焊接接头结构的设计和制造工艺2
第二章 焊接结构制造工艺设计
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焊接结构制造工艺设计
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二、编制工艺规程的原则
工艺过程需保证四个方面的要求：安全、 质量、成本、生产率。它们是产品工艺的四大支 柱．即先进的工艺技术是在保证安全生产的条件 下．用最低的成本，高效率地生产出质量优良具 有竞争力的产品。 在编制工艺规程时，应深入研究各种典型零件 与产品的规律性．寻求一种科学的解决方法，在 保证质量的前提下用最经济的办法制造出零件与 产品。
焊接结构制造工艺设计
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3 、 焊接工艺规程编制程序
按我国机械工业的工艺管理标准JB/T 9169.2—1998中规定的产品工艺工作程序，工 艺规程编制是在产品结构工艺性审查之后开始的。 若工艺设计作为独立部分来进行，则其编制程序 大致如下:
焊接结构制造工艺设计
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(1)技术准备
1)汇集设计所需的原始资料，包括有关的国家标准、 行业标准和设计规范等。前述各项设计依据应收集齐 全。 2)分析研究生产纲领，并根据生产性质和类型决定生 产工艺的技术水平。 3)研究产品图样和技术要求，以掌握产品结构特点， 了解产品设计意图和质量要求。 4)掌握国内外同类产品生产现状和发展趋势。
焊接结构制造工艺设计 (2)大量生产：
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当产品的种类单一，数量很多，焊件的尺寸和形状 变化不大时，其性质接近于大量生产。因为要长时间重 复加工，所以宜采用机械化、自动化水平较高的流水线 生产、每道工序都由专门的机械和工装完成，加工同步 进行，生产设备负荷越大越好，对于大量生产的产品， 要求制定详细的工艺规程和工序，尽可能实现工艺典型 化、规范化。 (3)成批生产 成批生产的产品具有用期性重复加工的特点，机械 化程度介于单件生产和大量产之间。应部分采用流水线 作业，但加工节奏不同步。应有较详细的工艺规程。
一、焊接接头的设计
焊接接头的设计焊接是制造各种金属制品的一项重要工艺，由于它具有独特优异的技术经济指标。
已被广泛应用于机械制造、石油化工、海洋船舶、航空航天、电力、电讯及家用电器等各个领域。
一、焊接接头的设计：用焊接方法连接的接头称为焊接接头，焊接接头由焊缝、热影响区及相邻母材金属三部份组成。
在一些重要的焊接结构中，如锅炉、压力容器、船体结构中，焊接接头不仅是重要的连接元件，而且与所连接的部件共同承受工作压力、载荷、温度和化学腐蚀。
为此，焊接接头已成为整个金属结构不可分割的组成部分，它对结构运行的可靠性和使用寿命起着决定性的影响。
焊接接头的设计除了考虑焊接接头与母材金属的强度和塑性外，焊接接头的设计主要还包括如下内容：1、确定焊接接头的形式和位置在手工电弧焊中，由于焊件的厚度、结构的形状及使用条件不同，其接头形式及坡口形式也不相同。
根据国家标准GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》的规定，焊接接头的基本形式可分为四种：（见图焊接接头形式A）对接接头：两焊件端面相对平行的接头称为对接接头，它是在焊接结构中采用最多的一种接头形式。
T形接头：一焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角的接头，称为T形接头。
角接接头：两焊件端面间构成大于30度，小于135度夹角的接头，称为角接头。
搭接接头：两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。
有时焊接结构中还有其他类型的接头形式，（见图焊接接头形式B）如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。
焊接接头的形式：主要取决于焊件的结构形状和板厚。
焊接接头的位置：应布置在便于组装、焊接和检查（包括无损检测）的部位。
2、设计焊接接头的坡口形式和尺寸当确定了焊接接头的的形式后，还应设计焊接接头的坡口形式及尺寸：I形对接接头（不开坡口）当钢板厚度在6mm以下，一般不开坡口，采用I形对接接头，只留1~2mm的接缝间隙；V形坡口对接接头（见图V形坡口）当钢板厚度为7~40mm时，可采用V 形坡口，V形坡口分为V形坡口、钝边V形坡口、单边V形坡口、钝边单边V 形坡口四种，它的特点是加工容易，但焊后焊件易产生角变形。
接头结构及接头结构的制造方法
接头结构及接头结构的制造方法一、引言接头结构是工程中常用的连接部件，用于连接两个或更多部分，使其形成一个整体。
接头结构的设计和制造对于工程的稳定性和可靠性至关重要。
本文将介绍接头结构的定义、分类以及常用的制造方法。
二、接头结构的定义接头结构是指用于连接不同部分的构件。
它可以分为刚性接头结构和非刚性接头结构两种类型。
刚性接头结构在连接部位具有较高的强度和刚度，适用于要求较大承载能力和稳定性的工程。
非刚性接头结构则具有更好的可伸缩性和可变形性，适用于要求连接部位能承受一定变形的工程。
三、接头结构的分类根据接头的形式和材料，接头结构可以分为以下几种类型：1. 机械接头结构：通过螺纹、销钉、螺栓等机械连接件将两个部分连接在一起。
机械接头结构的制造过程相对简单，常用于较小的工程项目。
2. 焊接接头结构：通过焊接技术将两个部分永久连接在一起。
焊接接头结构的制造方法多样，包括手工焊接、自动化焊接以及激光焊接等。
焊接接头结构具有较高的强度和稳定性，适用于大型工程项目。
3. 粘接接头结构：通过粘合剂将两个部分连接在一起。
粘接接头结构的制造过程简单，适用于要求连接部位不产生热变形的工程。
4. 搭接接头结构：通过在接头处设计搭接面，将两个部分连接在一起。
搭接接头结构的制造方法简单，适用于要求连接部位能承受一定变形的工程。
四、接头结构的制造方法根据不同的接头结构类型，制造方法有所差异。
以下是常用的接头结构制造方法：1. 机械接头结构的制造方法：按照设计要求，选择合适的机械连接件，并采用相应的加工工艺将其连接在合适的位置。
常见的加工工艺包括钻孔、螺纹加工等。
2. 焊接接头结构的制造方法：根据焊接类型和材料特性，选择合适的焊接工艺和设备进行焊接。
常见的焊接工艺包括氩弧焊、电弧焊以及激光焊等。
3. 粘接接头结构的制造方法：选择合适的粘合剂，根据接头材料的特性进行粘接。
常见的粘合剂包括环氧树脂、胶水等。
4. 搭接接头结构的制造方法：根据设计要求，通过加工将接头部位搭接在一起。
焊接工艺的焊接接头设计原则
焊接工艺的焊接接头设计原则焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于制造业领域。
焊接接头设计是焊接工艺中至关重要的一环，它直接影响到焊接接头的强度、可靠性和寿命。
本文将介绍焊接接头设计的原则，以帮助焊接工艺专业人员提高焊接质量。
一、选择合适的焊接方法在进行焊接接头设计时，首先要根据焊接对象的材料类型、厚度和形状选择合适的焊接方法。
常见的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊、电阻焊等。
不同的焊接方法适用于不同的材料和工件结构，选择合适的焊接方法可以提高焊接接头的强度和可靠性。
二、确定焊接接头的几何形状焊接接头的几何形状对于焊接接头的强度和寿命具有重要影响。
在设计焊接接头时，应根据焊接对象的应力条件和使用条件，合理确定焊接接头的几何形状。
一般情况下，焊接接头的几何形状可以选择为直角型、T型、搭接型等。
此外，还应考虑焊缝的长度和宽度，避免焊接接头出现应力集中和裂纹的问题。
三、保证焊接接头的质量焊接接头的质量直接影响到焊接接头的强度和可靠性。
在焊接接头设计过程中，应注意以下几点来保证焊接接头的质量：1. 选择合适的焊接材料和焊接电流。
焊接材料的选择应考虑其与焊接对象的相容性和强度。
焊接电流的选择应根据焊接材料和焊接接头的厚度来确定，过高或过低的焊接电流都会影响焊缝的质量。
2. 控制焊接温度和焊接速度。
焊接温度过高或焊接速度过快都会导致焊接缺陷的产生，应注意控制好焊接温度和焊接速度，确保焊接接头的质量。
3. 采取适当的焊接工艺措施。
在进行焊接接头设计时，应结合具体的焊接工艺要求，采取适当的焊接工艺措施，如预热、焊前清洁、后焊热处理等，以提高焊接接头的强度和可靠性。
四、考虑焊接接头的使用条件焊接接头在使用过程中会受到不同的力学和环境条件的影响，因此在焊接接头设计时需要考虑到这些使用条件。
具体来说，应根据焊接接头所在的工作环境、工作温度和工作负荷来选择合适的焊接材料和焊接方法，以确保焊接接头在使用过程中能够保持稳定的性能。
焊接工艺设计
焊接工艺设计一、焊接作为一种常见的金属连接技术，在制造和建筑行业中具有广泛应用。
焊接工艺的设计对于确保焊接连接的质量、稳定性和可靠性至关重要。
本文将对焊接工艺设计的主要方面进行详细介绍，以提高焊接工艺的效率和质量。
二、焊接工艺设计的主要步骤1.材料准备：在进行焊接工艺设计之前，首先需要对焊接材料进行充分的准备工作。
这包括选择适当的焊接材料，检查其质量，确保焊接接头的材料相容性。
2.焊接方法选择：根据焊接材料的种类、厚度和应用领域等因素，选择合适的焊接方法。
常见的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等，每种方法都有其适用的场景。
3.焊接设备选择：根据选择的焊接方法，选用相应的焊接设备。
这可能包括焊接机器、电源、电极、气体等。
确保设备的质量和性能符合焊接任务的需求。
4.焊接工艺参数设定：在进行焊接之前，需要设置焊接工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度等。
这些参数的合理设置对于获得稳定、高质量的焊接接头至关重要。
5.焊接接头设计：设计焊接接头的几何形状和连接方式。
确保焊接接头的强度、密封性和耐腐蚀性能。
常见的接头设计包括对接接头、搭接接头、角接头等。
6.预热和后热处理：对于某些特殊材料或厚度较大的工件，可能需要进行预热或后热处理，以减小焊接残余应力，提高焊接接头的性能。
三、焊接工艺设计的关键考虑因素1.焊接材料的选择：不同的焊接材料有不同的熔点、热膨胀系数和导电性等特性，需要根据具体情况选择合适的焊接材料。
2.焊接接头的设计：焊接接头的设计直接影响到焊接的质量和性能，需要考虑接头的类型、几何形状、连接方式等因素。
3.环境条件：确保焊接工作区域的环境条件符合焊接的要求，包括通风情况、温度、湿度等。
4.焊接过程监控：在焊接过程中进行实时监控，采集关键参数，及时发现并纠正焊接过程中的问题，确保焊接接头的质量。
5.安全措施：制定并严格执行焊接现场的安全措施，包括焊接工人的防护装备、紧急处理流程等。
四、常见焊接工艺的特点和应用1.电弧焊：通过电弧产生高温，使工件熔化并形成连接。
焊接接头、结构的设计和制造工艺2
例题2
如图所示吊耳，若在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
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）。
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。
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)。 焊接生产过程可以归结为由制造焊接结构的材料(包括基本金属材料 和各种辅助、填充材料，外购毛坯和零件等)，经设备(材料准备设备、装 配焊接设备等)加工制成产品的过程。
产品焊接接头的设计
产品焊接接头的设计1 前言焊接作为一种机械加工的重要特殊工艺手段．已经在我公司的生产当中有了一定的应用。
随着我国汽车工业的飞速发展及市场竞争的日趋激烈，用户对于变速器的要求，不仅只表现在实物质量方面．而必将在品种上也提出新的需求。
我公司作为变速器生产的专业骨干企业，为了适应市场的这种变化和需求，也必然要在变速器的质量和品种两方面都有所作为。
一些特殊的工艺和设备必将大量地应用于公司的变速器生产中，焊接这种工艺也不例外，必将在公司的生产中得到更广泛的应用。
因此，作为一名焊接工艺人员，在此有必要根据公司以往产品焊接接头设计方面存在的一些不足，结合产品实例从工艺的角度就产品焊接接头设计谈谈自己的粗浅看法，与设计人员商榷，以利于在未来设计产品结构时，能兼顾产品的焊接加工工艺性。
2 实物举例及问题分析焊接加工作为一种特殊工艺，它有其自身独有的加工特点，其过程实为一种局部的冶金熔炼。
因此，要真正掌握和运用好焊接这一特殊工艺，就必须掌握好与此相关的各种知识。
如：冶金物理、化学知识；金属学及热处理知识；工程力学和材料力学知识；焊接材料、材料焊接以及产品焊接结构和结构生产等方面的知识。
产品焊接结构就是讨论产品的结构设计和焊接接头设计的问题，而结构生产则着重讨论焊接结构生产过程中的工艺问题。
理论和实践都告诉我们：合理的焊接接头设计，除了要满足产品的使用功能和强度要求外，还要具备良好的焊接加工工艺性．以保证在实现使用功能的过程中能够使用相对简单的工艺，降低产品的工艺制造成本。
同时，焊接方法种类繁多，工艺特点各有不同。
因此，在进行焊接接头设计时，还要考虑现有设备的生产能力和工艺水平。
既不要提过高无用而又难于实现的要求，增加产品的工艺制造成本，也不能因为现有设备能力的不足而降低产品的设计要求。
要做到合理适当的确很难，但作为企业的工程技术从业人员，我们必须尽力而为。
下面就结合公司现有焊接产品，举例谈一下自己对产品焊接接头设计的粗浅认识。
焊接结构设计与制造作业指导书
焊接结构设计与制造作业指导书第1章焊接结构设计基础 (4)1.1 焊接工艺概述 (4)1.1.1 焊接基本概念 (4)1.1.2 焊接分类 (4)1.1.3 焊接工艺流程 (4)1.2 焊接材料与设备选择 (4)1.2.1 焊接材料 (4)1.2.2 焊接设备 (4)1.3 焊接接头设计 (4)1.3.1 焊接接头类型 (5)1.3.2 焊接接头设计原则 (5)1.3.3 焊接接头设计要点 (5)第2章焊接结构材料 (5)2.1 常用焊接材料功能及选用 (5)2.1.1 焊条 (5)2.1.2 焊丝 (5)2.1.3 焊剂 (5)2.2 焊接材料的热处理 (6)2.2.1 焊后热处理 (6)2.2.2 预热处理 (6)2.2.3 焊接过程中的热处理 (6)2.3 焊接材料的储存与保管 (6)2.3.1 焊接材料的储存 (6)2.3.2 焊接材料的保管 (6)2.3.3 焊接材料的有效期 (6)第3章焊接接头设计要求 (6)3.1 焊接接头类型及特点 (6)3.1.1 对接接头 (6)3.1.2 角接接头 (7)3.1.3 搭接接头 (7)3.1.4 T型接头 (7)3.2 焊接接头设计原则 (7)3.2.1 保证焊接接头强度 (7)3.2.2 减小应力集中 (7)3.2.3 便于施焊和检验 (7)3.2.4 符合经济性原则 (7)3.3 焊接接头应力集中分析 (7)3.3.1 焊接接头应力集中的原因 (7)3.3.2 焊接接头应力集中的影响 (7)3.3.3 焊接接头应力集中控制措施 (7)第4章焊接工艺参数选择 (8)4.1.1 焊接方法选择 (8)4.1.2 焊接工艺参数 (8)4.2 焊接工艺评定 (8)4.2.1 焊接工艺评定目的 (8)4.2.2 焊接工艺评定内容 (8)4.2.3 焊接工艺评定方法 (8)4.3 焊接工艺规程制定 (9)4.3.1 焊接工艺规程内容 (9)4.3.2 焊接工艺规程制定原则 (9)4.3.3 焊接工艺规程的实施与监督 (9)第5章焊接结构制造工艺 (9)5.1 焊前准备 (9)5.1.1 材料检验 (9)5.1.2 材料预处理 (9)5.1.3 焊接工艺评定 (9)5.1.4 焊接工装及设备准备 (10)5.2 焊接过程控制 (10)5.2.1 焊接方法选择 (10)5.2.2 焊接参数控制 (10)5.2.3 焊接操作规范 (10)5.2.4 焊接质量检验 (10)5.3 焊后处理 (10)5.3.1 焊接应力消除 (10)5.3.2 焊缝清理 (10)5.3.3 尺寸检查 (10)5.3.4 表面处理 (11)第6章焊接应力与变形控制 (11)6.1 焊接应力与变形的产生 (11)6.1.1 焊接过程中的热输入 (11)6.1.2 材料性质的影响 (11)6.1.3 焊接顺序和焊接方法 (11)6.2 焊接应力与变形的控制方法 (11)6.2.1 焊接工艺参数的选择 (11)6.2.2 焊接顺序的优化 (11)6.2.3 预热和后处理 (11)6.2.4 焊接支撑和夹具的使用 (11)6.3 焊接残余应力消除与调整 (11)6.3.1 焊后热处理 (11)6.3.2 机械消除应力 (11)6.3.3 激光消除应力 (12)6.3.4 焊接残余应力的检测与评估 (12)第7章焊接结构检验 (12)7.1 焊接缺陷及成因 (12)7.1.2 成因分析 (12)7.2 焊接检验方法 (12)7.2.1 外观检验 (12)7.2.2 无损检测 (12)7.2.3 力学功能检测 (12)7.2.4 金相检验 (12)7.3 焊接检验程序及标准 (12)7.3.1 检验程序 (12)7.3.2 检验标准 (13)7.3.3 检验记录与报告 (13)第8章焊接结构疲劳设计 (13)8.1 焊接结构疲劳概述 (13)8.2 焊接结构疲劳设计方法 (13)8.2.1 疲劳设计原则 (13)8.2.2 疲劳设计方法 (13)8.3 焊接结构疲劳寿命评估 (13)8.3.1 疲劳寿命评估方法 (14)8.3.2 疲劳寿命评估步骤 (14)第9章焊接结构断裂控制 (14)9.1 焊接结构的断裂模式 (14)9.1.1 脆性断裂 (14)9.1.2 韧性断裂 (14)9.1.3 疲劳断裂 (14)9.1.4 气孔和夹杂物导致的断裂 (15)9.2 断裂控制方法 (15)9.2.1 材料选择 (15)9.2.2 焊接工艺优化 (15)9.2.3 焊接结构设计改进 (15)9.2.4 预防措施 (15)9.3 焊接结构安全评定 (15)9.3.1 安全评定方法 (15)9.3.2 安全评定标准 (15)9.3.3 安全评定程序 (15)9.3.4 案例分析 (15)第10章焊接结构典型应用案例 (15)10.1 桥梁焊接结构设计与制造 (15)10.1.1 案例概述 (16)10.1.2 结构设计 (16)10.1.3 制造过程 (16)10.2 船舶焊接结构设计与制造 (16)10.2.1 案例概述 (16)10.2.2 结构设计 (16)10.2.3 制造过程 (16)10.3 压力容器焊接结构设计与制造 (17)10.3.1 案例概述 (17)10.3.2 结构设计 (17)10.3.3 制造过程 (17)10.4 电站焊接结构设计与制造 (17)10.4.1 案例概述 (17)10.4.2 结构设计 (17)10.4.3 制造过程 (17)第1章焊接结构设计基础1.1 焊接工艺概述1.1.1 焊接基本概念焊接作为一种永久性连接金属的方法，是通过加热或加热与压力相结合的方式，使金属材料局部熔化并形成连接的过程。
焊接接头--技术规范标准详PPT课件
焊接接头的基本类型
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1、对接接头 将同一平面上的两个被焊工件的边缘相对焊接
起来而形成的接头称为对接接头。 它是各冲焊接结构中采用最多、也是最完善的一
种接头形式，具有受力好、强度大和节省金属材料的 特点。
但是，由于是两焊件对接连接，被连接件边缘加 工及装配要求则较高。在焊接生产中，通常使对接接 头的焊缝略高于母材板面。由于余高的存在造成构件 表面的不光滑，在焊缝与母材的过渡处会引起应力集 中。
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一般情况下，焊条电弧焊焊接6mm厚度的焊件 和自动焊焊接14mm以下厚度的焊件时，可以不开 坡口就可以得到合格的焊缝，但板间要留有一定的 间隙，以保证熔敷金属填满熔池，确保焊透。
钢板超过上述厚度时，电弧不能熔透钢板，应 考虑开坡口。
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第二节 焊接接头的表示方法
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一、焊缝符号与焊接方法代号
电弧焊接头包括4部分： 焊缝、熔合区、热影响区、焊缝附近的母材。
熔化焊焊接接头的组成
a)对接接头
b)搭接接头
1－焊缝金属 2－熔和线 3－热影响区 4－母材
1
一、接头的基本形式 焊接接头(简称接头)：用焊接方法连接的接头。 常用的焊接接头：
对接接头、T形接头、十字接头、搭接接 头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对 接接头、卷边接头、锁底对接接头等。
在搭接接头中，根据搭接角焊缝受力方向的不同， 可以将搭接角焊缝分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜 向角焊缝。
搭接接头
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搭接接头除两钢板叠在端面或侧面焊接外，还 有开槽焊和塞焊(圆孔和长孔)等。
开槽焊搭接接头的构造如图所示。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。
焊接接头的设计与工艺2015.3
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2、焊缝接头形式
2.4 角焊缝 角焊缝是焊接结构中应用最多的一种接头形式。我 国机械行业在设计焊接结构时，一般采用焊缝尺寸的经验 公式，当焊缝与母材等强时，角焊缝焊脚等于钢板厚度的 3/4，Z=3/4t。如果被焊的两块钢板厚度不同，则t等于较 薄板的厚度。 当按刚度设计时，构件的应力通常是相当低的，经验 做法是焊脚尺寸约为按强度设计所需的1/3～1/2，即 Z=1/4～3/8t。
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3、焊接结构设计
上述标准的局限性
在工程应用中，如果待评估的焊接接头的几何形状及外载荷模式与这些标准中提供的不 同时具有一致性，即难于“对号入座”，那么，评估结果将因人而异，失去一致性。 事实上，这种情况是经常发生的： （1）实际结构的载荷远比实验室疲劳试验机上的载荷复杂，即载荷的多样性； （2）实际结构上焊接接头的几何形状远比疲劳试验样件的几何复杂，及几何的多样性； （3）在计算疲劳寿命时，上述标准需要的名义应力是不存在的； （4）如果用有限元手段 计算应力由于计算结果对有限元网格的大小很敏感，计算结果 也将因人而异。
3、焊接结构设计 3.3疲劳失效的因素 焊接结构日益广泛，而在设计和制造过程中人 为盲目追求结构的低成本、轻量化，导致焊接结 构的设计载荷越来越大；
3、焊接结构设计 3.3疲劳失效的因素 结构有往高速重载方向发展的趋势，对焊接 结构承受动载能力的要求越来越高，而对焊接结 构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。
2
R
3 1.
焊缝根部
4.49
焊趾位置
2.57
焊缝根部
3.73
3
焊趾位置 2.71
3、焊接结构设计 从上表中1、2的对比可以清晰的看出改变焊缝 的形状对根部应力集中的改善作用很小，但是对 焊趾部位的应力集中却有明显的改善。这是应为 随着焊缝形状的改变，圆滑了焊缝与母材的过渡 形式，使力线的扭矩减小，从而减小了应力集中 。
焊接结构生产流程和工艺方法
焊接结构生产流程和工艺方法焊接结构生产的工艺过程，根据产品的技术要求、形状和尺寸的差异而有所不同，并巨工厂中现有的设备条件和生产技术管理水平对产品工艺过程的制订也有一定的影响。
但从总体分析，按照工艺过程中各工序的内容以及相互之间的关系，各工艺过程都有着大致相同的生产流程，如图1所示。
图1.焊接结构生产流程1、生产组织与准备生产组织与准备工作对生产效率和产品质量的提高起着基本保证作用，它包括以下几方面的内容：（1）技术准备焊接结构生产的准备工作是整个制造工艺过程的开始。
它包括了解生产任务，审查（重点是工艺性审查）并熟悉结构图样，了解产品技术要求，在进行工艺分析的基础上，制定全部产品的工艺流程，进行工艺评定，编制工艺规程及全部工艺文件、质量保证文件，订购金属材料和辅料，编制用工计划（以便着手进行人员调整与培训）、能源需用计划（包括动力、水、压缩空气等），根据需要定购或自行设计，制造、装配焊接设备和装备，根据工艺流程的要求，对生产面积进行调整和建设等。
生产的准备工作很重要，做得越细致，越完善，未来组织生产就越顺利，生产效率越高，质量越好。
（2）物质准备根据产品加工和生产工艺要求，订购原材料、焊接材料以及其他辅助材料，并对生产中的焊接工艺设备、其他生产设备和工装夹具、量具进行调配、购置、设计、制造或维修。
材料库的主要任务是材料的保管和发放，它对材料进行分类、储存和保管并按规定发放。
材料库主要有两种，一是金属材料库，主要存放保管钢材；二是焊接材料库，主要存放焊丝、焊剂和焊条。
2、备料加工备料加工是指钢材的焊前加工过程，即对制造焊接结构的钢材按照工艺要求进行的一系列加工。
备料加工一般包括以下内容：（1）原材料准备将钢材（板材、型材或管材）进行验收、分类储存、发放。
发放钢材应严格按生产计划提出的材料规格与需要量执行。
（2）材料预处理其目的是为基本元件的加工提供合格的原材料，包括钢材的矫平、矫直、除锈、表面防护处理、预落料等工序。
焊接接头的形式及示意图
焊接接头的形式及示意图焊接接头共有五种形式，对接，角接，T形，搭接和端接接头。
如图4.2所示，这五种基本接头形式都有一定的焊缝和焊缝符号与之对应。
根据不同的接头设计，每种接头形式又形成各种不同的焊缝，并且这些焊缝与每种接头形式很接近。
接头设计确定了其形状，尺寸和结构。
在图4.1的AWS A3.0 (1994 版) 标准术语和定义中增加了卷边接头和铰接焊接接头。
图4.3，卷边接头是五种基本接头形式中的一种，其形成的焊缝接头中至少要有一组成件是卷边形状。
铰接焊接接头是“有另一工件跨越对接接头并分别焊接在要被连接的工件上”(见图4.4)。
图4.1-AWS A3.0，标准焊接术语及定义形成一个接头的每个工件叫焊接件（或焊件），并分为三类，对接焊件，非对接焊件，铰接焊件。
图4.4和4.5对每种焊件都有描述。
对接焊件是用一个对接件防止另一焊接件沿垂直壁厚方向移动。
例如，对接接头的两个焊件都是对接焊件，T型接头或角接接头中的一个焊接件就是对接焊件。
非对接焊件就是一接头焊件可沿垂直其壁厚方向任意移动。
例如，搭接接头的两个焊件都是非对接焊件，T型接头或角接接头中的一个焊件就是非对接焊件。
铰接焊件就是跨在对接接头上的工件。
图4.4中给出了两个实例，用于连接对接接头的铰接。
焊缝的形式是用接头的几何形状来表示的。
接头的几何形状就是焊前的截面尺寸及形状。
从截面方向上看一接头时，每个焊件的端部形状常常与其焊缝形式及符号相似。
图4.6给出了用于焊接制造中焊缝常见的端部形状。
从图4.7到4.11提供的截面图中可发现焊缝符号与各种端部形状组合之间的关系。
各种不同端部形状的组合也形成了各种不同的接头形状，即形成了如图4.2所示的五种基本接头形式的各种情况。
其它的一些焊缝形式和坡口设计可用它们的结构或者成形的形状来表示，这些形状包括端部的形状或是表面制备的形状。
图4.4——铰接对接接头焊接接头部件接头型式确定后，有必要描述所要求的接头设计。
焊接接头的加工和装配
焊接接头的加工和装配
焊接接头是工程中常用的一种连接方式。
为确保焊接接头质量，需对其加工和装配严格控制。
一、加工
1.焊缝准备
在焊接接头之前需要对其进行处理，以确保焊接质量。
焊缝准备包括切割、制造坡口、打磨并清除钢材表面氧化物等工序。
2.坡口类型选择
坡口类型在很大程度上影响焊接接头的强度和稳定性。
一般使用以下坡口类型：
• V 型坡口：适用于加强板和箱形结构，具有较高的强度。
• U 型坡口：适用于连接厚板，强度较高。
• J 型坡口：适用于板壳结构。
3.焊接工艺
焊接工艺主要包括预热、热输入控制、焊丝材料选择等。
对于大型结构的焊接，还需要采用多人合作的方式进行，确保焊接接头的均匀性。
二、装配
1.预处理
在装配钢结构之前需要进行预处理，包括清洗和检查。
其中检查工
序需要特别注意焊接接头是否符合设计要求，上下件之间的兼容性等
方面。
2.装配方法
装配方法包括滑动、升降等多种方式。
其中，滑动式装配通常在地
面进行，然后将结构推向指定位置。
升降式装配则通过悬挂大型钢筋，缓慢提升钢结构到指定位置然后使用高力气拖动其就位。
这两种方式
都需要具备专业技术人员的协助指导。
3.紧固
在装配完成之后需要对焊接接头进行紧固，以确保结构稳定。
紧固
方法包括螺栓连接和焊接，其中螺栓连接是较常用的一种方法。
总之，焊接接头的加工和装配是钢结构工程中的重要环节，需严格
按照标准操作，确保客户最终获得的钢结构安全耐用。
焊接结构学-焊接接头及其静载强度
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
20
二、电弧焊接头工作应力的分布
1 、对接接头的工作应力分布 对接接头的焊缝形状产生了结 构不连续性，因而引起不同的 应力分布，在焊缝与母材的过 渡处引起应力集中，最大应力 集中部位在焊趾。 应力集中的大小与余高和过渡 区半径有关。
降低 KT 方法：打磨余高、增
L 29300 N 10 98 MPa 29 . 9 mm
取L=32mm, 即当焊缝长度为32mm时,强度满足要求.
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
30
2、搭接接头的静载强度计算
联合搭接角焊缝
计算公式：
F 0 .7 K L
[ ' ]
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
⑤ 角焊缝都是在切应力的作用下破坏,按切应力计 算其强度.
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
25
⑥ 角焊缝的破断面在角焊缝截面的最小高度上, 其值等于内接三角形高.
⑦ 余高和少量的熔深对接头的强度没有影响,但 是,在采用熔深较大的埋弧焊和CO2气体保护焊 时,应给予考虑,角焊缝计算断面高度a为: a=(K+p)cos45° 当K≤8mm时,可取a等于K; 当 K>8mm时,可取p=3mm.
加过渡区半径。
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
21
2 、T型（十字）接头的工作应力
分布 T型（十字）接头有熔透和未熔透 两种。 ① 未熔透的十字接头，在焊趾和 焊根处有较大的应力集中系数，其 中以焊根处为最大。 ② 熔透的十字接头有较小的应力 集中系数。
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
强度较高，优先选用
搭接接头 — 接头强度好。但受力复杂，应力集中严重， 易产生焊接缺陷。
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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