焊接结构生产与实例 教学课件 ppt 作者 赵岩 主编第五章.ppt

第5章 焊接结构工艺性审查及典型生产工艺 5.1 焊接结构工艺性审查 5.1.1 焊接结构工艺性概念及审查的目的 5.1.2 焊接结构工艺性审查的内容 5.1.3 焊接结构工艺性审查的步骤 5.1.4 焊接结构工艺性审查的实例 5.1.1 焊接结构工艺性概念及审查的目的 焊接结构的工艺性，是指设计的焊接结构在具体的生产条件下能否经济地制造出来，并采用最有效的工艺方法的可行性。为了提高设计产品结构的工艺性，工厂应对所有新设计的产品和改进设计的产品以及外来产品图样，在首次生产前进行结构工艺性审查。 焊接结构的工艺性审查时要多分析比较，以便确定最佳方案。如图5—1（a）所示的带双孔叉的连杆结构形式，装配和焊接不方便。图5—1（b） 所示结构是采用正面和侧面角焊缝连接的，虽然装配和焊接方便，但因为是搭接接头，疲劳强度低，也不能满足使用性能的要求。图5—1（c）所示结构是采用锻焊组合结构，使焊缝成为对接形式，既保证了焊缝强度，又便于装配焊接，是合理的接头形式。 焊接结构是否经济合理，还不能脱离产品的数量和生产条件。如图5—2所示的弯头，有三种形式，每种形式的工艺性都适应一定的生产条件。图5—2（a）是由两个半压制件和法兰组成，如果是大量生产又有大型压床的条件下，工艺性是好的。图5—2（b）是由两段钢管和法兰组成，在流速低、单件生产或缺设备的条件下，工艺性是好的。图5—2（c）是由许多环形件和法兰组成，在流速高又是单件生产的条件下，工艺性是好的。以上例子说明，结构工艺性的好坏，是相对某一具体条件而言的，只有用辩证的观点才能更有效地评价。 5.1.2 焊接结构工艺性审查的内容 1. 是否有利于减少焊接应力与变形 2. 是否有利于减少生产劳动量 3. 是否有利于施工方便和改善工人的劳动条件 4. 必须有利于减少应力集中 5. 是否有利于节约材料和合理使用材料 1. 是否有利于减少焊接应力与变形 （1）尽量减少焊缝数量 （2）选用对称的构件截面 （3）尽量减小焊缝尺寸 （4）尽量减少焊缝数量 （5）避免焊缝相交 （6）采用合理的装配焊接顺序 （1）尽量减少焊缝数量 尽可能地减少结构上的焊缝数量和焊缝的填充金属量，这是设计焊接结构时一条最重要的原则。图5—3所示的框架转角，就有两个设计方案，图5—3（a) 设计是用许多小肋板，构成放射形状来加固转角。图5—3（b)设计是用少数肋板构成屋顶的形状来加固转角，这种方案不仅提高了框架转角处的刚度与强度，而且焊缝数量又少，减少了焊后的变形和复杂的应力状态。 （2）选用对称的构件截面 尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置。这种焊缝位置对称于截面重心，焊后能使弯曲变形控制在较小的范围。图5—4为各种截面的构件，图5—4（a）构件的焊缝都在x—x轴一侧，焊后由于焊缝纵向收缩，最容易产生弯曲变形，图5—4(b）构件的焊缝位置对称于x—x轴和y—y轴，焊后弯曲变形较小，且容易防止，图5—4（c）构件由两根角钢组成，焊缝位置与截面重心并不对称，若把距重心近的焊缝设计成连续的，把距重心远的焊缝设计成断续的，就能减少构件的弯曲变形。 （3）尽量减小焊缝尺寸 在不影响结构的强度与刚度的前提下，尽可能地减小焊缝截面尺寸或把连续角焊缝设计成断续角焊缝，减小了焊缝截面尺寸和长度，能减少塑性变形区的范围，使焊接应力与变形减少。 （4）尽量减少焊缝数量 对复杂的结构应采用分部件装配法，尽量减少总装焊缝数量并使之分布合理，这样能大大减少结构的变形。为此，在设计结构时就要合理的划分部件，使部件的装配焊接易于进行和焊后经矫正能达到要求，这样就便于总装。由于总装时焊缝少，结构刚性大，焊后的变形就很小。图5—5所示为800t压床底座的焊接结构示意图，左侧方案比右侧方案的总装焊缝少，而且施焊方便，容易控制变形。因此，按左侧方案设计划分部件是合理的。 （5）避免焊缝相交 尽量避免各条焊缝相交，因为在交点处会产生三轴应力，使材料塑性降低，并造成严重的应力集中。如图5—6所示三条角焊缝在空间相交，图5—6（a）在交点处会产生三轴应力，使材料塑性降低，同时可焊到性也差，并造成严重的应力集中。若把它设计成图5—6（b）所示的形式，能克服以上缺点。 （6）采用合理的装配焊接顺序 对复杂的结构应采用分部件装配法，尽量减少总装焊缝数量并使之分布合理，这样能大大减少结构的变形。为此，在设计结构时就要合理地划分部件，使部件的装配焊接易于进行和焊后经矫正能达到要求，这样就便于总装。由于总装时焊缝少，结构刚性大，焊后的变形就很小。 2. 是否有利于减少生产劳动量 （1）合理的确定焊缝尺寸 （2）尽量取消多余的加工 （3）尽量减少辅助工时 （4）尽量利用型钢和标准件 （5）尽量利用复合结构和继承性强的结构