焊接结构设计1
焊接结构生产课程设计任务书及要求
焊接结构生产课程设计任务书及要求任务背景随着工业的发展和技术的进步,焊接技术在现代制造业中扮演着至关重要的角色。
焊接结构的生产是一个关键部分,它要求工程师能够设计、计划和生产高质量的焊接结构。
本课程设计要求学生利用所学知识,通过实践锻炼,掌握焊接结构生产的基本原理和技能。
任务目标本课程设计旨在培养学生的焊接结构设计、规划与生产能力,提高学生的实践操作能力、工作团队合作意识和问题解决能力。
任务要求1.学生应根据所学知识和实践经验,选择一个具体的焊接结构项目作为课程设计的对象。
2.学生需要对所选择的焊接结构项目进行详细的调研和分析,包括设计要求、使用环境、材料选择等方面。
3.学生应能够编制焊接结构的设计方案,并绘制出相应的工程图纸。
4.学生需要进行焊接工艺的分析和选择,包括焊接方法、焊接材料、焊接参数等。
5.学生应设定合理的焊接生产计划,并能组织实施焊接生产。
6.学生需要编制焊接结构的质量控制计划,包括焊接质量检验和评定标准。
7.学生应编写课程设计报告,内容包括项目背景介绍、调研分析、设计方案、焊接工艺分析、焊接生产计划、质量控制计划等。
8.学生应进行课程设计成果的展示和答辩,包括对设计方案、焊接工艺、生产计划和质量控制计划的解释,并回答评委的提问。
评分标准1.课程设计报告的完整性和准确性。
2.设计方案的合理性和可行性。
3.焊接工艺的分析与选择是否合理。
4.焊接生产计划的科学性和高效性。
5.质量控制计划的完备性和可行性。
6.课程设计成果展示和答辩的表达和解释能力。
提示与建议1.在开始课程设计之前,建议学生了解焊接结构生产的相关理论知识,并积累一定的实践经验。
2.在调研和分析阶段,学生应广泛收集相关信息,与相关领域的专家和从业人员进行交流,获得专业指导。
3.在设计方案阶段,学生应充分考虑实际生产条件和要求,选择合适的焊接方法和材料。
4.在焊接生产计划和质量控制计划的编制过程中,学生应合理安排工作顺序与时间,确保生产的高质量和高效率。
《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。
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
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。
17/253
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
24/253
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
25/253
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。
19/253
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。
20/253
神舟飞船发射塔架(100多米高)
21/253
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。
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。
焊接车间单跨单层厂房屋建设设结构设计说明
焊接车间单跨单层厂房建设结构设计一、结设计资料1.1 工程概况某工厂拟建一个焊接车间,根据工艺布置的要求,车间为单跨单层厂房,跨度为18m,设吊车15/3t、20/5t吊车各一台,两台吊车工作级别均为A5,厂房不设天窗,地面工作级别为B类。
1.2 结构设计资料a 自然条件基本雪压:0.5kN/m2。
基本风压:0.3kN/m2。
屋面活载:0.5 kN/m2。
抗震设防烈度:该工程位于非地震区,故不需抗震设防。
b 地质条件场地平坦,地面以下0~1.5m为素填土层,1.5m以下为粉质粘土层,ηb=0.3,ηd=1.5。
该土层ƒak =230 kN/m2,Es=8.9MPa,场地地下水位较低,可不考虑其对地基的影响。
1.3建筑设计资料屋面:采用25mm卷材防水屋面,0.3kN/m2,不设保温层,不考虑积灰荷载。
围护墙:采用240mm厚蒸压粉煤灰砖墙,16kN/m3。
外墙为水刷石,0.5kN/m2。
内墙为混合灰砂浆抹面,0.34kN/m2。
门窗:钢门、钢窗,0.45kN/m2。
地面:采用150厚C15素混凝土地面,室内外高差为300mm。
1.4 吊车资料表1 吊车参数1.5 材料a 柱混凝土取C30,主筋用HRB400,箍筋选用HPB235。
b 基础混凝土选用C25,钢筋选用HPB235或HRB335。
二、结构选型2.1 确定屋面做法APP改性沥青防水层20厚水泥砂浆找平层100厚水泥蛭石保温层APP改性沥青隔气层20厚水泥砂浆找平层预应力混凝土大型屋面板围护结构:240mm厚蒸压粉煤灰砖墙,柱距范围内塑钢窗宽度3.6m。
2.2 屋面板选型APP改性沥青防水层 0.3kN/m220厚水泥砂浆找平层 20kN/m3×0.02m=0.4kN/m2100厚水泥蛭石保温层 5kN/m3×0.1m=0.5kN/m2APP改性沥青隔气层 0.05kN/m220厚水泥砂浆找平层 20kN/m3×0.02m=0.4kN/m2——————————————————————————————————共计G1.65kN/m21屋面活荷载为0.5kN/m2,雪荷载为0.5kN/m2。
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 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。
32
(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。
2020/11/6
33
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
2020/11/6
4
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。
2020/11/6
20
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
方洪渊焊接结构学1-2
焊接性的定义
绪论 – 焊接性分析
2、影响焊接性的因素
根据上述分类,可将影响焊接的因素按下面 的方式分类:
影 响 焊 接 性 的 因 素 与材料有关的因素
母材和填充材料 的类型(化学)成 分和显微组织 结构的形状、尺寸、 支撑条件和负载,焊 缝类型,厚度和配置
焊接方法、焊速,焊接操 作,坡口形状,焊接顺序, 多层焊,定位焊。夹紧、 预热和焊后热处理。
绪论 – 焊接性分析
主要影响因素 化学成分 相变、显微组织 焊接温度循环 焊后热处理 构件形状 负载条件 氢含量 目标参数
主要特征值
合金元素含量 相、显微组织、晶粒尺寸 冷却时间、奥氏体化时间 退火时间和温度 板厚、焊缝类型 等效应力、三轴度 焊条药皮、水分
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 焊接热过程
由以上几点可以看出焊接的热过程是十分 复杂的问题,这给分析研究工作带来了 许多困难,但是如果我们能够了解和掌 握焊接热过程的基本规律,能够准确知 道工件任一位置在任一时刻的状态和温 度,则对控制焊接质量,调整焊接工艺 参数,清除焊接应力,减小焊接变形, 预测接头性能等方面均具有重的意义。
焊接结构学教学课件
针对断裂原因,采取相 应的预防措施,如材料 检验、工艺优化、环境 控制等。
THANKS
感谢观看
02
采用预热、后热和缓冷等措施,改善材料的热处理状
态,降低焊接残余应力。
03
对焊接结构进行合理设计,避免焊缝过于集中或交叉
,减小应力集中现象。
焊接变形类型及控制方法
角变形
焊缝横向收缩引起的角变形,可 通过合理安排焊缝顺序、采用反
变形法等措施进行控制。
弯曲变形
焊缝纵向收缩引起的弯曲变形,可 通过采用刚性固定法、预热和后热 等措施进行控制。
疲劳裂纹萌生
焊接接头处存在残余应力和微观组织不均匀性,易导 致疲劳裂纹萌生。
裂纹扩展速率
焊接结构疲劳裂纹扩展速率受材料、应力比、环境等 因素影响。
疲劳寿命
焊接结构疲劳寿命较母材短,受焊接工艺、接头形式 和残余应力等因素影响。
提高焊接结构抗疲劳性能的措施
优化焊接工艺
选择合适的焊接工艺参数,降低焊接残余应 力和变形。
新型焊接材料发展趋势
高性能焊接材料
研发具有高强度、高韧性、耐腐蚀等性能的焊接材料,满足特殊 工程需求。
环保型焊接材料
开发无铅、低尘、低飞溅等环保型焊接材料,降低焊接过程对环境 和操作者的影响。
智能化焊接材料
研究具有自修复、自适应等功能的智能焊接材料,提高焊接质量和 效率。
04
焊接应力与变形
焊接应力产生原因及影响
包括焊缝清理、热处理、检验等,以 提高焊接质量和性能。
焊接质量检查与评估
外观检查
观察焊缝表面是否平整、光滑,有无裂纹、气孔等缺陷。
无损检测
采用超声波、X射线等方法检测焊缝内部是否存在缺陷,评估焊 接质量。
焊接工艺设计说明书
目录第一章管材对接焊缝试件焊接结构设计概述 (2)1.1管材对接焊缝试件焊接结构设计简介 (3)1.2管材对接焊缝试件材料的选择 (3)第二章管材对接焊缝试件工艺设计 (4)2.1确定焊缝的位置 (5)2.2焊接接头形式的设计 (5)2.3焊接方法的选择 (8)2.4焊接材料的选择 (9)2.5焊接工艺参数的选择 (9)2.6焊接工艺卡片的制定 (11)第三章结构设计的工艺过程 (12)3.1焊接原材料的准备 (12)3.2焊前准备 (13)3.3焊接过程 (13)3.4焊后处理及检验 (13)第四章课程设计总结 (14)第五章参考文献 (14)附表一: (15)附表二: (16)第一章管板角接焊缝试件焊接结构设计概述1.1管板角接焊缝试件焊接结构设计简介1.1.1管板角接焊缝试件的结构组成及制造关键点(1)组成;主要有板材、半管(2)制造关键点焊接时,被焊工件的装夹精度以及管板角接焊接1.1.2管板角接焊缝试件的简介及设计要求(1)简介:管材对接焊缝试件是以Φ50mm壁厚为5mm半管与板厚为10的板材焊接的构件,属于非承插焊接。
(2)设计要求:壁厚:管材5mm、板材10mm生产类型:单件生产1.2管板角接焊缝试件材料的选择20MnV(碳素钢(碳含量小于等于0.3%)、普通合金结构钢)的化学成分如下:碳C:0.17~0.24硅Si:0.17~0.37锰Mn:1.30~1.60硫S:允许残余含量≤0.35磷P:允许残余含量≤0.35铬Cr:允许残余含量≤0.30镍Ni:允许残余含量≤0.30铜Cu:允许残余含量≤0.30钒V:0.07~0.1220MnV的性能:20MnV强度、塑性、韧性及淬透性均比20Mn2好。
20MnV相当于20CrNi 钢,可用于制造锅炉、高压容器及管道等。
20MnV钢的强度、塑性、韧性及淬透性均比20Mn2钢为好,钢在油中临界淬透直径达7~14mm,可切削性尚好,渗碳时晶粒长大倾向小,但热处理时有回火脆性。
焊接结构全套课件
2)焊接结构对于脆性断裂、疲劳破坏、应力腐蚀和蠕变 破坏等都比较敏感,
3)焊接结构中存在残余应力和变形, 4)焊接会改变材料的部分性能,使焊接接头附近变为一 个不均匀体’
5)对于一些高强度的材料,因其焊接性能较差,更容易 产生焊接裂纹等缺陷。
(3)减小焊接不足的措施 1)合理的设计结构,正确的选择材料, 2)采用适宜的焊接设备和制定正确的焊接工艺, 3)良好的焊接技术及严格的质量控制。 2.焊接结构在工业发展中的作用 (1)焊接结构被广泛地应用于工业生产的各个部门。
(2)加强现场教学和参观,加深学生的感性认识,还可 以通过多媒体教学等手段开阔学生的视野,培养学生分析 问题和解决问题的能力。
第一章 焊接结构基本知识
1.1 焊接结构基本构件 1.2 焊接接头的基本知识
第一节 焊接结构基本构件
一、机器零部件焊接结构
1 .切削机床的焊接机身, 2.减速器箱体焊接结构。
1.焊接接头的组成 焊接接头由焊缝金属、熔合区和热影响区组成,如图1-
11所示。 2.焊接接头的基本形式 (1)对接接头 两板件端面通过焊接形成135°~180°夹角, (2)搭接接头 两板件部分重叠起来进行焊接所形成的接
头, (3)T形(十字)接头 将一个焊件的端面与另一焊件的表
面构成直角或近似直角,用角焊缝连接起来的接头,
2.焊缝金属的收缩 当焊缝金属冷却,由液态转为固态时,其体积要收缩。
产生焊接应力变形。
3.金属组织的变化 钢在加热及冷却过程中发生相变,可得到不同的组织,
这些组织的比容各不相同,由此也会造成焊接应力与变形。
4.焊件的刚性和拘束 焊件自身的刚性及受周围的拘束程度越大,焊接变形
越小,焊接应力越大;反之,焊件自身的刚性及受周围的 拘束程度越小,则焊接变形越大,而焊接应力越小
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
61
2、焊缝尺寸的标注示例
62
63
64
3、关于焊缝尺寸的其他规定 a)确定焊缝位置的尺寸不在焊缝符号中标注,应将其标 注在图样上。 b)在基本符号的右侧无任何尺寸标注又无其他说明时, 表示焊缝在工件的整个长度方向上是连续的。 c)在基本符号的左侧无任何尺寸标注又无其他说明时, 表示对接焊缝应完全焊透。
11
塞焊缝或槽焊缝
12
点焊缝
13
缝焊缝
14
堆焊
38
2 基本符号的组合
标注双面焊焊缝或接头时,基本符号可以组合使用。
序 号 1 名 称 双面 V 型焊缝 (X 焊缝) 双面单 V 型焊缝 (K 焊缝) 示 意 图 符 号
2
3
带钝边双面 V 型焊缝
4
带钝边双面单 V 型焊缝
5
双面 U 型焊缝
39
3、基本符号和指引线的位置规定
47
4、基本符号的标注示例
48
三、补充符号
补充符号用来补充说明有关焊缝或接头的某些特征(如表面形 状、衬垫、焊缝分布、施焊地点等)。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名 称 符 号 焊缝表面凹陷 焊缝表面凸起 焊趾处过渡圆滑 衬垫永久保留 衬垫在焊接完成后拆除 三面带有焊缝 沿着工件周边施焊的焊缝 标注位置为基准线与箭头线的交点处 在现场焊接的焊缝 可以表示所需的信息
12
(3)根部间隙
焊前,在接头根部之间预留的空隙称为根部问隙。亦称装配间 隙。根部间隙的作用在于焊接底层焊道时,能保证根部可以焊透。 因此,根部间隙太小时,将在根部产生焊不透现象;但太大的根部 间隙,又会使根部烧穿,形成焊瘤。
13
(4)钝边 焊件开坡口时,沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称为钝边。 钝边的作用是防止根部烧穿,但钝边值太大,又会使根部焊不透。
58
59
b)标注规则 尺寸在焊缝符号中的标注方法参见图。 标注规则如下(当箭头线方向改变时,下例规则不变。): 焊缝横截面的尺寸标 注在基本符号的左侧 焊缝长度方向的尺寸标 注在基本符号的右侧 相同焊缝数量(N) 标注在尾部;焊接 方法等也可标注在 尾部。
坡口角度、坡口面角度、 根部间隙的尺寸标注在 基本符号的上方或下方
a)对接接头
b)T 形接头
c)十字接头
d)搭接接头
e)角接接头
f)端接接头
g)套管接头
h)斜对接接头
i)卷边接头
j)锁底接头
9
二、常用坡口的形式
根据设计或工艺需要,将焊件的待焊部位加工并装配成 一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在 焊件厚度上全部焊透的焊缝。 坡口的形式由GB/T985.1-2008《气焊、焊条电弧焊、气 体保护焊和高能束焊的推荐坡口》等标准制定。常用的坡口 形式见图2。
14
(5)根部半径 U形坡口底部的半径称为根部半径。根部半径的作用是增大坡 口根部的横向空间,使焊条能够伸人根部,促使根部焊透。
15
四、Y形、带钝边U形、双Y形三种坡口的优缺点比较
当焊件厚度相同时,三种坡口的几何形状见图5。
a)Y形坡口
b)带钝边U形坡口
c)双Y形坡口
16
(1)Y形坡口 1)坡口面加工简单。 2)可单面焊接,焊件不用翻身。 3)焊接坡口空间面积大,填充材料多,焊件厚度 较大时,生产率低。 4)焊接变形大。 (2)带钝边U形坡口 1)可单面焊接,焊件不用翻身。 2)焊接坡口空间面积大,填充材料少,焊件厚度 较大时,生产率比Y形坡口高。 3)焊接变形较大。 4)坡口面根部半径处加工困难。 (3)双Y形坡口 1)双面焊接,因此焊接过程中焊件需翻身,但焊 接变形小。 2)坡口面加工虽比Y形坡口略复杂,但比带钝边U 形坡口的简单。 3)坡口面积介于Y形坡口和带钝边U形坡口之间, 生产率高于Y形坡口,填充材料比Y形坡口少。
22
(2)余高 指超出焊缝表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的高度称为余 高。焊缝的余高使焊缝的横截面增加,承载能力提高,并且能增加 射线摄片的灵敏度,但却使焊趾处会产生应力集中。 通常要求余高不能低于母材,其高度随母材厚度增加而加大, 但最大不得超过3mm。
23
(3)熔深 在焊接接头横截面上,母材熔化的深度称为熔深。一定的熔深 值保证了焊缝和母材的结合强度。当填充金属材料(焊条或焊丝) 一定时,熔深的大小决定了焊缝的化学成分。不同的焊接方法要求 不同的熔深值,例如堆焊时,为了保持堆焊层的硬度,减少母材对 焊缝的稀释作用,在保证熔透的前提下,应要求较小的熔深。
c)焊接方法的标注 必要时,可在焊缝符号的尾部符号内标注焊接方法代号。
52
焊缝不是角焊缝
53
54
55
三面焊缝标注不合理,宜标注在右箭头处
四、特殊焊缝的标注
表给出了两种常用特殊焊缝的标注示例。
56
57
五、焊缝尺寸
1、焊缝尺寸及在焊缝符号中的标注 a)一般要求 必要时,可以在焊缝符号中标注焊缝尺寸。焊缝尺寸参见表。
a)基本要求
在焊缝符号中,基本符号和指引线为基本要素。焊缝的准确位 置通常由基本符号和指引线之间的相对位置决定,具体位置包括:
—— 箭头线的位置;
—— 基准线的位置; —— 基本符号的位置。
数据 基本符号 数据 指引线 补充符号
数据
40
b)指引线 指引线由箭头线和基准线组成,参见图a。加了尾部 符号的指引线参见图b。
在剖视图或断面图上,焊缝的金属熔焊区,通常应涂 黑表示,如图e。若同时需要表示坡口等的形状时,熔焊 区部分亦可用细实线画出焊接前的坡口形状,如图f所示
e) f)
29
轴测图
用轴测图示意地表示焊缝的画法,如图g、h所示
g)
h)
30
局部放大图
必要时,可将焊缝部位放大表示并标注,如图i所示
i)
31
焊缝应按焊接完成的结果绘制
49
说
明
平面 凹面 凸面 圆滑过渡 永久衬垫 临时衬垫 三面焊缝 周围焊缝 现场焊缝 尾部
焊缝表面通常经过加工后平整
1、补充符号的应用示例
50
2、补充符号的标注示例
51
3、 其他补充标注及说明 a) 周围焊缝 当焊缝围绕工件周边时,可采用圆形的符号。 b)现场焊缝
用一个小旗表示野外或现场焊缝。方法连接的接头称为焊接接头(简称为接头)。 它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在 焊接结构中焊接接头起两方面的作用: 第一是连接作用,即把两焊件连接成一个整体;
第二是传力作用,即传递焊件所承受的载荷。
8
根据GB/T3375-1994《焊接名词术语》中的规定,焊接 接头可分为10种类型,见图1。其中以对接接头和T形接 头应用最为普遍。
a)I 形坡口
b)Y 形坡口
c)带钝边 U 形坡口
10
d)双 Y 形坡口
e)带钝边单边 V 形坡口
三、表示坡口几何尺寸的参数和作用
(1)坡口面 焊件上所开坡口的表面称为坡口面,见图3 。
11
(2)坡口面角度和坡口角度 焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度,两坡 口面之间的夹角称为坡口角度,见图4。开单面坡口时,坡口角度等 于坡口面角度;开双面对称坡口时,坡口角度等于两倍的坡口面角 度。坡口角度(或坡口面角度),应保证焊条能够自由深入坡口内 部,不和两侧坡口面相碰,但角度太大将会消耗太多的填充材料, 并降低劳动生产率。
17
五、焊缝的种类
焊接后焊件中所形成的结合部分称为焊缝。按结合形式,焊缝 可分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和端接焊缝四种。 (1)对接焊缝 在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的 焊缝称为对接焊缝。对接焊缝可以由对接接头形成,也可以由T形接 头(十字接头)形成,T形接头是指开坡口后进行全焊透焊接而焊脚 为零的焊缝,见图8 。
a)
b)
41
①箭头线 焊缝符号的箭头线用细实线绘制。箭头直接指向的 接头侧为“接头的箭头侧” ,与之相对的则为“接头的 非箭头侧” 。
42
②箭头线的位置 箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求,但是在 标注单边V形、单边Y形、单边U形焊缝时,箭头线应指 向带有坡口一侧的工件。
43
③基准线 焊缝符号的基准线由两条相互平行的细实线和细虚线组成。 基准线一般应与图样的底边相平行;必要时也可与底边垂直。 实线和虚线的位置可根据需要互换。
焊接件图
1
第1节 概述
2
使用焊接的连接方式形成的零件称焊接结构件,简 称焊接件。焊接主要是利用电流或火焰产生的热量将被 连接件局部加热至熔化,或以熔化的金属材料填充,或 用加压等方法将被连接件熔接,使焊件达到原子结合的 一种加工方法。焊接是一种不可拆连接,具有连接可靠、 节省材料、工艺简单、结构重量轻、易于现场操作等优 点。焊接在造船、机械、电子、化工、建筑等工业部门 中都得到广泛的应用。
19
(3)塞焊缝 是指两焊件相叠,其中一块开有圆孔,然后在圆孔中 焊接所形成的填满圆孔的焊缝,见图11a。
20
(4)端接焊缝 构成端接接头的焊缝,见图。
21
加结构设计内容
六、表示对接焊缝几何形状的参数
表示对接焊缝几何形状的参数有焊缝宽度、余高、熔深,见图。
(1)焊缝宽度
焊缝表面与母材的交界处称为焊趾。而单道焊缝横截面中,两 焊趾之间的距离称为焊缝宽度。
当需要标注的尺寸数据较多容 易引起误解时,应在尺寸数据 前标注相应的焊缝尺寸符号 60
c)焊缝符号尾部标注内容的次序 尾部需要标注的内容较多时,可参照如下次序排列, 且每个款项应用斜线“∕”分开。 —— 相同焊缝数量;
—— 焊接方法代号;
—— 缺欠质量等级(按照GB/T 19418的规定); —— 焊接材料(按照相关焊接材料标准)。
a)对接接头形成的对接焊缝