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焊接件的结构工艺性

在焊接结构的生产制造中，除考虑使用性能之外，还应考虑制造时焊接工艺的特点及要求，才能保证在较高的生产率和较低的成本下，获得符合设计要求的产品质量。

焊接件的结构工艺性应考虑到各条焊缝的可焊到性、焊缝质量的保证，焊接工作量、焊接变形的控制、材料的合理应用、焊后热处理等因素，具体主要表现在焊缝的布置、焊接接头和坡口形式等几个方面。

一、焊缝布置

焊缝位置对焊接接头的质量、焊接应力和变形以及焊接生产率均有较大影响，因此在布置焊缝时，应考虑以下几个方面。

1．焊缝位置应便于施焊，有利于保证焊缝质量

焊缝可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝和仰焊缝四种型式，如图1所示。其中施焊操作最方便、焊接质量最容易保证的是平焊缝，因此在布置焊缝时应尽量使焊缝能在水平位置进行焊接。

图1焊缝的空间位置

a)平焊b)横焊c)立焊d)仰焊

除焊缝空间位置外，还应考虑各种焊接方法所需要的施焊操作空间。图2所示为考虑手工电弧焊施焊空间时，对焊缝的布置要求；图3所示为考虑点焊或缝焊施焊空间（电极位置）时的焊缝布置要求。

图2手工电弧焊对操作空间的要求

a）合理b）不合理

图3电阻点焊和缝焊时的焊缝布置

a）合理b）不合理

另外，还应注意焊接过程中对熔化金属的保护情况。气体保护焊时，要考虑气体的保护作用，如图4所示。埋弧焊时，要考虑接头处有利于熔渣形成封闭空间，如图5所示。

图4气体保护电弧焊时的焊缝布置

a）合理b）不合理

图5埋弧焊时的焊缝布置

a）合理b）不合理

2．焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形

通过合理布置焊缝来减小焊接应力和变形主要有以下途径：

（1）尽量减少焊缝数量采用型材、管材、冲压件、锻件和铸钢件等作为被焊材料。这样不仅能减小焊接应力和变形，还能减少焊接材料消耗，提高生产率。如图6所示箱体构件，如采用型材或冲压件（图6b）焊接，可较板材（图6a

图6减少焊缝数量

（2）尽可能分散布置焊缝如图7所示。焊缝集中分布容易使接头过热，材料的力学性能降低。两条焊缝的间距一般要求大于三倍或五倍的板厚。？

图7分散布置焊缝

a）不合理b）合理

（3）尽可能对称分布焊缝如图8所示。焊缝的对称布置可以使各条焊缝的焊接变形相抵销，对减小梁柱结构的焊接变形有明显的效果。

图12?不同厚度钢板的对接

手工电弧焊板厚6mm以上对接时，一般要开设坡口，对于重要结构，板厚超过3mm就要开设坡口。厚度相同的工件常有几种坡口型式可供选择，Y型和U型坡口只需一面焊，可焊到性较好，但焊后角变形大，焊条消耗量也大些。双Y型和双面U型坡口两面施焊，受热均匀，变形较小，焊条消耗量较小，在板厚相同的情况下，双Y形坡口比Y形坡口节省焊接材料1/2左右，但必须两面都可焊到，所以有时受到结构形状限制。U型和双面U型坡口根部较宽，容易焊透，且焊条消耗量也较小，但坡口制备成本较高，一般只在重要的受动载的厚板结构中采用。表1例举了气焊、手工电弧焊和气体保护焊焊缝坡口几种形式和尺寸的规定。

表1气焊、手工电弧焊和气体保护焊焊缝坡口形式和尺寸举例

焊件厚度δ/mm

名称

焊缝符号

坡口形式与坡口尺寸/mm

焊缝形式

焊缝标注方法

1～3

不开坡口

（I形坡口）

b=0～1.5

3～6

b=0～2.5

3～26

Y形坡口

α=40°～60°；b=0～3；P=1～4

20～60

U形坡口

β＝1°～8°；b=0～3;

P=1～4；R=6～8;

厚薄接头：如果采用两块厚度相差较大的金属材料进行焊接，则街头处会造成应力集中，而且接头两边受热不匀医产生焊不透等缺陷。国家标准中规定，对于不同厚度钢板对接的承载接头，当两板厚度差（δ-δ1）不超过表2的规定时，焊接接头的基本形式和尺寸按厚度较大的板确定，反之则应在厚板上作出单面或双面斜度，有斜度部分的长度L≥3（δ-δ1），如图12所示。

表2不同厚度钢板对接时允许的厚度差

较薄板的厚度δ1/mm

≥2～5

≥5～9

≥9～12

≥12

允许厚度差（δ-δ1）/mm

1

2

3

4

三、焊接结构工艺图

焊接结构工艺图：使用国家标准中规定的有关焊缝的图形符号、画法、标注等表达设计人员关于焊缝的设计思想，并能被他人正确理解的焊接结构图样。它与一般机器零件工艺图的主要区别在于，它必须要表达出对焊缝的工艺要求。

1、焊缝的图示法和符号表示

⑴．焊缝的图示法表示

如图13所示。焊缝正面用细实线短划表示（图13a），或用比轮廓粗2～3倍的粗实线表示（图13b），在同一图样中，上述两种方法只能用一种。焊缝端面用粗实线划出焊缝的轮廓，必要时用细实线画出坡口形状（图13c）。剖面图上焊缝区应涂黑（图13d）。用图示法表示的焊缝还应该有相应的标注，或另有说明（图

图13用图示法表示焊缝

⑵．焊缝的符