焊接結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計時應(yīng)注意哪些原則？

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(jié)構(gòu)能否焊接的先決條件，設(shè)計人員必須考慮材料的焊接性問題。在設(shè)計中應(yīng)注意焊接接頭和焊縫的設(shè)計。盡量使街頭形式簡單、結(jié)構(gòu)連續(xù)，減少力流線的轉(zhuǎn)折，不宜選擇過大的焊縫焊腳尺寸，減少焊縫截面尺寸，還應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)制造的可行性與方便性等。

焊接會使焊接結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和變形，也會出現(xiàn)某些缺陷。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(guān)于焊接結(jié)構(gòu)的工藝性設(shè)計一般有較多要求，大致可以匯總?cè)缦拢?/p>

焊縫布置的設(shè)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(yīng)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(shè)計：

1、焊接接頭設(shè)計的依據(jù)：設(shè)計要求、焊接難易程度、焊接成本、施工條件；

2、破口形式的設(shè)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(jì)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(yīng)措施。

焊接結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計時應(yīng)注意哪些原則？整理如下：

1、盡可能減少焊縫數(shù)量

注：適當(dāng)利用型鋼和沖壓件，盡量減少焊縫數(shù)量；采用壓型結(jié)構(gòu)代替筋板結(jié)構(gòu)，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(yīng)避免過密或交叉

4、焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力或應(yīng)力集中處

注：焊縫應(yīng)盡量位于彎矩，應(yīng)力較小處，以及結(jié)構(gòu)構(gòu)建幾何形狀、尺寸不變的地方。

5、焊縫應(yīng)盡量避開加工面

注：焊后需加工的工件，焊縫應(yīng)避開加工面

6、不同厚度工件焊接應(yīng)注意平滑過渡

注：平滑過渡可減小應(yīng)力集中

7、應(yīng)正確選用接頭形式

注：釬焊時應(yīng)正確選用街頭形式。對接接頭的強(qiáng)度比母材差，只用于不重要的或低負(fù)荷的零件：搭接接頭的強(qiáng)度可達(dá)到母材強(qiáng)度，搭接長度一般為板厚的2~5倍。銅及其合金的熱導(dǎo)率高，焊接接頭應(yīng)設(shè)計成于熱源相對稱形。使接頭兩側(cè)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(yīng)避免三軸交叉的焊縫

注：交叉焊縫容易引起二向拉應(yīng)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(yīng)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(yīng)力集中

注：在殘余拉應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)避免幾何不連續(xù)性。殘余拉應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)存在幾何不連續(xù)性時，將引起內(nèi)應(yīng)力的進(jìn)一步提高。

11、應(yīng)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(yīng)盡量使角度變緩，切去加強(qiáng)筋端部的銳角。

12、受彎曲的焊縫未焊的一側(cè)不要放在拉應(yīng)力區(qū)

注：受彎曲的焊縫應(yīng)設(shè)計在受拉的一側(cè)，不得設(shè)計在受壓未焊的一側(cè)，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(shè)計的焊縫位置要考慮焊條操作空間，應(yīng)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(diǎn)垂直距離要大于15mm。

14、埋弧自動焊時應(yīng)考慮接頭處便于存放焊劑

15、電焊或縫焊應(yīng)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(jī)械接哦股受拉焊縫的設(shè)計

注：受拉焊縫設(shè)計要考慮焊縫強(qiáng)度，還要考慮支撐焊縫的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在腹板和翼板間加筋板，腹板變形就小。當(dāng)承受載荷較大時，應(yīng)在腹板兩側(cè)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(yīng)力

注：使工件焊縫變?yōu)槁?lián)系焊縫，降低接頭應(yīng)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(yīng)力。

19、改變結(jié)構(gòu)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(yīng)力集中

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