焊接结构设计
焊接结构设计
钢板厚度不同的角接与T形接头受力焊缝，可考虑 采取过渡形式。
4．其它焊接方法的接头与坡口形式
埋弧焊的接头形式与焊条电弧焊基本相同。但由于 埋弧焊选用的电流大、熔深大，所以板厚小于12 mm时 可不开坡口(即I形坡口)单面焊接。 板厚小于24 mm时，可不开坡口双面焊接。
焊更厚的工件时，必须开坡口。
强度等级低的低合金结构钢： • 焊接性与低碳钢基本相同， • 钢材价格也不贵， • 强度能显著提高， 条件允许时应优先选用。 强度等级较高的低合金结构钢： • 焊接性能虽然差些，但只要采取合 适的焊接材料与工艺，也能获得满意 的焊接接头。
设计强度要求高的重要结构可以选用。
镇静钢 脱氧完全，组织致密，质量较高，可选作重要的焊 接结构。 沸腾钢 焊接时易产生裂纹。厚板焊接时还可能出现层状撕 裂。不宜用作承受动载荷或严寒下工作的重要焊接 结构件以及盛装易燃、有毒介质的压力容器。
异种金属的焊接 必须特别注意它们的焊接性及其差异。 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。
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。Βιβλιοθήκη 第二节工艺设计原则：
焊接接头的工艺设计
(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，其焊缝位置的 设计应尽可能距离已加工表面远一些。
(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。
点焊与缝焊应考虑电极伸入方便。
焊缝应尽量放在平焊位置，应尽可能避免
1．接头形式
对接接头 T形接头 角接接头 搭接接头
焊接结构生产课程设计任务书及要求
焊接结构生产课程设计任务书及要求任务背景随着工业的发展和技术的进步，焊接技术在现代制造业中扮演着至关重要的角色。
焊接结构的生产是一个关键部分，它要求工程师能够设计、计划和生产高质量的焊接结构。
本课程设计要求学生利用所学知识，通过实践锻炼，掌握焊接结构生产的基本原理和技能。
任务目标本课程设计旨在培养学生的焊接结构设计、规划与生产能力，提高学生的实践操作能力、工作团队合作意识和问题解决能力。
任务要求1.学生应根据所学知识和实践经验，选择一个具体的焊接结构项目作为课程设计的对象。
2.学生需要对所选择的焊接结构项目进行详细的调研和分析，包括设计要求、使用环境、材料选择等方面。
3.学生应能够编制焊接结构的设计方案，并绘制出相应的工程图纸。
4.学生需要进行焊接工艺的分析和选择，包括焊接方法、焊接材料、焊接参数等。
5.学生应设定合理的焊接生产计划，并能组织实施焊接生产。
6.学生需要编制焊接结构的质量控制计划，包括焊接质量检验和评定标准。
7.学生应编写课程设计报告，内容包括项目背景介绍、调研分析、设计方案、焊接工艺分析、焊接生产计划、质量控制计划等。
8.学生应进行课程设计成果的展示和答辩，包括对设计方案、焊接工艺、生产计划和质量控制计划的解释，并回答评委的提问。
评分标准1.课程设计报告的完整性和准确性。
2.设计方案的合理性和可行性。
3.焊接工艺的分析与选择是否合理。
4.焊接生产计划的科学性和高效性。
5.质量控制计划的完备性和可行性。
6.课程设计成果展示和答辩的表达和解释能力。
提示与建议1.在开始课程设计之前，建议学生了解焊接结构生产的相关理论知识，并积累一定的实践经验。
2.在调研和分析阶段，学生应广泛收集相关信息，与相关领域的专家和从业人员进行交流，获得专业指导。
3.在设计方案阶段，学生应充分考虑实际生产条件和要求，选择合适的焊接方法和材料。
4.在焊接生产计划和质量控制计划的编制过程中，学生应合理安排工作顺序与时间，确保生产的高质量和高效率。
焊接结构设计..
不合理 A.手工电弧焊
合理
不合理
B.埋弧焊
合理
>75°
不合理
C.点焊或缝焊
合理
图8-1 焊缝位置与操作空间的关系
（2）.焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形。
①焊缝焊缝应避开最大应力和应力集中的部位。
对接
搭接
角接
T形接头
★焊接接头形式的选择：
选用何种接头主要依据焊接方法、焊件结构特点和使用 要求等因素。 （1）焊接方法: 1）熔焊适用于各类接头形式； 2）电阻点焊和缝焊须采用搭接接头； 3）对焊和摩擦焊须采用对接接头； 4）钎焊多采用搭接接头。 （2）焊件结构特点和使用要求： 1）承载较大的接头宜采用对接，以减少应力集中； 2）承载较小可采用搭接、角接、Ｔ形接。
焊接工艺设计示例 实例 结构名称 ：中压容器（见下图） 材料 ：16MnR（钢板尺寸1200 5000） 料厚 ：筒身12mm，封头14mm， 人孔圈20mm，管接头7mm 。 生产数量 ：小批生产。试制定焊接工艺方案。
筒身 封头 管接头
人孔 3000
解: （1）焊缝布置、焊接次序 根据板料尺寸，筒身应分为三节，分别 冷卷成形，为避免焊缝密集，三段筒身上的纵 焊缝可相互错开180°；封头应采用热压成型， 与筒身连接处应有30 ~ 50 mm的直段，使焊 缝躲开转角应力集中处。人孔圈因其板厚较大， 一般加热卷制。
不合理
合理 图8-4 焊缝位置与应力和变形的关系
（3）焊缝应避开加工表面，尤其是已加工表面， 以免影响加工表面的精度。
不合理 合理
不合理
焊接结构件设计原则
焊接结构件设计原则焊接件结构设计概括起来讲就是要保证产品的制造合理性、经济合理性、使用安全性。
1.制造合理性1）焊接件应具有好的定位基准——保证组装的可操作性。
2）考虑焊接时操作方便，结构特殊更应考虑焊缝的布置，在设计图1 结构中应保证焊接作业时的最小间距L;在图2中（a）结构设计不合理，（b）结构设计合理。
3）毛坯上与其他件连接的部分应离开焊缝至少3mm4）焊缝的位置应使焊接设备的调整次数和工件的翻转次数为最少。
2.经济合理性方面1）考虑最有效的焊接位置，以最小量焊接达到最大量效果。
2）在不影响产品性能的前提下，长焊缝尽量采用间断焊缝。
3）根据产品机构特点，尽量设计为平焊、横焊，避免立焊、仰焊。
4）正确选用角焊缝的计算厚度。
角焊缝在较小的负载下，不必计算强度，可按经验确定焊角高度尺寸K，即按连接钢板中较薄的板厚考虑。
5）一般情况下尽量不要把焊缝布置在加工面上。
6）根据不同的焊接方法和板厚确定合理的坡口形式：如V型坡口焊缝制备简单，但焊接工作量大，使焊接成本提高；X型坡口焊缝，但制备较复杂，焊接工作量小，在对接焊缝中可适当选用，在角缝中双面角焊缝填充金属小，并能承受较高负载，变形也小，应优先采用。
3.使用安全性方面1）避免将焊缝设计在应力容易集中的地方，特别是重要部件或承受反复载荷的焊接件，更应注意这一点。
合理布置构件的相互位置，以保证焊接件的刚性。
2）焊缝的根部在避免处于受拉应力的状态3）直接传递负载的焊接件，采用整体嵌接为好，将工作焊缝转为联系焊缝。
4）箱形焊接结构件应设计为折弯件的拼焊。
5）避免焊缝过分集中，以防止裂纹、减少变形；同时，焊缝间应保持足够的距离。
6）焊接端部产生锐角的地方，应尽量使角度变缓；薄板筋的锐角必须去掉，因为尖角处融化。
焊接结构设计实例。
焊接结构第7章焊接结构力学特征及结构设计
附图2 大兴西红门直径21m短程线网壳设计
28/253
2. 桁架结构组成及杆件截面形状
桁架结构由上弦杆、下弦杆和腹杆三部分组 成。
桁架结构中常用的型材有工字钢、T型钢、管 材、角钢、槽钢、冷弯薄型材、热轧中薄板以及冷 轧板等。
图7-3给出了常用上弦杆的截面形式。上弦杆 承受以压应力为主的压弯力，尤其上部承受较大的 压应力，因此构件应具有一定的受压稳定性，结构 部件必须连续，必要时加肋板（如图7-3d,e）。
经过短时高温快速冷却的焊接热循环作用， 使得焊接结构具有自身独特的力学特点。
（1）较大的残余应力和变形 （2）应力集中系数较大 （3）焊接接头性能不均匀 （4）对材料敏感性强，易产生焊接缺陷
8/253
只有正确认识并掌握了这些特点，做 到合理的结构设计、正确的材料选择、优 质的焊接设备、合理的焊接工艺和严格的 质量控制，才能生产出综合性能优良的焊 接结构。
4/253
（2） 塑性和韧性好 轧制钢板具有良好的塑性，在一般情况下， 不会因为局部超载造成突然断裂破坏，而是事 先出现较大的变形预兆，以便采取补救措施。 轧制钢板还具有良好的韧性，对作用在结构上 的动载荷适应性强，为焊接结构的安全使用提 供了可靠保证。 （3） 整体性强、刚性大 焊接结构为一个整体，具有较大的抗变形
前言
由于焊接结构的使用目的不同，所用的材 料种类、结构形式、尺寸精度、焊接方法和焊 接工艺也不相同，这就使得焊接结构种类颇多。 但焊接结构的主要作用是一致的，那就是能够 长时间承受自身重量及外部载荷而保持其形状 和性能不变。
本章只从大型焊接结构的角度考虑，讨论 焊接结构的特点、类型、力学特征和设计思路， 进一步对典型焊接结构产品进行力学特征和焊 接接头设计分析。
焊接结构课程设计
焊接结构课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握焊接结构的基本理论、方法和相关技术，培养学生具备焊接结构的设计、制造和检验能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解焊接结构的定义、分类和应用领域；（2）掌握焊接原理、焊接工艺和焊接方法；（3）熟悉焊接结构的应力分析、变形控制和质量检验。
2.技能目标：（1）能够根据工程需求选择合适的焊接工艺和方法；（2）具备焊接结构设计和制造的基本能力；（3）掌握焊接质量检验的方法和技巧。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队合作精神；（2）增强学生对焊接技术的兴趣和热情；（3）培养学生对工程安全和质量的重视。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.焊接结构的基本概念和分类；2.焊接原理和焊接工艺；3.焊接方法及其应用；4.焊接结构的应力分析与变形控制；5.焊接质量检验与评估。
具体安排如下：第1周：焊接结构的基本概念和分类；第2周：焊接原理和焊接工艺；第3周：焊接方法及其应用；第4周：焊接结构的应力分析与变形控制；第5周：焊接质量检验与评估。
三、教学方法为了实现课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握焊接结构的基本理论和方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解焊接结构的实际应用和问题解决；3.实验法：通过实验操作，使学生掌握焊接工艺和质量检验方法；4.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的焊接结构教材；2.参考书：提供相关的焊接技术书籍，供学生拓展阅读；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段；4.实验设备：准备齐全的焊接设备和材料，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问和讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力；3.考试：进行期中和期末考试，评估学生对课程知识的掌握程度。
结构设计知识：焊接结构设计的基本原理与方法
结构设计知识：焊接结构设计的基本原理与方法焊接结构设计的基本原理与方法焊接结构设计是现代工程技术的重要组成部分。
在工程领域中，焊接结构的设计、制作和使用都占据着重要的地位。
这些焊接结构不仅需要满足其在使用过程中的性能要求，还需要考虑其与其他零部件的协调性、较高的安全性以及较低的维护成本等因素。
在这篇文章中，我们将介绍焊接结构设计的基本原理和方法，以帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。
焊接结构的基本原理焊接结构的基本原理是在设计阶段考虑到产生热量的曲线和同时产生的剪切力。
基于这个原理，焊接结构必须考虑以下因素：1.结构的荷载焊接结构的设计必须满足其所在环境的荷载要求，例如建筑物、桥梁、机器设备等。
这些荷载分为静荷载和动荷载两种类型。
静荷载指工作过程中不会发生变化的荷载，如桥梁自重；动荷载指工作过程中会有变化的荷载，如汽车行驶在桥梁上产生的振动荷载。
焊接结构必须考虑并满足所承受的荷载要求。
2.材料的性质焊接结构必须采用与应用相适应的合适材料，其中材料的性质包括机械和物理性质，如韧性、强度、刚度等等。
根据结构设计和制造需要，不同材料的组合可以产生不同的焊接结构。
3.结构的几何形状焊接结构的几何形状对其性能影响很大。
在设计焊接结构时，必须考虑其内部形状、材料的厚度、焊缝和角度等因素。
在选定设计方案时，必须对这些因素进行分析和计算。
4.焊接方法焊接方法也是设计焊接结构时需要考虑的重要因素。
设计人员必须了解不同的焊接方法及其适用范围。
不同的焊接方法将对结构的强度、精度、形状和寿命等方面产生不同的影响。
焊接结构的设计方法针对上述基本原理，下面介绍一些常用的焊接结构设计方法。
1.分析需求在设计焊接结构之前，需要进行一些分析工作。
首先，需要明确焊接结构的设计需求和目标，例如所需要承载的荷载、使用环境等。
设计人员需要充分了解这些相关因素，以便能够根据实际要求进行设计。
2.选择材料正确选材是生产焊接结构的关键，以获得最佳性能和经济性。
焊接结构设计
焊接结构设计
图16-16
瓶体装配焊接Βιβλιοθήκη 图焊接结构设计 2、焊接工字梁
结构名称：焊接梁（图16-10）；
主要组成：上、下翼板，腹板，肋板；
材
料：20钢；
尺 寸：钢板最大长度2500mm，板厚分别选用6，8和 10mm； 生产类型：大批生产
设计要点：该结构用低碳钢板（20钢）下料拼焊，材 料可焊性好。焊接工艺设计中需要集中考虑的是梁柱 的受力状况和防止应力与变形，切实保证焊接质量。
焊接结构设计
设计焊接件时, 不仅要考虑到焊件的使用性能， 还要考虑焊件结构的工艺性能，使焊件生产简便、质 量优良、成本低廉。焊件结构工艺性应包括结构材料 的选择、接头形式、焊缝布置等方面。 一. 合理选择焊接材料 1. 在满足焊接件使用性能的前提下，应尽量选用 焊接性能良好的材料。低碳钢和普通低合金钢的焊接 性良好，价廉，焊接工艺简单，易于保证焊接质量， 应优先选用。而＞0.5%C的碳钢和碳当量＞0.6%的 合金钢焊接性能不好，应尽量避免采用。 在选用两种不同材料进行焊接时，应注意它们焊 接性的差异。
焊接结构设计
三. 合理布置焊缝
1. 焊缝的位置应便于操作
视频
焊接结构设计
2. 焊缝应避开应力最大和应力集中的部位 视频
焊接结构设计
3. 焊缝布置应尽可能分散 视频 焊缝的交叉和密集使接头部位严重过热，组织 恶化，性能下降，而且会产生变形和裂纹(图4-27)。
焊接结构设计
4. 焊缝位置应尽可能对称，以便减少变形
焊接结构设计
3.坡口形式、选用及加工要求 当焊件厚度较大时，为保证焊透，接头处应根据 工件厚度加工出各种坡口，如图4-24(a) 、(b) 、(c) 。
焊接结构设计