材料成型大作业

材料成型工业大作业

设计题目三：如图所示，焊接梁，材料为20钢，现有钢板最大长度为2500mm，设计要求：确定腹板、上、下翼板、筋板的焊缝位置；选择焊接方法；画出各条焊缝的接头形式；确定各条焊缝的焊接次序。

•确定腹板、上下翼板、筋板的焊接位置•对于上翼板，其总长为5000mm，由于焊缝应避免分布在应力最大位置。在该题中，应力最大位置为梁的中心位置。则上翼板由三段钢板焊接而成。从左至右长度依次为1400mm。2200mm，1400mm。如图1所示，宽度均为300mm，厚度均为10mm。

图1

•对于下翼板，其长度为5000mm，在两转折点处，必定由焊接生成，对于中间长度为4000mm的翼板，同样由三段钢板焊接而成，从左到右依次为800mm，2400mm，800mm，如下俯视图所示，宽度均为300mm，厚度均为10mm。俯视图如图2：

图2

•对于腹板，其总长为5000mm，同样为了避免焊缝位于最大应力处，不讲焊缝设置在中心位置，为了与焊缝1、2、5、6错开一段距离，则中间板长为1600mm，两边板长为1700mm，如下正视图所示，中间板宽为800mm，板厚度为8mm，两侧板在板的一侧宽度变化，其厚度也均为8mm。

图3

•由腹板连接上下翼板的焊缝，如下图所示：

图4

•在图4的基础上加上筋板，对筋板进行一定处理，在每一块筋板的一个角上切除一个三角，进而避免多条焊缝交叉，影响焊接质量。如下图所

示：

•焊接的接头形式

由步骤一种的焊缝位置分析可知，焊缝1、2、3、4、5、6、7、8为对接接头，焊缝9、10、11、12、13、14、15、16、17、18采T形接头。

以焊缝1和焊缝9为例画出接头形式：

焊缝1：

焊缝9：

•选择焊接方法

本次设计所焊接的对象是厚度不大的薄板，焊缝直径不大，在综合考虑设计中的材料和接头形式、空间位置以及生产率和生产费用等因素后，采用焊条电弧焊最为适宜。电焊条选择E5015.

•焊接次序

•上翼板：上翼板上1、2的先后顺序不定，可以先焊接1，也可以先焊接2；

•下翼板：为了后续焊接的方便，先焊接3、4。再焊接5、6，并且3、4的先后顺序不定，5、6的先后顺序不定；

•腹板：腹板上7、8的先后顺序不定；

•用腹板连接上下翼板，为减小变形反应力影响，焊接顺序为

9→10→11→12；

•加筋板，以一对筋板为例，其余肋板进行类似焊接过程，先焊接短焊缝，再焊接长焊缝，焊接顺序为13→15→16→18→14→17

综上，用流程图表示焊接顺序关系：

•主要工艺过程：