焊接結構工藝性設計時應注意哪些原則？
日期：2021-10-12 13:03:54 瀏覽量：2163 標簽: 焊接
焊接件大部分由鋼板或型鋼焊接而成，鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金、鑄鐵、塑料等材料也可焊接。材料的焊接性是決定結構能否焊接的先決條件，設計人員必須考慮材料的焊接性問題。在設計中應注意焊接接頭和焊縫的設計。盡量使街頭形式簡單、結構連續(xù)，減少力流線的轉折，不宜選擇過大的焊縫焊腳尺寸，減少焊縫截面尺寸，還應該考慮結構制造的可行性與方便性等。
焊接會使焊接結構中產(chǎn)生焊接殘余應力和變形，也會出現(xiàn)某些缺陷。結構設計應盡量減少焊縫數(shù)量，選擇合理的焊縫尺寸和形狀，合理選擇結構形式和安排焊縫位置等。減小變形的工藝措施：反變形法、剛性固定法，選擇合理的焊接方法和規(guī)范，焊接過程中或焊后熱處理消除或降低應力措施，改善焊縫及熱影響區(qū)組織的熱處理，選擇合理的裝配焊接順序等。
關于焊接結構的工藝性設計一般有較多要求，大致可以匯總如下：
焊縫布置的設計：
1、要盡量布置在便于焊接的位置；
2、要盡量布置在平焊的位置；
3、焊縫布置要有利于減少焊接應力與變形；
焊接方法選擇：
根據(jù)工件的尺寸、形狀，工廠的焊接能力、焊接質(zhì)量要求、效率、工藝可行性等來選擇合適的焊接方法；
焊接接頭的設計：
1、焊接接頭設計的依據(jù)：設計要求、焊接難易程度、焊接成本、施工條件；
2、破口形式的設計：一般形式有I\V\X\U四類，選擇的依據(jù)就是：板材厚度、坡口加工方法、焊接工藝性、焊接方法、焊接位置、變形控制、熔透要求、經(jīng)濟型；
焊材的選擇:
優(yōu)先選擇可焊性好的焊材，否則要采取相應措施。
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焊接結構工藝性設計時應注意哪些原則？整理如下：
1、盡可能減少焊縫數(shù)量
注：適當利用型鋼和沖壓件，盡量減少焊縫數(shù)量；采用壓型結構代替筋板結構，可有效的減小薄板的變形。
2、合理安排焊縫位置
注：焊縫盡可能對稱于截面中心軸，或使焊縫靠近中心軸，可減少變形；
3、焊縫應避免過密或交叉
4、焊縫應盡量避開最大應力或應力集中處
注：焊縫應盡量位于彎矩，應力較小處，以及結構構建幾何形狀、尺寸不變的地方。
5、焊縫應盡量避開加工面
注：焊后需加工的工件，焊縫應避開加工面
6、不同厚度工件焊接應注意平滑過渡
注：平滑過渡可減小應力集中
7、應正確選用接頭形式
注：釬焊時應正確選用街頭形式。對接接頭的強度比母材差，只用于不重要的或低負荷的零件：搭接接頭的強度可達到母材強度，搭接長度一般為板厚的2~5倍。銅及其合金的熱導率高，焊接接頭應設計成于熱源相對稱形。使接頭兩側具有相同的散熱條件，得到成形均勻的焊縫。常用對接接頭，盡量不用搭接、T形和內(nèi)角接接頭。
8、應避免三軸交叉的焊縫
注：交叉焊縫容易引起二向拉應力，從而降低了接頭的蘇醒，把筋板頂端切去內(nèi)角，可改善應力狀態(tài)。
9、采用剛性較小的接頭形式
注：用翻邊聯(lián)接代替嵌入式管聯(lián)接，能使焊縫有較自由的收縮余地。
10、避免應力集中
注：在殘余拉應力的區(qū)域內(nèi)避免幾何不連續(xù)性。殘余拉應力的區(qū)域內(nèi)存在幾何不連續(xù)性時，將引起內(nèi)應力的進一步提高。
11、應盡量使焊接端部角度平緩
注：在焊接的端部產(chǎn)生銳角的地方，應盡量使角度變緩，切去加強筋端部的銳角。
12、受彎曲的焊縫未焊的一側不要放在拉應力區(qū)
注：受彎曲的焊縫應設計在受拉的一側，不得設計在受壓未焊的一側，以避免過早失效。
13、手工電弧焊時要考慮焊條操作空間
注：設計的焊縫位置要考慮焊條操作空間，應便于焊接和檢驗。焊條與焊接面成45度角，焊條直線距離阻擋邊最高點垂直距離要大于15mm。
14、埋弧自動焊時應考慮接頭處便于存放焊劑
15、電焊或縫焊應考慮電極伸入方便
注：為了操作方便，角度大于75度為宜。
16、機械接哦股受拉焊縫的設計
注：受拉焊縫設計要考慮焊縫強度，還要考慮支撐焊縫的結構強度，在腹板和翼板間加筋板，腹板變形就小。當承受載荷較大時，應在腹板兩側加筋。
17、采用合理的焊接工藝，避免焊接裂紋
18、改變接頭形式降低接頭應力
注：使工件焊縫變?yōu)槁?lián)系焊縫，降低接頭應力。將單邊V形坡口改為V形坡口，避免鋼板厚度方向承受較大的Z向應力。
19、改變結構形式避免焊縫過分集中
20、采用合理的焊接接頭，盡量避免應力集中
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