7-2。
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力学性能
一般静载 力学性能
断裂力学 性能
表7-2 焊接结构涉及的力学性能
具体指标
涉及的焊接结构或部件
主要试验方法
屈服强度
所有焊接结构
拉伸试验
拉伸强度
所有焊接结构
拉伸试验
临界失稳压应力 承受压力的支柱、薄板结构
失稳试验
硬度
焊接接头
硬度试验
刚度
梁、机床机身
拉伸试验
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图7-2 网架结构 a) 平面网架 b) 球冠形网壳 c) 曲面网壳 1-内天沟 2-墙架 3-轻质条形墙板 4-网架板 5-悬挂吊车 6-混凝土柱 7-坡度小立柱 8-网架
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附图1 曲面网架钢结构
与弧形网架类似，但曲面网架的空间构造更 富有变化，也更复杂，由多个平面内的弧线或曲 线构成的一个曲面，形成层次更丰富的外观造型。
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7.2 焊接结构力学特征
7.2.1 桁架结构及其力学特征
沈 阳 奥 体 中 心
可容纳6万观众的沈阳奥体中心钢结构工程 主拱全长360米，为全国最大的管桁架结构。
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神舟飞船发射塔架（100多米高）
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1. 桁架结构及适用范围
桁架结构又称为杆系结构，是指由长度远大 于其宽度和厚度的杆件在节点处通过焊接工艺相 互连接组成能够承受横向弯曲的结构，其杆件按 照一定的规律组成几何不变结构。
钢结构焊接标准图及节点构造大样图
焊接结构学2
从上述各种焊接热源来看，有些热量产生于 表面（必须通过传导将其传送至工件内部）， 有些产生于材料内部。由于构件及其坡口的几 何尺寸不同，和焊接热源的可调节将性等方面 的差异，在实际应用中有各种变化。
＜10
＜1
0.25—0.85
第一节 基本概念和基本原理
三、传热基本定律
热传导定律
金属材料焊接时，局部集中的随时间变化的热输 入，以高速度传播到构件的边远部分。在多数情况 下，输入和对流在热输入过程中，也起着重要的作 用，因而也是构件表面热热损失的主要因素。
热传导问题由傅立叶定律来描述：物体等温面上 的热流密度q*[J/mm2s]与垂直于该处等温面的负温 度梯度成正比，与热导率成正比：
第一章 焊接热过程
• 本章以最常规的MIG焊为例来讨论焊接热
源，热场、流场的基本规律和焊接热过 程的计算方法，以及焊接热循环的有关 问题，目的是为讨论焊接冶金、应力、 变形、热影响区等建立基础。
第一章 焊接热过程
到目前为止，世界上许多国家的焊接工作者对焊接 热过程进行了大量的系统的研究工作，但距离上述要 求还存在着差距，这主要是因为在解决一些复杂的焊 接传热问题时间不得不提出一些数学上的假设和推导， 这一方面的经典工作是由前苏联的雷卡林完成的，雷 卡林的工作对一些相对简单的情况给出一些解析解， 但其结果常存在很大偏差，有时偏差量常常可以达到 100%，近期有限元理论和数值分析技术的发展，使一 些复杂问题的计算得以进行，因而使计算模型的建立 可以更接近实际情况，准确程度也明显提高，但仍没 有达到完全实用化的程度，并且许多复杂的理论问题 也未得到很好的解决，因此，焊接热过程目前仍然是 国际焊接界研究的热点问题之一。
钢结构t型焊接案例
钢结构T 型焊接是指在钢结构建筑中，T 型钢构件之间的焊接连接。
T 型钢构件通常用于构建柱、梁、檩等主要构件，其焊接质量对整个建筑的稳定性和安全性至关重要。
以下是一个典型的钢结构T 型焊接案例：
1. 准备工作：
在进行T 型焊接前，首先要对焊接部位进行清理，去除油污、氧化皮和焊渣等。
此外，还需对焊接工艺进行评定，确定焊接参数，如焊接电流、焊接电压、焊接速度等。
2. 焊接工序：
（1）焊前预热：为了降低焊接残余应力和减少焊接裂纹，可在焊接前对T 型钢构件进行预热。
预热方法有火焰预热、电加热预热等，预热温度根据焊接材料和构件材质确定。
（2）焊接：采用熔化极气体保护焊（MAG 焊）或埋弧焊等方法进行焊接。
焊接过程中，应严格控制焊接电流、焊接电压、焊接速度等参数，以确保焊接质量。
（3）焊接后热处理：焊接完成后，对焊接部位进行后热处理，以消除焊接残余应力，防止焊接裂纹产生。
后热处理方法有保温缓冷、喷水冷却等。
（4）焊缝检查：焊接后，对焊缝进行检查，确保焊接质量符合规范要求。
检查方法包括外观检查、超声波检测、X 射线检测等。
3. 质量控制：
为确保T 型焊接质量，需严格控制焊接工艺和操作流程。
以下是一些质量控制措施：
（1）焊接工艺评定：根据构件材质、焊接材料等参数，进行焊接工艺评定，确定合适的焊接参数。
（2）焊接培训：对焊接人员进行专业培训，确保他们掌握正确的焊接方法和操作技能。
（3）现场监督：在焊接过程中，安排专业人员进行现场监督，确保焊接质量。
（4）检查验收：对焊接完成后的焊缝进行检查，确保质量符合规范要求。
焊接结构 第一章 焊接结构的基础知识
取腹板厚度为 6～12 mm。
3)翼缘板(盖板)尺寸的确定。以箱形梁翼缘板为
例，翼缘板的总宽度可参照以下公式求得：
B = b + 2δ+ 40
式中 B----翼缘板总宽，mm；
b----两腹板间距，mm；
δห้องสมุดไป่ตู้---板厚，mm， 一般翼缘板的最小厚度
为20260/11/m6 m。
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(4)箱形梁的生产 桥式起重机的主梁和端梁广泛采用箱形梁结构， 其中，主梁的装焊工艺一般包括以下步骤：
1)腹板下料并拼接，制造成L／500～L／300的预
制上挠度。 2)上盖板下料并拼接，用压板固定在平台上，装
配并焊接大小横向加强肋。
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挠度——弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度，用 y表示。
3)装配腹板，使盖板与其贴合紧密后进行定位焊， 形成有预制上挠度的 п形梁，然后向一侧放平，经 焊接形成大小肋板与腹板之间的角焊缝。
焊接结构 第一章 焊接结构的 基础知识
图1-1-1 焊接接头的组成 1-焊缝金属 2-熔合区 3-热影响区 4-母材金属
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影响焊接接头性能的主要因素如图1-1-2所示，可 归纳为力学和材质两个方面。力学方面，如接头形状 的改变(角变形和错边等)、焊接缺陷(如未焊透、裂纹、 气孔、夹渣等)、残余应力和残余变形等都是产生应力 集中的根源；材质方面，主要是指焊接热循环所 引起的组织变化、焊后热处理和焊接残余变形的矫正 等。焊接接头因焊缝的形状和布局不同，将会产生不 同程度的应力集中。
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2．按接头形式分类的焊缝形式
(1)对接焊缝
对接焊缝是在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面
焊接结构的基础知识
第1章 焊接结构的基础知识
本章内容包括焊接接头的组成、基本形式及焊缝的基本形式。 焊接结构的应用和有关技术特点等。通过机械零部件焊接、容器焊接、 船舶焊接以及梁柱焊接等典型实例，对焊接结构基本构件的概念、结 构特点、工作条件进行简要地分析和讨论，同时介绍焊接接头和焊接 生产工艺过程的基本知识。
2.搭接接头 两件部分重叠构成的接头称搭接接头。焊接结构中，特别是
在那些工作条件良好、不太重要的构件中，广泛使用搭接接头。搭接 接头的应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是焊接结构的理想接头。 但是，它的焊前准备和装配工作比对接接头简单得多，其横向收缩量 也比对接接头小，所以在结构中仍得到广泛的应用。例如大型储罐的
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1.1 焊接接头的基本知识
底板拼接都是采用搭接接头，如图1一4所示。搭接接头有多种形式， 如开槽焊和塞焊(或称电铆焊)以及锯齿缝搭接等。开槽焊搭接接头的 构造如图1一5所示，先将被连接件冲切成槽，然后用焊缝金属填满该 槽，槽焊焊缝断面为矩形，其宽为被连接件厚度的两倍，开槽长度应 比搭接长度稍短一些。当被连接件厚度不大时，采用大功率的埋弧焊 或CO2保护焊，不开槽也有可能熔透，使两个焊件连接起来。
2.焊缝符号应用实例 (1)对接接头。对接接头的焊缝形式如图1一18 (a)所示。焊
缝符号标注如图1-18 (b）所示。表明此焊接结构采用带钝边的V形对 接焊缝坡口角度为a,根部间隙为b，钝边高度为p，环绕工件周围施焊。
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1.1 焊接接头的基本知识
(2)T形接头。T形接头的焊缝形式如图1-19 (a)所示。焊缝符 号标注如图1一19 (b)所示。表明T形接头采用对称断续角焊缝。其中 n表不焊缝段数，l表不每段焊缝长度，e为焊缝段的间距，K表不焊脚 尺寸。
钢结构焊接概况
焊缝形式多样，有横焊缝、立焊缝、斜立焊等，且高空作业受风力影响，现场施焊环境条件差，焊缝质量易受气候环境条件影响；
3
本工程钢板厚度较厚，现场厚板焊接的残余应力消除难。
4
本工程焊接量大，且大部分需24 小时连续施焊作业。
最大焊接
截面尺寸
外框巨型柱
横焊对接
10、25、30、40、55、6全位置对接
30、40、70、80、100
600*600*40*40
核心筒钢柱
横焊对接
10、20、30
H500*300*30*30
楼面抗剪连接板
立焊
18
/
焊接特点
序号
焊接特点
1
外框钢柱和节点、桁架上下弦等主受力构件截面尺寸大，焊缝熔敷量大，构件容易因受热不均而产生变形；
钢结构焊接概况
本工程主要焊接作业内容包含：外柱组合焊、对接焊，桁架对接焊，重力钢柱对接焊，楼层钢梁对接焊；核心筒内钢骨柱对接焊。焊缝类型包含了横、平、立、仰各个焊接位置，焊接母材有Q345B、Q345GJC、Q390GJC、Q420GJC等，具体的焊接接头形式如下：
焊缝
部位
焊缝
形式
截面示图
板厚
（mm）
焊接形状特征类型
焊接形状特征类型
常见的焊接形状特征类型有：凸焊道、扁焊道、平焊道和角焊道。
1. 凸焊道：焊接后形成的焊缝凸出在工件表面，形成一种凸起形状。
通常用于对焊缝的机械性能、密封性和外观要求较高的情况。
适用于压力容器、管道和液压设备等领域。
2. 扁焊道：焊缝凹陷在工件表面，形成一种扁平形状。
适用于焊接较薄的工件，在焊接过程中可以实现更好的热控制和焊接效果。
主要用于焊接薄板材和薄壁管道等需要减小变形和残余应力的情况。
3. 平焊道：焊缝与工件表面平齐，形成一种平面形状。
常用于对焊缝外观和平整度要求较高的情况。
可以提供良好的外观效果和结构连接，适用于装饰性焊接和需要精确加工尺寸的工件焊接。
4. 角焊道：焊缝形成的一种凹陷成角度形状的焊道。
焊接接头的金相组织
焊接接头的金相组织(metallurgical structure of the weld joint )1．焊接接头的组成及区域特征典型的对接焊接接头主要由三个部分组成：（1）焊缝( weld )焊缝金属的结晶凝固冷却方式主要依靠母材金属热传导，所以液态金属结晶很自然呈柱状晶成长，且成长方向垂直于焊接熔池壁，最终汇交于熔池中部形成八字形柱状树枝晶结晶形式。
（2）熔合区( fusion zone )指焊缝与母材交接的过渡区，即熔合线处微观显示的母材半熔化区。
在焊接时，液态的焊缝金属与固态母材金属的交界面，便形成了熔合线（fusion line），即接头横截面上宏观腐蚀所显示的焊缝轮廓线。
以大多数（低碳）碳素钢和低合金钢为例：熔合区的温度处于固相线和液相线之间。
焊缝与母材产生不规则结合，形成了参差不齐的分界面。
该区晶粒十分粗大，化学成分和组织极不均匀，冷却后为过热组织。
区域很窄，金相观察难以区分，但对接头强度和韧性却有很大影响，常是产生裂纹和脆性破坏的发源地。
（3）热影响区（heat affected zone）在焊接和切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和机械性能变化的区域。
焊接是一个不均匀加热和冷却的过程，距焊缝不同距离的点上经历着不同的焊接热循环，这些点实质上都受到一次特殊的热处理。
和一般金属热处理一样，每个点都引起不同的组织转变，于是就形成了在组织和性能上不均匀的焊接热影响区。
在这个区中，有些部位的组织和性能可能是优于也可能劣于母材焊前的组织性能。
显然，劣于母材的部位便成为焊接接头中最薄弱环节。
决定热影响区的分区及特征的因素是多方面的，大致可分为三个方面：○1母材的冶金特征母材金属在焊接热循环作用下是否存在固相转变；有固相转变的材料是纯金属、单相合金或多相合金；是否是同素异构转变；是否是扩散型的相变。
例如，焊接无固相转变的金属，在热影响区上主要出现的是晶粒粗大现象，有时也有再结晶现象。
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
机器人控制柜
变位机1 电机翻转+定位销定位
底座
变位机2 电机翻转+定位销定位
典型结构件机器人焊接工装夹具结1、点焊工装
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
2、机器人焊接工装
定位销
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
五、工装安装调试与验收
安装调试：夹具的安装调试是决定焊接件质量的重要因素之一。 采用型面定位，根据标准样件定位面在夹具支座上安装定位件 和夹紧件。利用三坐标检测仪检测并精确调整，确保定位精度。
快速装卸的方式，且减少对焊接位置的遮挡。焊接夹具的设计力 求模块化和标准化，采用一体式底座，确保各单元相对位置的稳 定性。
工艺分析：工件事先进行拼装点焊的预处理，然后采用手动方式
把工件固定于机器人焊接工装台上。操作人员按下启动按钮后，工作站根 据预先设定的程序运行。机器人夹持焊枪到达焊缝位置开始焊接，确保最 佳焊接质量。 1、经点焊后工件在工位上装夹完成后，操作人员按下预约按钮。 2、机器人接收信号后进入工位，开始焊接。 3、焊接过程变位机翻转、机器人动作满足所有焊缝的焊接要求。
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
一、产品简介
名称 :输送支架 毛重:约21Kg 焊缝长:约1060mm
现场环境信息 使用温度: 5℃～45℃
电源电压: 380V/220V±10% 50HZ
压缩空气源: 0.5～
0.7Mpa
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
二、夹具设计方案及工艺分析
设计方案：焊接夹具为手动夹具，在保证强度的前提下设计为
典型结构件机器人焊接工装夹具结构
角焊缝探伤检测方法
角焊缝探伤检测方法焊缝是一种重要的加工工艺，被广泛应用于机械制造中，焊接是一种热处理工艺，是用来连接两个部件或多个部件的工具，焊接是一种重要的结构构件的制造工艺。
焊接的质量对整个机械结构件的性能有着至关重要的影响。
角焊缝是将两个较厚的板材垂直向内角结合之后焊接而成的一种结构形式，是典型的焊接结构类型，被广泛应用于航空航天、汽车制造等机械传动制造领域和结构件制造领域。
焊接缝是焊接结构中最容易出现缺陷和破坏的部分，它贯穿于整个结构件中。
因此，检测焊缝缺陷对于识别、评估整个结构件中潜在的缺陷，解决焊接工艺中出现的问题，保证焊接结构的安全运行具有重要的意义。
角焊缝是机械构件中常见的焊接形式，由于其结构特殊复杂，检测角焊缝的实际问题也比较复杂。
焊接缝质量的检测是通过现场探伤检查来实现的，它是通过使用探伤仪、磁粉探伤仪等器件，检测结构件的尺寸，表面质量，性能和缺陷分布状况，来判断焊接件的质量水平。
角焊缝探伤检测也是通过现场探伤检测来实现，但由于角焊缝具有很多特殊性，需要采用特殊的探伤手段和技术来完成检测。
角焊缝探伤检测的主要目的是检测角焊缝的内部缺陷，包括焊接缝内部缺陷、焊接缝位置缺陷、焊接缝尺寸缺陷等。
一般来说，角焊缝探伤检测采用磁粉探伤、柔光探伤、空腔探伤等探伤技术，根据角焊缝构造和生产要求，按照缺陷和检测要求确定检测器件，进而实现角焊缝检测要求。
磁粉探伤是用来检测角焊缝缺陷的常用方法，主要应用于检测角焊缝中的裂纹。
磁性粉末可以沿着裂纹的缝口渗入，受到外界旋转磁场的作用，磁性粉末会沿着裂纹的缝口形成一条条清晰的裂纹线，从而检测出焊缝内部的裂纹。
此外，磁粉探伤还可以用来检测角焊缝连接处的错向、缝边位置缺陷、残余气孔等。
柔光探伤是根据角焊缝表面的柔光性能来检测凹凸缝、残余气孔、接缝位置缺陷等情况，是一种非接触式探伤技术，通过聚焦激光，将激光斜射柔光棒的表面，产生的反射光被收集到探伤仪器中，从而检测焊缝的缺陷及尺寸。
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7、主梁的矫正
箱形主梁装焊完毕后应进行检查，每根箱形 梁在制造时均应达到技术条件的要求，如果变形 量超过了规定值，应进行矫正。矫正时，应根据 变形情况采用火焰矫正法，选择好加热的部位与 加热方式进行矫正。
四、端梁的制造工艺要点
（1）备料：上、下翼板、腹板、肋板及两端的弯板。 （2）装焊：
1）将肋板与上翼板装配并焊接。 2）装配两腹板并定位。
1、压力容器的分类
（1）按设计压力划分 可分为四个承受等级
低压容器（代号L） 中压容器（代号M） 高压容器（代号H） 超高压容器（代号U） （2）按综合因素划分 Ⅰ类容器； Ⅱ类容器； Ⅲ类容器 0.1MPa≤ p<1.6MPa 1.6MPa≤ p<11MPa 10MPa≤ p<100MPa p≥ 100MPa
2、压力容器的结构特点
以圆柱形容器为例
（1）筒体 当筒体直径较小时（小于500mm）时， 可用无缝钢管制作。当筒体直径较大时，筒体用钢板 卷制或压制后焊接而成。
（2）封头
1）凸形封头：椭圆形封头、碟形封头、无折边球面 封头和半球形封头。
三、高压压力容器的制造工艺
1、球形容器的结构形式
球形容器一般称做球罐，它主要用来储 存有压力的气体或液体。
3）
3）装弯板，并且水平尺检查弯板的水平度，并调节两端弯 板的高度公差在规定范围内。
4）进行端梁内壁焊缝的焊接，先焊外腹板与肋板、弯板的 焊缝，再焊内腹板与肋板、弯板的焊缝。 5）装配下翼板并定位。 6）焊接端梁的四条纵焊缝，并且应先焊下翼板与腹板的纵 缝。
图7-17 端梁安装的接头形式 a)连接板连接 b)角钢连接
2、船体结构的特点 1）零部件数量多。 2）结构复杂、刚度大。 3）钢材的加工量和焊接工作量大。
三、整体造船中的焊接工艺
整体造船法就是直接在船台上由下至上，由里至外先铺 全船的龙骨底板，然后在龙骨底板上架设全船的肋骨框架， 舱壁等纵横构架，最后将船板、甲板等安装于构架上，待全 部装配工作基本完成后，才进行主船体结构的焊接工作。
三、主梁的制造工艺要点
1）拼板对接焊 2）肋板的制造 3）腹板上挠度的制备 4）装焊形梁 5）下翼板的装配 6）主梁纵缝的焊接 7）主梁的矫正
1、拼板对接焊工艺
根据板厚的不同，对接焊工艺有： 1）开坡口双面焊条电弧焊 2）一面焊条电弧焊，另一面埋弧焊 3）双面埋弧焊 4）气体保护焊 5）单面焊双面成形埋弧焊
2、球罐的技术条件及其分析
球罐的各球瓣下料、坡口、装配精度等尺 寸均要确保质量，这是保证球罐质量的先决条 件。 由于工作介质和压力、环境的要求，且返 修困难，故焊接质量要严格控制，要保证受压 均匀。 焊接变形也要严格控制，这必须有合适的 工夹具来配合及采用正确的装焊顺序。
3、球罐的制造工艺
1）瓣片的制造
2）支柱的制造
3）球罐的装焊
支柱组合 吊装赤道板 吊装下温带板 吊装上温带板 赤道纵缝焊接 上温带纵缝焊接 上极板安装 下极板环缝焊接 磁粉探伤 交货
装里外脚手 下温带纵缝焊接 赤道上环缝焊接 下极板安装 水压试验 涂装包保温层
吊装赤道板 赤道下环缝焊接 上极板环缝焊接 射线、磁粉探伤 热处理
气密性试验
3、偏轨空腹箱形梁桥架：结构与偏轨箱形梁基本 相似，只是副腹板开有许多矩形孔洞，自重减轻， 加强通风散热，便于内部维修，但制造较为麻烦。
4、箱形单主梁桥架：由一根宽翼缘偏轨箱形主梁 与端梁不在对称中心连接，以增大桥架的抗倾翻力 矩能力。小车偏跨在主梁一侧使主梁受偏心载荷， 最大轮压作用在主腹板顶面的轨道上，主梁上要设 置一到两根支承小车反滚轮的轨道。该桥架制造成 本低，主要用于起重量较大、跨度较大的门式起重 机。
3、腹板上挠度的制备
考虑主梁的自重和焊接变形的影响，为满足技 术规定的主梁上挠要求，腹板应预制出数值大于技 术的上挠度，一般跨中上挠度的预制值fm可取 （1/350~1/450）L。目前，上挠曲线主要有二次抛 物线、正弦曲线以及四次函数曲线等。
国内的起重机制造一般采用二次抛物线上挠计 算法。 上挠度的制备方法多采用先划线后气割，切出 相应的曲线形状。在专业生产时，也可采用靠模气 割。
1）盖板水平倾斜： b≤ B/250 2）腹板垂直偏斜： h≤ H/250 3）弯板直角偏差：折合最外端间隙不大于1.5mm
4）同一端梁两端弯板高低差： ≤ 5mm
5）同一车轮两弯板高低差： g≤ 2mm
3、小车轨道
起重机轨道有四种：方钢、铁路钢轨、型钢轨 和特殊钢轨。 轨道安装的安装方法： 1）焊接压板 2）螺栓压板 小车轨道安装时应满足下列要求： 1）小车轨道的高低差c： 当轨距T≤ 2.5m，c=3mm；T>2.5m， c≤ 5mm ； 2）轨距偏差为±5mm； 3）轨道的局部弯曲，在任意2m范围内不大于1mm
对Π形梁内壁的所有焊缝，就国内而言，大多 还是采用焊条电弧焊。较理想的是用CO2气体保护 焊，以减小变形，提高生产效率。为使Π形梁的弯 曲变形均匀，应沿梁的长度方向由偶数焊工对称施 焊。
5、下翼板的装配
下翼板的装配关系到主梁最后的成形质量。 装配时先在下翼板上划出腹板的位置线，将Π 形梁吊装在下翼板上，两端用双头螺杆将其 压紧固定，然后用水平仪和线锤检验梁中部 和两端的水平和垂直度及拱度，如有倾斜或 扭曲时，用双头螺杆单边拉紧。
4）球罐的整体热处理
第三节 船舶结构的焊接工艺
一、船舶结构的类型及特点
1、船舶板架结构的类型及使用范围
1）纵骨架式：板架中纵向构件较密，间距较小，而横向构 件较稀，间距较大；用于大型油船的船体，大中型货船的甲 板和船底，军用船舶的船体。
2）横骨架式：板架中横向构件较密，间距小而纵向构件较 稀，间距大。用于小型船舶的船体，中型船舶的弦侧、甲板 和民船的首尾部。 3）混合骨架式：板架中纵、横向构件的密度和间距相差不 多，除特种船舶外，很少使用。
4、装焊Π形梁
1）装肋板：采用划线定位的方式。
2）焊接肋板与上翼板焊缝：翼板未预制旁弯，应 由外侧向内侧焊（a）；如翼板预制旁弯，焊接方 向如图（b）所示。
外侧
a
b
外侧
焊接顺序及焊接方向
腹板装好后，即应进行肋板与腹板的焊接。焊 前应检查变形情况以确定焊接顺序。如旁弯过大， 应先焊外腹板焊缝；如旁弯不足，应先焊内腹板焊 缝。
分段造船是由两个或两个以上零件装焊成而的部件和零 件组合而成。它可分为平面分段、半立体分段和立体段三种。 平面分段有隔舱、甲板、舷侧分段等；立体分段有双重底、 边水舱等；半立体分段介于二者之间。如甲板带舷部、舷部 带隔舱、甲板带围壁及上层建筑等。
整体造船法的焊接工艺
1）先焊纵横构架对接焊缝，再焊船壳板及甲板的对接焊缝， 最后焊接构架与船壳板及甲板的连接角焊缝。 2）船壳板的对接焊缝应先焊船内一面，然后外面碳弧气刨 扣槽封底焊。甲板对接焊缝可先焊船内一面，背面刨槽进行 平对接封底焊或采用埋弧焊。也可以采用外面先平对接焊， 船内采用刨槽仰焊封底。
五、桥架的装配与焊接工艺
1、桥架装焊工艺的选择
（1）作业场地的选择 （2）垫架位置的选择 （3）桥架的组装基准 （4）桥架的装焊顺序
2、桥架组装焊接的工艺要点
（1）组装主、端梁
（2）组装焊接走台 （3）组装焊接小车轨道
第二节 压力容器的生产工艺
一、压力容器的基本知识
压力容器是能承受一定压力作用的密闭容器， 它主要用于石油化工、能源工业、科研和军事工业 等方面；同时在民用工业领域也得到了广泛应用， 如煤气或液化石油气罐、各种蓄能器、换热器、分 离器以及大型管道工程等。
下翼板与腹板的间隙应不大于1mm，定位焊时应 从中间向两端同时进行。主梁两端弯板处的下翼 板可 借助起重机的拉力进行装配定位焊。
6、主梁纵缝的焊接
主梁有四条纵缝，尽量采用埋弧焊焊接。焊接 顺序视梁的拱度和旁弯的情况而定。当拱度不够时， 应先焊下翼板左右两条纵缝；挠度过大时，应先焊 上翼板左右两条纵缝。
2、端梁
按照受载情况分为两类：
1）端梁受有主梁的最大支承压力，即端梁上作用有 垂直载荷。
2）端梁没有垂直载荷，只起联系主梁的作用，它在 垂直平面几乎不受力，在水平面内仍属刚性连接并受 弯矩的作用。
连接方式：
依据桥架宽度和运输条件，在端梁上设置一个或 两个安装接头，接头处采用高强度螺栓连接板。
技术要求
二、桥架主要部件的结构特点 及技术标准
1、主梁 肋板
上翼板 腹板 下翼板
主梁的组成：由左右腹板、上下翼板及长、短肋板 组成。
技术要求如下： 1）上拱度：fk=L/700~L/1000（L为主梁的跨度） 2）旁弯：fb=L/1500~L/2000（L为主梁的跨度） 3）腹板波浪变形：在受压区e<1.2δ 4）上翼板水平度：c≤ B/250 5）腹板垂直度：a≤ H/200 6）肋板之间距离公差：±5mm
球罐按其瓣片形状分为橘瓣式、足球 瓣式及混合式。
橘瓣式
橘瓣式球罐 按直径大小和 钢板尺寸分为 三带、四带、 五带和七带橘 瓣式球罐。
足球瓣式
优点：所有瓣 片的形状、尺寸 都一样，材料利 用率高，下米和 切割比较方便， 但大小受钢板规 格的限制。
混合式
混合 式球罐的 中部用橘 瓣式、上 极和下极 使用足球 瓣式，常 用于较大 型球罐。
翼板与腹板的拼接接头不应布置在同一截面上， 错开距离不得小于200mm；同时，翼板及腹板的拼板 接头不应安排在梁的中心附近，一般应离中心2m以上。
2、肋板的制造
肋板是一个长方形，长肋板中间开有减轻孔。 短肋板用整料制造，长肋板可用整料制作，也可用 零料拼接。
要求肋板宽度差不能太大，只能为1mm左右， 肋板的四个角应保证90度，尤其是肋板与上盖板接 触处的两个角更应严格保证直角。
1、中轨箱形梁桥架：由两根主梁和两根端梁组成。 主梁外侧分别设有走台，轨道放在梁的中心线上， 小车载荷依靠主梁上翼板和肋板来传递。结构工艺 性好，主梁、端梁等部件可采用自动焊接，生产率 高，但变形量大。