金属材料的焊接性和焊接结构的设计.ppt

*第一节焊接材料的选择焊接结构在满足工作性能要求的前提下，首先要考虑选择焊接性较好的材料。①低碳钢（wc0.25%)和碳当量小于0.4％的低合金钢都具有良好的焊接性，设计中应尽量选用；含碳量大于0.4％的碳钢、碳当量大于0.4％的合金钢，焊接性不好，设计时一般不宜选用。若必须选用，应在设计和生产工艺中采取必要措施。②焊接异种金属时，一般要求接头强度不低于被焊钢材中的强度较低者，并应在设计中对焊接工艺提出要求，按焊接性较差的钢种采取措施，如预热或焊后热处理等。第32页,共46页，星期六，2024年，5月*③设计焊接结构时，应多采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材，以降低结构重量，减少焊缝数量、简化焊接工艺，增加结构件的强度和刚性。对形状比较复杂的部分，还可以选用铸钢件、锻件或冲压件来焊接。第33页,共46页，星期六，2024年，5月*第二节焊接接头的工艺设计一、焊缝的布置合理的焊缝位置是焊接结构设计的关键，与产品质量、生产率、成本及劳动条件密切相关。其一般工艺设计原则如下：(1)焊缝布置应尽量分散焊缝密集或交叉，会造成金属过热，加大热影响区，使组织恶化。因此两条焊缝的间距一般要求大于三倍板厚，且不小于100mm。第34页,共46页，星期六，2024年，5月*(2)焊缝的位置应尽可能对称布置如图所示的焊件，焊缝位置偏离截面中心，在同一侧。由于焊缝的收缩，会造成较大的弯曲变形。应使焊缝位置对称，焊后不会发生明显的变形。第35页,共46页，星期六，2024年，5月*(3)焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置对于受力较大、结构较复杂的焊接构件，在最大应力断面和应力集中位置不应该布置焊缝。大跨度的焊接钢梁：板坯的拼料焊缝应避免放在梁的中间。第36页,共46页，星期六，2024年，5月*(3)焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置对于受力较大、结构较复杂的焊接构件，在最大应力断面和应力集中位置不应该布置焊缝。压力容器的封头应有一直壁段：如图b应改为e状态，使焊缝避开应力集中的转角位置。直壁段不小于25mm。第37页,共46页，星期六，2024年，5月*(3)焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置对于受力较大、结构较复杂的焊接构件，在最大应力断面和应力集中位置不应该布置焊缝。在构件截面有急剧变化的位置或尖锐棱角部位：则易产生应力集中，应避免布置焊缝。例如图c应改为f的状态。第38页,共46页，星期六，2024年，5月*(4)焊缝应尽量避开机械加工表面。有些焊接结构是一些零件，需要进行机械加工，如焊接轮毂、配管件、焊接支架等。焊缝位置的设计应尽可能距离已加工表面远一些，如图c、d。第39页,共46页，星期六，2024年，5月*(5)焊缝位置应便于焊接操作布置焊缝时，要考虑到有足够的操作空间。如图a、b、c所示的内侧焊缝，焊接时焊条无法伸入。若必须焊接，只能将焊条弯曲，但操作人的视线被遮挡着，极易造成缺陷。因此应改为d、e、f所示的设计。第40页,共46页，星期六，2024年，5月*(5)焊缝位置应便于焊接操作布置焊缝时，要考虑到有足够的操作空间。埋弧焊结构要考虑接头处在施焊中存放焊剂和熔池保持问题。第41页,共46页，星期六，2024年，5月*(5)焊缝位置应便于焊接操作布置焊缝时，要考虑到有足够的操作空间。点焊与缝焊应考虑电极伸入方便(图4-44)。第42页,共46页，星期六，2024年，5月*二、接头形式的选择与设计接头形式应根据结构形状、强度要求、工件厚度、焊后变形大小、焊条消耗量、坡口加工难易程度、焊接方法等因素综合考虑决定。1．接头形式焊接碳钢和低合金钢常用的接头形式： 对接接头 T形接头 角接接头 搭接接头第43页,共46页，星期六，2024年，5月*对接接头受力比较均匀，是最常用的接头形式，重要的受力焊缝应尽量选用。第44页,共46页，星期六，2024年，5月*角接接头与T形接头受力情况都较对接接头复杂，但接头成直角或一定角度连接时，必须采用这种接头形式。第45页,共46页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第46页,共46页，星期六，2024年，5月关于金属材料的焊