焊接接头结构的设计和制造工艺2

5.2 焊接生产工艺过程的设计
5.2.1 焊接生产及其工艺过程设计的内容、步骤与方法 1．焊接生产及其组成部分
焊接生产过程由材料入库开始，在此阶段要先进行材料的复验，包括 力学性能复验和化学成分分析，有些产品还要求对钢板进行探伤检查。接 着进行装焊前的零件加工，包括矫正、划线、号料、下料(机械加工和热 切割)、成形(冲压成形和卷板弯曲成形)等。该工序完成后，则可将加工 好的零件存入中间仓库。然后进行零件或部件的装配和焊接。最后制成的 焊接结构经过修整后，进行涂饰(包括清除焊渣及氯化皮的喷丸处理、钝 化处理和喷漆等)。
6 5600 200 2 0.7 10802
75MPa
合
2 Q
2 M
75.16MPa
合 90MPa 所30°斜上方有10KN的载荷，试校验焊缝是否安全? （K=10mm，[σ’]=160Mpa，[τ’]=0.6[σ’]）
P1
P
30° P2
100
（3）T型接头静载强度计算公式---续
图5-17 箭头线用法举例 a）、b）焊缝在接头的箭头侧及其基本符号位置示例 c）、d）焊缝在接头的非箭头侧及其基本符号位置示例
e） 对称或双面焊缝标注示例
焊缝尺寸的标注原则
焊缝的尺寸符号如图5-1，在图5-1中未出现的符号有：
c－焊缝宽度；l－断续焊或缝焊的焊缝长度；n－焊缝段数或点焊焊点数(图5-14)； e－焊缝间距；K－焊脚尺寸；d－点焊熔核直径；S－焊缝的有效厚度；N －相同焊 缝的数量；h－焊缝余高。
b) 缝焊符号c－焊缝宽度，n－焊缝数，c－每段长度
(2) 辅助符号和补充符号 辅助符号：
表示表面形状特征的符号，即表示焊缝表面是平齐、凹陷或凸 起的情形，应用示例图5-15。不需确切地说明焊缝的表面形状 时，可不用辅助符号。
图5-15 辅助符号应用示意图 a) 平面封底V形焊缝 b) 凸面X形对接焊缝 c) 凹面角焊缝
结构细节设计时应注意的问题： 1) 结构细节应简洁，过渡圆滑，使力线分布均匀。 2) 结构细节应尽量不增加结构的拘束度，不出现截面突然 变化和三轴应力。 3) 焊缝布置应尽量分散，相邻间隔大，避开应力集中最大 部位、高应力应变区等。
2．焊接结构的图样表示法
焊缝及接头的形式通常是用焊缝符号来表示的。焊缝符号也是工程语言 的一种，它可以统一焊接接头图样上的符号。我国的焊缝符号是由国家 标准GB/T324-1988规定的。 焊缝符号的组成内容主要为：基本符号；辅助符号和补充符号 ；指引 线、尺寸符号及数据。
1－三面焊缝符号 2－尾部符号 3－现场符号 4－周围焊缝符号
(3) 指引线、尺寸符号和数据
完整的焊缝符号表示方法最少需要由基本符号和指引线组成，必要时才 加上辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号和数据。
指引线由箭头线和实线、虚线两条基准线两部分组成（图5-14和5-16）。 箭头线相对焊缝位置一般没有特殊要求，但在标注V(单V形)形、Y(单Y形)形、 J形焊缝时，箭头线应指向带坡口一侧的工件（图5-16a）。必要时允许箭头 线弯折一次。基准线一般要与工件底边平行，特殊条件也可与工件底边垂直。
图5-14点焊、缝焊焊缝的基本符号及示意图 a) 点焊符号 b) 缝焊符号
图5-16 补充符号应用示意图 a ) 带垫板的V形焊缝 b) 工件三面带焊缝 c) 现场施焊周围焊缝
标准规定基本符号相对基准线的位置，以确切表示焊缝的位置：
• 焊缝在接头的箭头侧，图a，则将基本符号标在基准线的实线侧，图b； • 焊缝在接头非箭头侧，图c，则将基本符号标在基准线的虚线侧，图d； • 标注对称焊缝或双面焊缝，则可不加虚线，图e。
(2) 辅助符号和补充符号 补充符号：
补充说明焊缝某些特征时采用，包括带垫板符号（如图5-1 c、e、f、t等），三面焊缝符号、周围焊缝符号、现场符号 及尾部符号。应用示例图5-16。
图5-16 补充符号应用示意图 a) 带垫板的V形焊缝 b) 工件三面带焊缝，焊接方法为焊条电弧焊 c) 现场施焊周围焊缝
2) 极限状态设计法焊缝连接的计算
根据GB 50017－2003《钢结构设 计规范》，对于对接焊缝、直角 角焊缝、斜角角焊缝(图5-13)和对 接与角接的组合焊缝(图5-12)等形 式。焊缝应根据结构的重要性、 载荷特性、焊缝形式、工作环境 以及应力状态等情况选用是否熔 透和不同质量等级。
如承受疲劳构件的对接焊缝均 应焊透且焊缝质量为I、Ⅱ级；虽 不计疲劳，但要求与母材等强， 也要求焊透，并应不低于Ⅱ级的 焊缝质量；
重级工作制的吊车梁、起重量 >50t的中级工作制的吊车梁，腹 板与盖板间的角焊缝，要求开坡 口焊透等。
焊缝强度计算公式（表5-9）。
5.1.3 焊接结构细节的设计和焊接结构图样表示法
1．焊接结构细节的设计
焊接接头的结构细节、细部设计对结构的强度(疲劳强度)、 工作性能也有重要影响。例如：梁和柱的肋板布置，焊接容器 的支承形式，接管和开孔等。
例题1
如图所示T型接头焊件，受到工作载荷F为 5.6KN，h为80mm，l为200mm，试校验焊 缝是否安全? （K=10mm，[σ′]=150Mpa [ τ′]=0.6[σ′]）。
解：1Pa=1N/m2，1MPa=1N/mm2
Q
F 2K0h
5600 2 0.7 1080
5MPa
M
6Fl 2k0h2
这些尺寸符号及数据标注原则按图5-18的次序标注，一般只注数据，当 数据较多不易分辨时，可在数据前加相应的尺寸符号。
焊缝的尺寸标注示例见表5-10，焊缝符号的应用示例见图5-19和20。
焊缝的尺寸标注示例（表5-10）
焊缝符号的应用示例---尿素塔内、外套筒结构图
焊缝符号的应用示例---桥式起重机主梁焊接结构图
(1) 基本符号：
表示焊缝横截面形状(剖面形状)的符号，主要接头的焊缝 坡口形式和基本符号见图5-1。
较少用到的塞焊及槽焊缝的基本符号如图5-10g；电阻焊 的点焊或缝焊，其基本符号如图5-14。
图5-10 角(塞)焊缝构成的搭接接头及其受力 g) 为塞焊搭接接头，均承受拉(压)力
图5-14点焊、缝焊焊缝的基本符号及示意图 a) 点焊符号d－焊点直径，n－焊点数