机械制图(六)焊接

4.5 ------表示焊点直径； [3] ------ 根据图示说明，表示此项为CC或SC项； 6 --------表示这是第六处CC或SC 项； BETWEEN ①AND ②------ 表示①件和②件两点之间的焊 点； 12X ------ 表示这两个之间的点焊数量为12个。
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焊接
a)、喇叭形焊缝：
b) 、单边喇叭形焊缝：
21 为电阻点焊（在不至 于引起误解时，可省略 尾部标注）；焊点中心 在两工件的接触面上； 焊点直径为5，共4 点， 沿Фd 圆周均布。
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焊接
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焊接
塞焊缝，直径8mm， 共2个焊缝
焊缝符号的意义？
圆周角焊缝，焊 脚高5mm
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焊接 欧美焊接符号举例
接； ●特别适用于厚板（＞20mm）的纵缝环缝的焊接；
●也可以进行不锈钢和低合金高强钢的带极堆焊。
6
7
水下焊接
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电 子 束 焊
9
三 钨极氩弧焊( TIG ) Tungsten Inert—Gas arc welding

焊接
1 基本原理——也称非熔化极氩弧焊，
利用惰性气体作保 护气体，电极用难 熔金属（钨或钨合 金）棒，焊件作为 另一个电极。通过 钨极与焊件之间产 生的电弧加热和熔 化焊件及填充金属， 形成焊接接头。
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焊接
2 工艺特点
●保护效果好，焊接质量高； ●焊接应力变形小；
●操作方便，适用于空间各种位置焊接
●电弧稳定 ●焊接成本高 ●设备复杂 ●对表面清理要求高
■适用于不锈钢、耐热钢及铜、钛、铝、
镁等有色金属的（＜3mm）薄板焊接或重
要构件的打底焊。
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四 点焊
焊接
点焊—将焊件装配成搭接接头，并压紧在两极之间，接通电 流后利用电阻热将焊件局部熔化，形成焊点的方法。 ■是一种高速、经济的连接方法。适 用于可以采用搭接接头不要求气密 性，厚度＜3mm冲压、轧制的薄板 结构。
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正确 标注！
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由于焊缝标注不正确造成现场焊接不符合规范要求！ TK-JXB-003 规范 要求 的焊 缝
现场 焊接 实物
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谢谢大家!
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焊接 (2)坡口设计原则： a. 经济性原则：在满足强度要求的前提下，选择合理的接头 和坡口，减少焊材的填充量，提高焊接效率。 b. 考虑坡口加工：优先选择便于加工的坡口，如V形、X形。U 形和双U形坡口，加工相对困难。
c. 避免焊接缺陷：采用不适当的坡口形式容易产生焊接缺陷。
比如：坡口角度过大，致使焊接热输入大，工件变形；钝 边过高，不能完全熔透，残留的钝边即成了缺陷源。
锤击焊缝法 预热法 加热“减应区” 热处理法 降低焊缝拘束度 小线能量焊接
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4.3.控制和矫正焊接变形的措施
4.3.1 防止变形： 焊前组装时采用反变形法
焊接
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刚性固定法 能量集中的焊接方法 预热、锤击、散热 选择合理的装配焊接顺 序
焊接
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4.3.2 矫正 机械矫正法 火焰矫正法
§对称焊缝和双面焊缝时，可不加虚线。 §尾部的标注： 相同焊缝数量/焊接方法/焊缝质量等级/焊缝位置/焊接材料/其 他（必须按顺序排列，不管箭头线的方向） §必要时，允许箭头线弯折一次。 §相同焊缝要求：坡口尺寸相同；焊缝符号相同；焊缝位置相 同；焊接件相同（板厚相同，焊缝长度相等）。
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焊接
1.3.2 焊 接 方 法 代 号
机械制图
第六部分 焊接
焊接
该焊缝标注 是否正确？
2
焊接
这个呢？
3
目 录
一、概述
焊接
二、焊接的特点及应用
三 、钨极氩弧焊 四 、点焊 五 、焊接件的表达 六、焊接应力和变形
七、金属焊接性
八、焊缝设计原则 九、焊接标注示例
4
焊接
一、概述
Summarization
焊接的实质:通过加热或加压（或两者并用），用或不用填 充金属，使焊件形成原子间结合的一种连接方法。不可拆卸 的连接。 焊接方法的分类Classification –熔焊方法常以热源的种类命名， 气 焊（气体火焰为热源） 电弧焊（电弧为热源） 电渣焊（熔渣电阻热为热源） 激光焊（激光束为热源） 电子束焊（电子束为热源） 等离子弧焊（压缩电弧为热源） –钎焊:利用熔点比母材低的填充金属熔化以后,填充接头 间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种方法。 –压力焊：如电阻焊:焊接过程中需要加压的一类焊接方法。
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d. 最小焊脚尺寸 美国焊接学会结构的焊接规程(D1.1-72)如下：
焊接
母材厚度(mm)
最小焊脚尺寸(mm)
≤6
6～12 12～20
3mm
5mm 6mm
20～38
38～57 57～152
8mm
10mm 12mm
>152
16mm
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焊接
(4)考虑可操作性
接头位置设计不当，造成焊工无法操作或施焊困难， 势必导致焊接缺陷，为此设计时要考虑操作空间。
×
√
×
√
√
×
√
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√
九、焊接标注示例 5 35×50
焊接
双面角焊缝，对称交 （30） 错，焊脚尺寸为5， 焊缝段数为35，焊缝 长度为50，焊缝间隔 为30。
左:角焊缝，焊脚尺 寸为5，焊缝长250， 共4 处。 右：单边V 形焊缝， 两面对称， 焊缝厚度为5，焊缝 长250。
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焊接
表示：焊点直径5， 焊点数量10，间隔 30，共3 处。
3t 离要符合相关容器上相邻焊缝最小距离为 100m m 采用刚性较小的接头形式 尽量采用对称的焊接接头 在拉应力区域，避免几何不连续性,如图2所示
图1 39
图2
4.1、工艺措施：
焊接
合理选择焊接顺序和方向(先横后纵)
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焊接
4.2、从设计和工艺二个方面考虑

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二、焊接的特点及应用
焊接
焊接生产的特点：优点是：连接性能好；省工省料成本 低；重量轻；可简化工艺。缺点是：不可拆卸；焊接接 头组织和性能要变坏；要产生焊接应力、变形和缺陷。 焊接生产的应用及适用范围
– 制造金属结构 – 机器零部件和工具 – 修补
●适用于碳钢、低合金钢、耐热钢及不锈钢长焊缝的水平位置焊
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3、坡口的设计 (1)坡口作用：主要是增大熔深，提高焊缝截面的 α 有效厚度。
H p b
焊接
以对接Y形坡口为例： 坡口角度α：35～60°，α太大增加加工余量、焊接成本 和变形； 钝边高度p：需要熔透时一般为1～3mm； 根部间隙b：保证钝边熔透，一般2～4mm，过大容易形成 虚焊； 坡口深度H：根据需要的焊缝厚度来设定。
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焊接
评价金属焊接性的二个参数
冷裂纹敏感系数 除化学成分外，板厚（刚性约束）、焊缝 含氢量等也对焊接性有影响。 Pe=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15 +V/10+5B+h/600+H/60(%) 防止裂纹要求的最低预热温度: Tp=1440Pc-392(℃)
工件1
工件2
点焊
12
缝焊
五 焊接件的表达
焊接
1、焊缝基本符号、坡口及焊接方法代号 (GB/T 324-2008、 GB/T 5185-2005 、GB/T 12212-1990、 GB/T 985.1-2008、 GB/T 985.4-2008) 焊接是机械结构常见的一种连接方式。设计者可按要求的 连接强度选择不同的焊缝，又可按机件材料的不同选择不同 的焊接方式。 1.1 焊缝符号表示法
焊接
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焊接
5 焊后消除残余应力的方法
●整体高温回火
●局部高温回火 ●振动法 ●机械拉伸法
●温差拉伸法
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七、金属焊接性 Weldability of Metal 1. 金属焊接性的概念 – 金属材料对焊接加工的适应性。 – 在一定焊接条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 – 决定于金属材料本身性质和加工条件。包括二方面 的内容: 结合性能：指某种材料在给定的焊接工艺条件下，形 成完整而无缺陷的焊接接头的能力 。 使用性能 ：指在给定的焊接工艺条件下，焊接接头或 整体结构满足使用要求的能力 。
加热 冷却
应力 无—有
固定 阻挡 固定 33 固定
如果在加热和冷却过程中,完全不能膨胀和收缩,这时有焊接残余 应力而没有残余变形。 由于焊接是局部加热,在加热和冷却过程中,有一定的刚性约束, 加热时金属受压应力,产生塑性压缩变形;在冷却过程中,如图所示, 不能完全自由收缩,也能收缩一些,因此金属受拉应力并保存下来, 这就是焊接残余应力。
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1.3.3 焊接位置 平焊 立焊 横焊 仰焊 （船形焊接 全位置焊） 工作位置：P 倾 角：S 转 角：R
焊接
PA PB PC PD PB PC
平 焊：PA 平角焊：PB 横 焊：PC 仰角焊：PD 仰 焊：PE 旋转焊：PK
PD
PE
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1.3.4 焊接标注说明
焊接
（1）坡口尺寸的标注 对一般焊缝，只标注基本符号，不标注坡口尺寸，坡口尺寸由工艺 决定；对有强度、气密性等要求的焊缝或受结构限定的特殊坡口，应标 注坡口尺寸，必要时用图示法绘制坡口结构图。
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1.2 焊 缝 符 号
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1.3 焊缝标注
焊接
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1.3 焊缝标注
焊接
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焊接 1.3.1 焊缝接头及标注
接头
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焊接 §箭头线直截指向接头的焊缝，表示焊缝在箭头侧，即施焊侧。 §基本符号在实线侧时，表示焊缝在箭头侧；基本符号在虚线 侧时，表示焊缝在非箭头侧。 §在标注“ ”形焊缝时，箭头应指向带有坡口一侧的工件。
采用一个闭合尾部， 表示用参考标识显 示特定的说明（如 A1程序文件等）。
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焊接 上：焊缝截面形状为单 边喇叭形，整个工件长 度连续施焊。 下：角焊缝，焊脚尺寸 为3，三面有焊缝，整 个工件长度连续施焊。
135 为CO2 气体保护焊 （MAG 焊）。焊缝截面 形状为单边喇叭形，焊缝 对称，焊脚尺寸为10，整 个工件长度连续施焊，外 表面为平面。
30° ,1
（2）对接焊缝有效厚度S由坡口结构和工艺保证，焊后无法测量，一般不标注。 （3）对接焊缝坡口结构相同的焊缝，可在技术要求中说明。 如：未注/所有焊缝为连续角焊缝，焊脚高为相连两板中较薄板的厚度 未注/所有焊缝为连续“I”型焊缝。
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六、焊接应力和变形
焊接
1. 焊接应力和变形的形成和危害.焊接应力增加结构工作时的应力,降 低承载能力;焊接变形影响组装质量,矫正变形增加成本,还要降低 塑性。 2、产生原因 如图所示，金属材料如果整体均匀加热和冷却,能完全自由膨胀和收 缩,则在加热过程中产生变形,不产生应力;冷却后,恢复到原来的形状和 尺寸,没有残余变形,也没有残余应力。
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焊接 八、 焊缝设计原则 (1)对接接头： 特点：应力集中相对较小，能承受较大的静载荷和较高的疲 劳交变载荷。注意：板厚不同,应将厚板削薄后对接。
L≥3 （δ2-δ1）
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焊接 (2)搭接接头：两焊件相互错叠，在焊件端头进行焊 接的接头。
特点：应力分布不均匀，疲劳强度较低； 焊前准备和装配工作比对接接头简单； 横向收缩量比对接接头小； 适用于被焊结构的狭小处以及密闭的焊接结构。
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2. 金属焊接性的间接评价 碳当量 把钢中合金元素（包括碳）的含量按其对 焊接性影响程度换算成碳的相当含量， 其总和叫碳当量。 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%)
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2. 金属焊接性的间接评价
焊接
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当CE＜0.4％时,焊接性良好,一 般不需预热; CE=0.4～0.6％时, 焊接性较差,一般需要预热和采 取其它工艺措施; CE＞0.6时,焊 接性差,需采取较高的预热温度 和其它严格的工艺措施.
现以钢板对焊为例说明焊接残余应力的产生过程,如图所示。
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3、焊接变形：
焊接
横向收缩变形
角变形
纵向收缩(厚度收缩量较小，可忽略)
变形 35
变形
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焊接
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焊接 4、减少和消除焊接应力的措施 设计措施： 尽量减少焊缝数量及尺寸 (采用折弯件) 避免焊缝过分集中 与交叉,如图1所示。相邻焊缝最小距