典型焊接结构生产(梁)全解
焊接结构识图
三、读焊接结构装配图的方法与步骤
1.概括了解 看标题栏、明细表（材
料表） 2.分析视图，想象形状 主、俯、左、局部视图 3.分析尺寸 （1）尺寸分类 定形、定位、总体、配
合、安装尺寸 （2）基准 设计、工艺基准 4了解技术要求
吊装架结构图
支座焊接图
(1)概括了解
图为支座结构，比例为1：4，由一块垫板、一块底板、两块支撑板共4个最基本件 组焊而成，组成吊装架的所有件均为板材厚度为8mm材料为Q235A。
(2)分析视图想象整体形状
表达支座结构，采用了主视图、俯视图、左视图三个视图，表达了组成该构件的结 构形状和尺寸，各组成件的位置关系及位置尺寸。有主视图参照俯、左视图可看 出支座各基本件位置位置关系即：有两块支撑板2对称放置在竖直放置的垫板1 的前方对其起到支撑作用，两块支撑板2的下方由水平放置的底板3将其相连。 左视图采用全剖表达了底板3上孔结构。由俯、左视图可看出垫板1为弧形板， 底板上制有一孔
装配图的规定画法
零件序号及明细栏
第二节识读焊接结构装配图的方法与步骤
一、焊接结构图的视图表达方式 1.整体式 2.分件形式 3.列表形式
二、识读焊接结构装配图的目的
1.了解零（构）件或部件的名称、性能、结构和工作原理 2 .了解零（构）件间的相互位置、连接关系、作用和技术要求 3.了解各零（构）件的主要结构形状、作用和技术要求等。
（3）尺寸要求
支座总高200mm，总长140mm，宽度方向主体尺寸105mm。垫板1，弧形板R350， 玄长140mm，高200m；支撑板2，三角形105x170mm位置尺寸90mm、15mm; 底板3，矩形宽85mm其上孔的位置尺寸为45mm。
（4）技术要求
垫板与之采用现场焊接，四周全部焊接，角焊缝高度8mm；
【精品】焊接结构生产工艺过程
第六章焊接结构生产工艺规程的编制一、焊接结构工艺性审查是制定工艺文件、设计工艺装备和实施焊接生产的前提。
工厂在首次新产品生产时,为了提高设计产品结构的工艺性,往往需要进行焊接结构工艺性审查.另外，在工艺性审查基础上，要制定焊接工艺规程。
焊接工艺规程是指导焊接结构生产和准备技术装备，进行生产管理及实施生产进度的依据。
本章结合部分工程实例，主要介绍焊接结构工艺性审查和工艺规程编制的有关知识.二、第一节焊接结构的工艺性审查三、焊接结构工艺性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。
焊接结构的工艺性是关系着一个产品制造快慢、质量好坏和成本高低的大问题，因此，一个结构的工艺性好坏，也是这个结构设计好坏的重要标志之一。
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是个复杂问题,在审查中应实事求是，多分析比较，以便确定最佳方案。
如图6-1a所示的带双孔叉的连杆结构形式,装配和焊接不方便；图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，可见是合理的接头形式。
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6-2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。
焊工工艺学1_第十一章 梁、柱、框架金属结构件的焊接
第一节 梁、柱、框架金属结构件制造简介
(1)平台式操作机 焊接操作时，将焊机放置在平台上，可在平 台上移动。 (2)悬臂式焊接操作机 这种机构与摇臂钻床相似，焊机装在悬 臂一端，悬臂可升降并可绕立柱转动。 (3)伸缩臂式焊接操作机 其结构与悬臂式操作机相仿，悬臂除 能升降和回转外还可伸缩。 (4)龙门式焊接操作机 焊机安装在龙门架上，可沿龙门架横向 移动。
四、金属结构件焊接工作图的特点 五、金属结构件的焊接通用守则与注意事项
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第一节 梁、柱、框架金属结构件制造简介
表11-1 常用熔焊方法的生产特点一览表
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第一节 梁、柱、框架金属结构件制造简介
表11-1 常用熔焊方法的生产特点一览表
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第一节 梁、柱、框架金属结构件制造简介
表11-1 常用熔焊方法的生产特点一览表
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第二节 梁、柱的焊接
一、梁、柱焊接方法的选择及焊接工艺
1)根据材料的焊接性、厚度和结构与接头刚度，选择焊接材料、 焊接方法、顺序、焊接参数和焊接位置(尽量用平焊位置和采用 自动焊)。 2)检查结构的装配质量、清理情况，自动焊应安置引弧板与弧 出板，并要妥善处理定位焊焊缝。 3)多层及双面的焊接要检查坡口、间隙，焊接中要注意除渣和 清根。 4)根据构件形式选择合理的构件制造简介
2)由单独零件逐件组装，然后焊接、再装配、再焊接，直到完 成整个结构。 3)将结构分成若干组件、部件，将各组件、部件各自单独装配 焊接完毕，合格的组件、部件再总装成结构，焊接总装配焊缝， 这种方法称为分部件装配法。 3.焊接结构生产过程中的焊接工艺 1)合理地选择焊接方法，确定相应的焊接材料。
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第一节 梁、柱、框架金属结构件制造简介
焊接结构生产-装配—焊接工艺装备
(2)螺旋夹紧器螺旋夹紧器一般由螺杆、螺母和主体三部分组成，如图 5-10所示，通过螺杆与螺母的相对旋动达到夹紧工件的目的。
为避免螺杆直接压紧焊件造成表面压伤和产生位移，通常是在螺 杆的端部装有可以摆动的压块。图5-11是常用摆动压块的结构形式。 图5-11a型压块端面光滑,用来夹紧已加工表面；图5-11b型压块端面带 有齿纹，用于比较粗糙的零件表面。压块与螺杆间采用螺纹或钢丝挡 圈略微活动的联接方式。
图5-16铰链夹紧机构结构形式 1—夹紧杆2—手柄杆3—连杆4—支座(架)5—螺杆
(2)液压夹紧器液压夹紧器的传动系统由油箱、过滤网、电动机、液 压泵、压力表、单向阀、换向阀、液压缸等基本部件组成。图5-1７ 所示是液压撑圆器结构形式，适用于厚壁筒体的对接、矫形及撑圆装 配。
图5-17液压撑圆器结构形式 1—心盘2—连接板3—推撑头4—支撑杆5—缓冲弹簧 6—支撑板7—操作机伸缩臂8—液压缸9—导轨花盘
组合夹具是由一些规格化的夹具元件，按照产品装焊的要求拼装而 成的可拆式夹具。适用于品种多、变化快、批量少、生产周期短的场合， 特别是在新产品的试制中更为适用。
小知识在先进的工业国家，对广泛采用的一些夹紧机构已经标准 化、系列化。设计时进行选用即可。我国焊接工作者正进行着这方面 的研究开发工作。个别夹紧机构已有商品供应。 1)定位准确、夹紧可靠。 2)防止和减小焊接变形，减轻了焊接后的矫正工作量。
3)能够保证最佳的施焊位置，焊缝的成形性优良，工艺缺陷明显降 低，可获得满意的焊接接头。 4)利用焊接工装进行焊件的定位、夹紧以及翻转等繁重的工作，改 善了工人的劳动条件。 5)可以扩大先进工艺方法和设备的使用范围，促进焊接结构生产机 械化和自动化的综合发展。 2.焊接工装的分类 焊接工装的形式多种多样，可按其功能、适用范围或动力源等进行 分类。
焊接结构第7章 焊接结构力学特征及结构设计
征
力学特征
体结构的力学特征
焊接结构设计
熟悉焊接结构设计的基本 特点、基本要求、基本方法 和合理性分析；结合典型焊 接结构实例分析，掌握焊接 接头的设计要点
设计基本要求：以实用性 为核心，以可靠性为前提， 以工艺性和经济性为制约条 件。从实用性、可靠性、工 艺性和经济性四方面进行焊 接结构设计的合理性分析
主要考虑的力学性能见表7-2。
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力学性能
一般静载 力学性能
断裂力学 性能
表7-2 焊接结构涉及的力学性能
具体指标
涉及的焊接结构或部件
主要试验方法
屈服强度
所有焊接结构
拉伸试验
拉伸强度
所有焊接结构
拉伸试验
临界失稳压应力 承受压力的支柱、薄板结构
失稳试验
硬度
焊接接头
硬度试验
刚度
梁、机床机身
拉伸试验
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图7-2 网架结构 a) 平面网架 b) 球冠形网壳 c) 曲面网壳 1-内天沟 2-墙架 3-轻质条形墙板 4-网架板 5-悬挂吊车 6-混凝土柱 7-坡度小立柱 8-网架
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附图1 曲面网架钢结构
与弧形网架类似，但曲面网架的空间构造更 富有变化，也更复杂，由多个平面内的弧线或曲 线构成的一个曲面，形成层次更丰富的外观造型。
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7.2 焊接结构力学特征
7.2.1 桁架结构及其力学特征
沈 阳 奥 体 中 心
可容纳6万观众的沈阳奥体中心钢结构工程 主拱全长360米，为全国最大的管桁架结构。
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神舟飞船发射塔架（100多米高）
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1. 桁架结构及适用范围
桁架结构又称为杆系结构，是指由长度远大 于其宽度和厚度的杆件在节点处通过焊接工艺相 互连接组成能够承受横向弯曲的结构，其杆件按 照一定的规律组成几何不变结构。
大型 H 型圆弧梁钢结构件制作工艺介绍
大型H型圆弧梁钢结构件制作工艺介绍摘要：本文介绍了大型H型圆弧梁生产工艺和制作要领，特别是圆弧腹板坡口的开制和焊缝的焊接技巧。
仅供参考。
关键词：圆弧梁焊接技巧工艺1 简介1.1 构件简介大型H型钢弧形梁是大型厂房、体育馆、展览馆、车站和大型酒店结构的一种常见的构件，大型H型钢弧形梁一般是指H型钢变截面或等截面、梁的截面大于1.5-2米，腹板厚度在25-300毫米以上、单件重量达十吨以上的构件，结构上，长度方向的钢板可能存在着不等厚度对接，上下翼缘呈圆弧型，腹板上的加劲板长度不一，位置呈对称或不对称分布。
一般要求梁的上下翼缘与腹板间的T型组焊焊缝未全熔透焊缝，焊缝等级为一级。
外观主要焊缝质量一级，次要部位焊缝质量为二级。
1.2 主材材质常见的弧形梁主材材质多为Q345B。
主材材质应满足国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/TT1591-20088）的规定。
材料进场时需检查合格证及炉批号是否与钢板上的钢印相符，对其外观及尺寸进行检查，表面无锈蚀、麻坑等缺陷；钢材必须具有屈服点、冷弯、冲击韧性及含碳量等四项指标的合格证。
钢材的强屈比≥1.2，且应有明显的屈服台阶，伸长率应＞20%，对于厚度＞30毫米的，对焊道两侧100毫米（22δ+30）左右进行UT检测，确认没有分层和夹层。
2 制作工艺介绍2.1 下料2.1.1 对于H型钢弧形梁，其腹板可采用数控分段下料对接（特别是变截面H型钢梁），朝外侧的两端头在长度方向沿端头形状各伸长10-220mm余量。
对接时应以弦的间断处的弦高控制基准点，以1:1划好线放好样再拼接。
对接前的块料和对接后的整板均要拉对角线检测，并用钢尺检测腹板的平整度。
2.1.2 翼缘板按圆弧的实际展开长度采用火焰直条两面同事垂直下料，长度方向留20-30mm 余量。
2.1.3 务必要注意留有焊接和火焰矫正的收缩余量。
余量必须充分，一要防止主纵焊缝、加筋板焊缝、拼接焊缝的焊接的焊缝收缩造成构件的长度不够，二要考虑焊接后圆弧梁的弧度不够，进行火焰矫正时，造成收缩。
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
第1章 焊接结构中的应力与变形
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图1-3续 均匀加热的杆件的应力和变形
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焊接结构与生产
低碳钢杆件的应力与变形的总结：
构件均匀加热时，如在升温过程中产生塑性变形，那么在自 由冷却时，此变形将保留下来，形成残余变形。 完全约束的杆件，在不高的温度(低碳钢加热到约100℃)时 即产生压缩塑性变形，该变形在自由冷却后将被保留下来。 如果在冷却时受约束，则必然会产生拉应变和拉应力。
b. ε＞εs（加热温度较高）
板条“c”区中将产生压缩塑性变形。在冷 却到原始温度后，应力和变形就不能消失。 如果允许其自由收缩，板条“c”区的长度 将比原来短，其缩短量等于加热时所产生 的压缩塑性变形量。此时板条端面就成了 一个中心凹的曲面。
加热
实际上板条是一个整体，“c”区的收缩受 到两侧金属的限制，截面保持为平面，因 此出现新的变形和应力。
sh
加热
（-） （-） （+）
冷却
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焊接结 (
0 0
B B 0 0
B
B
e
T )dx E [
0
B e
B
e
f ( x)]dx 0
（2） 非对称加热（一侧加热） M x dx E (
（3）根据应力 形成原因
均匀加热引起的应力★ 1.温度应力：由于焊件不 属组织转变时体积变化 受阻 2.相变应力：由于接头金
4
焊接结构与生产
（1）温度应力（热应力）---补充
温度应力是由于构件受热不匀引起的。 如果只让框架的中心杆件受热，而两侧杆件 的温度保持不变，则框架为不均匀加热系统。 此时，中心杆件由于温度上升而伸长，但是 加 这种伸长的趋势受到两侧杆件的阻碍，不能 热 自由进行。因此中心杆件就受到压缩，产生 时 压应力。 两侧杆件在阻碍中心杆件膨胀伸长的同时 受到中心杆件的反作用而产生拉应力。这种 应力由于不均匀温度造成的，所以称为温度 应力或热应力，用ζ T表示。 如果温度应力不高(ζT＜ζs)，框架里不 产生塑性变形，当框架的温度均匀化以后,热 应力随之消失。
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a)柱头
b)柱脚
柱头设计要求传力可靠，构造简单和便于安装，柱头的构造是 与梁的端部构造密切相关的。 为了适应梁的传力要求，轴心受压柱的柱头有两种构造方案：一 种是将梁设置于柱顶（图11.2.11a、b、c）；另一种是将梁连接于柱 的侧面（图11.2.11d、e）。
（二）焊接柱结构
（一）梁结构
梁的组成方法 如利用钢板拼焊而成的板焊结构梁；利用轧制型材（包括工字钢、槽 钢或角钢等）焊接而成的型钢结构梁；还可以利用钢板和型钢焊接成 组合梁。图1-1列举了几种梁的组成方法。
a)板焊结构梁
图1-1梁的组成方法 b)型钢结构梁 C）钢板一型钢组合梁
（一）梁结构
梁的组成方法 变截面梁 是通过改变翼缘板的宽度、厚度或腹板的高度、截面积来实现的。 优点：采用变截面的制造方法，可以节约材料和减轻梁的自重。
典型焊接结构的生产
授课教师：
课程回顾
焊接结构的特点
大型锅炉水冷壁方案
轧制鳍片管焊接
铆接工字钢
焊接工字钢
无缝钢管加扁钢焊接
第一章 焊接结构概述
第一节 焊接结构的基本构件 一、梁、柱、桁架结构
一、梁、柱、桁架结构
1．焊接梁的受力及结构特点 由钢板或型钢焊接成形的实腹受弯构件。 受载荷情况： 主要承受横向弯曲载荷 也可同时承受弯曲和扭转或弯曲和轴向力等组合载荷 可分为工字梁与箱形梁 （根据截面形式） 工字梁结构 ： 只在一个主平面内承受弯矩作用 箱形梁结构： 在两个主平面内承受弯矩及附加轴向力作用
（二）焊接柱结构
焊接柱是由钢板或型钢经焊接成形的受压构件，并将其所受到的载荷 传递至基础。 分类： 轴心受压柱 ex:塔架、网架结构中的压杆 偏心受压柱 ex:厂房和高层建筑的框架柱、门式起重机的门架支柱 焊接柱的组成可以通过钢板的拼焊、轧制型材的焊接以及采用钢板和 型钢组合施焊而成形。 焊接柱主要由柱头、柱身（主体）、柱脚三部分构成。
几种常用焊接柱的截面形式 实腹式柱 构造和制作简便 格构式柱 制作稍费工时，但可节省钢材
图1-4焊接柱的截面形式
（二）焊接柱结构
图1-5是焊接实腹式柱与格构式柱的结构形式图，其中，图a为轴心或 小偏心受压的实腹式柱结构，主体为板焊工字梁形式。图b为轴心受 压或小偏心受压的格构式柱, 主体由两根槽钢通过掇条连接焊合而成。
主要参数是跨度和高度 设计时桁架跨度和高度的确定必须以满足刚度的要求为先决条件 产品展示：
（三）焊接桁架结构设计
（三）焊接桁架结构设计
“鸟巢”与焊接
思考题：
焊接梁、柱、桁架结构的概念？
焊接梁、柱、桁架结构的受力特点？
图1-5柱的结构形式 a)实腹式柱 b)格构式柱
（二）焊接柱结构设计
焊接柱作为独立的构件 ,在进行设计时 ,首先应根据柱的工作条件选择 合理的截面形式，主要考虑承受载荷的大小及载荷是否能通过焊接柱 的轴心。其次根据强度、稳定和刚度条件来确定截面的各部分尺寸。 实腹式柱
（二）焊接柱结构设计
格构式柱
图1-2变截面焊接梁 a)改变翼缘板宽度b)改变腹板高度c）改变腹板截面积和高度
用途示例：焊接吊车梁
（一）梁结构设计
焊接梁的设计，主要包括确定梁的高度，翼缘板的宽度和厚度、腹板 的高度及厚度等内容。进行梁设计时的步骤以及注意解决以下几个问 题。 1）选择制造梁的材料。 2）选择焊接梁的结构形式及截面。 3）进行梁所承受载荷的分析和计算。 4）考虑梁的强度、刚度和稳定性，保证梁安全使用的论证。 5）进行梁的整体和细设计。如支承、加固、加筋等。 6）具有较好的经济效益，节省材料，制造省工，安装方便。 7）绘制梁的施工图。
图1-7桁架的组成及受力特点
（三）焊接桁架
优点：桁架结构具有材料利用率高、重量轻、节省钢材、施工周期短 及安装方便等 在图1-8中列举了桁架结构在工程上应用的几种示例。图a是龙门起重 机臂架；图b是拱式桥梁桁架；图c是悬挂高压电缆的塔式桁架；图d 是大跨度悬吊梁组合桁架。
（三）焊接桁架结构设计
（三）焊接桁架
焊接桁架是指由直杆在节点处通过焊接相互连接组成的承受横向弯曲 的格构式结构。 桁架结构的组成是由许多长短不一、形状各异的杆件通过直接连接或 借助辅助元件（如连接板）焊接而成节点的构造。 桁架的组成及受力状态如图1-7所示。图a属于节点承载状态；图b属 于节点间承载状态；图c、d, e为其它桁架格构的组成方式。