焊接结构件工艺设计
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
焊接结构生产工艺过程
焊接结构生产工艺过程1. 简介焊接结构是一种将金属零件通过焊接工艺连接在一起的结构形式。
它具有连接牢固、成本低、生产效率高等优点，在工业生产中得到广泛应用。
本文将介绍焊接结构的生产工艺过程，包括焊接前准备、焊接工艺选择、焊接设备和焊接操作等内容。
2. 焊接前准备在进行焊接结构生产之前，需要进行一些必要的准备工作。
2.1 材料选择首先，需要根据焊接结构的要求选择合适的材料。
通常情况下，焊接结构所采用的材料应具有良好的焊接性能和力学性能，能够满足设计要求和使用环境的要求。
2.2 设计和制作焊接接头其次，根据焊接结构的设计要求，进行接头的设计和制作。
接头的设计应考虑到焊接过程中的应力分布和变形情况，合理选择接头形式和尺寸。
2.3 清洁和除锈在进行焊接之前，需要对焊接区域进行清洁和除锈处理，以确保焊接接头的质量。
清洁和除锈可以采用化学清洗、机械碰磨等方法进行。
3. 焊接工艺选择选择合适的焊接工艺对于焊接结构的质量和效率至关重要。
常用的焊接工艺包括手工电弧焊、气体保护焊、氩弧焊等。
3.1 手工电弧焊手工电弧焊是一种常用的焊接工艺，通过电弧产生高温，在焊接区域形成熔融池，然后使用焊条进行填充，形成焊缝。
手工电弧焊适用于焊接结构的小批量生产。
3.2 气体保护焊气体保护焊是一种在焊接过程中使用保护气体包裹焊接区域的焊接工艺，常用的保护气体有氩气、二氧化碳等。
气体保护焊的优点是焊缝质量好、成形美观，适用于对焊接质量要求较高的焊接结构。
3.3 氩弧焊氩弧焊是一种在焊接过程中使用纯氩气保护焊接区域的焊接工艺。
氩弧焊通常用于焊接薄壁结构和对焊接质量要求较高的材料，如不锈钢、铝合金等。
4. 焊接设备焊接设备是焊接结构生产中不可缺少的一部分。
常用的焊接设备有焊接机、焊枪、焊接切割机等。
4.1 焊接机焊接机是焊接结构生产中使用的电源设备，将电能转化为焊接工艺所需的电流和电压。
根据焊接工艺的不同，焊接机可以分为手动焊接机和自动焊接机。
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
焊接结构制造工艺流程
焊接结构制造工艺流程一、设计与准备阶段。
这就像是我们要盖房子之前先画图纸一样。
在焊接结构制造之前，得先有个好的设计方案。
工程师们要根据这个结构将来的用途、要承受的力、所处的环境等好多因素，把这个焊接结构的形状、尺寸、各个部件的连接方式等都设计好。
比如说要造个桥梁的焊接结构，那这个桥的跨度、能承载的车流量、当地的气候条件都会影响设计。
然后就是材料的准备。
这就像我们做手工得先找好材料一样。
要根据设计的要求，选择合适的金属材料。
不同的金属有不同的性能，像强度、韧性、耐腐蚀性这些。
而且材料的质量可得把好关，不能有裂缝、夹杂这些缺陷，不然就像盖房子用了坏砖头，肯定不结实。
二、材料加工。
材料准备好之后，就像我们拿到一块大木头要先切割一样，对于金属材料也要进行加工。
比如说切割，得把材料切成设计要求的大小和形状。
这个切割的方法有很多种，像火焰切割、等离子切割、激光切割等。
火焰切割比较传统，成本低，但是精度可能相对差一点；激光切割就很厉害啦，精度高，切口也很整齐，不过设备比较贵。
切割完了还可能要进行弯曲、成型等操作。
比如说要做个弯曲的管道结构，就得把直的材料弯曲成需要的形状。
这时候工人师傅就得用专门的设备，小心翼翼地操作，不然弯错了就麻烦啦。
三、焊接阶段。
这可是焊接结构制造的重头戏呢。
焊接就像是用胶水把各个部件粘起来，只不过这个“胶水”是通过高温或者其他方式让金属连接在一起。
焊接的时候，焊工师傅要选择合适的焊接方法。
常见的有手工电弧焊、气体保护焊等。
手工电弧焊就像是老师傅用画笔在金属上画画一样，不过这个画笔是焊条，通过电弧产生的高温把焊条和母材融化在一起。
气体保护焊呢，就是在焊接的时候用气体把焊接区域保护起来，防止空气里的氧气等杂质进入，这样焊接出来的质量更好。
焊工师傅的技术可重要啦。
他们得保证焊接的质量，焊缝得均匀、饱满，不能有气孔、夹渣这些缺陷。
这就需要他们有丰富的经验，手要稳，眼要准。
就像我们写字一样，一笔一划都得写好。
焊接结构制造工艺过程制订
焊接结构制造工艺过程制订本章主要介绍工艺规程的基本知识、编制工艺规程的步骤、焊接生产中常用的工艺卡片的使用和典型产品工艺规程的编制。
第一节焊接结构生产工艺规程的基本知识一、生产过程和工艺过程所谓生产过程是指由金属轧制的型材及金属坯料，经过多道工序的加工后，成为半成品或成品，这之间所有劳动过程的总和。
所谓工艺过程，是逐步改变其工件（原材料、毛坯、零件、半成品或成品）的几何形状、尺寸、力学性能、化学性能等的生产过程，它是在生产过程中完成工艺技术要求的技术措施的过程。
二、工艺过程的基本组成1. 工序在一个工作地点，连续完成一个零件（或同时几个零件）的那部分工艺过程，称为工序。
划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续完成。
工序是工艺过程的基本组织部分，并且是生产计划的基本单元。
焊接结构生产工艺过程的主要工序有：划线、下料、成形、边缘加工、制孔、装配、焊接、矫正、成品检验、涂漆等。
2. 工位工件在加工设备所占的每个工作位置称为工位。
3. 工步工件在某一加工工序中，所用的加工设备、工具和各工艺规范均保持不变的那部分工作称为工步。
第二节焊接结构加工工艺规程的编制一、工艺规程的作用编制工艺规程是生产中一项技术措施，在生产中能起到下列作用：1）合理地选择工艺方案，在结构满足正常工作、安全运行的前提下达到最佳的经济效益。
2）根据工艺方案进行生产，组织各工序的技术检验。
有利于尽早发现质量问题，并尽快消除焊接废品。
3）便于组织生产部门根据生产计划和工艺规程下达任务，组织调度安排生产，质量检验、劳动组织、材料供应及成本的核算等，使整个生产有计划进行。
4）在新产品投入生产前，要依据产品的工艺规程进行车间平面设计、设备的选用布置、专用夹具和工艺装备的设计与制造、原材料及人员的配备，以及各辅助部门的安排等。
5）可以不断地积累生产经验，提高企业技术素质和技术水平。
二、编制工艺规程的依据1．产品图样和产品的技术要求1）审查焊接结构总装图、部件图及零件图2）产品生产的技术要求2. 产品的生产纲领某种产品（或零、部件）包括备件和废品在内的年产量称为该产品的生产纲领。
第四节 焊接件的结构工艺性
第四节焊接件的结构工艺性结构工艺性：指在一定的生产规模条件下，如何选择零件加工和装配的最佳工艺方案，因而焊接件的结构工艺性是焊接结构设计和生产中一个比较重要的问题，是经济原则在焊接结构生产中的具体体现。
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3-32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3-32 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3-33所示为考虑手工电弧焊施焊空间时，对焊缝的布置要求；图3-34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3-33 手工电弧焊对操作空间的要求a）合理 b）不合理图3-34 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3-35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3-36所示。
图3-35 气体保护电弧焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理图3-36 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。
起重机焊接结构件制造工艺设计规范流程
一、材料预处理1、原材料装卸货和转移时必须采用专用吊具：配备吊梁的专用吊卡、夹鉗、板钩或者磁铁。
在任何情况下都禁止钢丝绳直接接触钢板进行吊运。
原材料水平或者垂直码(堆)放时必须垫实靠牢，使其处于不受力的自然状态。
暂缓不用的原材料须采取有效的防护措施，远离热源和潮湿处搁置，并用明显记号标明材质和规格型号。
2、所有钢板、重要部位的型材以及氧化锈蚀较重的型材须进行双面抛丸、喷沙或者喷丸处理，使其金属表面呈均匀的近白色。
表面处理完毕后即将喷刷薄层(干燥时间不得超过4min ) 的硅酸锌防锈底漆。
禁止使用在气割和焊接过程中会释放出对人体有害气体的防锈油漆。
3、小吨位起重机主梁用钢板优先选用卷板，卷板在开卷矫平机上矫平。
4、钢板厚度6≤14mm、1m 波浪度＞3mm 和厚度6＞14mm、1m 波浪度＞ 2mm 的板材必须进行矫正整形处理。
整形方法为：机床整形或者人工冷作整形。
人工整形时禁止直接锤击原材料，必须在其上垫6＞8mm 的击打垫板。
不允许火焰整形。
5、型材的初始弯曲程度为： 1m 直线度＞ 1mm 的必须进行矫直处理。
矫直方法为：型钢矫直机滚压或者油压机顶压。
较大规格型材在征得质量负责人允许后允许火焰矫直。
6、润滑和液压油路的钢管进行酸洗处理。
处理后即将在管外壁喷刷防锈底漆，漆后油封二口以防止内壁再次氧化。
有色金属管和橡胶管须经压风吹净其内壁，然后封堵二口待用。
二、原材料下料1、创造负责人须对采购部门提出钢板供应尺寸(主要针对主梁腹板)的要求，以达到科学合理的拼料。
在选择原材料下料时，起重机桥架用材处于最优先地位，以做到主梁、端梁上的钢板拼接焊缝离主梁中心越远越好、焊缝数量越少越好。
2、原材料下料必须有整体下料的概念，主梁、端梁、走台、小车架要统筹考虑，画好经讨论的排料图再行下料。
下料规则为：先下大料再下小料，先大再小先长后短相互套料，使整台行车的材料利用率达到 95％以上。
3、厚度6≤12mm 的钢板用剪床进行直线形下料。
焊接件结构工艺性
材料力学性能
考虑材料的强度、韧性、耐腐蚀 性等性能，以满足焊接件的使用
要求。
材料可加工性
考虑材料的可焊性、切割性、弯 曲和矫直等加工性能，以确保焊
接件制造的可行性。
焊接件结构设计优化
减少焊接变形
通过合理的焊缝布置和焊接顺序，降低焊接变形量，提高焊接件 的几何精度。
优化接头形式
根据材料特性和使用要求，选择合适的接头形式，如对接、角接、 搭接等，以提高焊接质量和效率。
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船舶焊接件的结构应便于焊接 操作，减少焊接难度和焊接变 形。
船舶焊接件的结构应有利于提 高焊接质量和效率，减少焊缝 数量和长度。
案例三：压力容器焊接件结构工艺性分析
压力容器焊接件的结构应满足压 力容器的强度、刚度和稳定性要 求，保证压力容器的安全性和可
靠性。
压力容器焊接件的结构应便于焊 接操作，减少焊接难度和焊接变
提高焊接人员技能水平
培训教育
定期开展焊接技能培训 和教育活动，提高焊接 人员的技能水平。
技能认证
实行焊接人员技能认证 制度，确保焊接人员具 备相应的技能水平。
激励机制
建立有效的激励机制， 鼓励焊接人员不断提高 技能水平和工作效率。
05 焊接件结构工艺性案例分 析
案例一：汽车底盘焊接件结构工艺性分析
04 焊接件结构工艺性改进措 施
优化焊接工艺流程
减少焊接工序
通过优化工艺流程，减少不必要的焊接工序，降低生产成本和提高 生产效率。
标准化焊接工艺
制定标准化的焊接工艺流程，确保焊接质量稳定，提高焊接件的可 靠性。
引入先进的焊接工艺
不断探索和采用先进的焊接工艺，如激光焊接、电子束焊接等，提高 焊接质量和效率。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
焊接方法
金属材料 低碳钢 中碳钢
低合金钢 铸钢 铸铁 铜及其合金 铝及其合金
气 焊
手 弧 焊
埋 弧 焊
氩 弧 焊
电 渣 焊
对 焊
摩 擦 焊
钎 焊
AAAAAAAA AABAAAAA BAAAAAAA AAAAABBB BBCBBDDB BBCADDAA BCCADa） （b）
不合理
方案（c） （d）（e） 合 理
5.尽量减少焊缝的长度和数量 不 合 理
6.尽量使焊缝避开机械加工表面
不合理
合理
合 理
不合理 合理
特点
焊接方法 气焊 手弧焊 埋弧焊 氩弧焊 电渣焊 点焊 缝焊
热影 响区
大 较小 小 小 大 小 小
焊接 变形
大 较小 小 小 大 小 小
生产 率
低 较低 高 较高 高 高 高
可焊 空间 位置
适用(低碳钢) 板厚(mm)
全 常用 0.5～3 全 常用 3～20 平 常用 6～60
全 常用 0.5～30
立 常用 30～400 全 常用 0.5～3
平 常用 3 以下
三.焊缝布置
1.尽量使焊缝位置处于方便操作之处
手工电弧焊的操作空间
不合理
合理
点焊、缝焊的焊缝布置
不合理
合理
2. 尽可能使焊缝避开应力集中部位
方案（a）（b）（c） 不合理 方案（d）（e）（f） 合 理
3.尽可能使焊 缝分散布置
4.尽可能使焊缝对称于中性轴布置