高空作业平台车底盘的焊接工艺毕业设计及钢结构设计课程设计-24m跨厂房普通钢屋架设计

PAGEPAGE30设备的基本情况国际发达国家高空作业平台车发展状况欧美等发达国家和地区，高空作业车发展起步较早，从20世纪20年代就开始研制，已有百年的发展历史。产品技术水平高、安全性好、可靠性高、作业高度大、规格齐全、结构形式丰富、功能多样性。欧美日的高空作业车主要用途和风格却截然不同：美国的高空作业车是以带电作业的绝缘型高空作业车为主，非绝缘型高空作业车基本没有，而且高空作业车的作业高度很少有超过40米，但绝缘型高空作业车的绝缘等级确是世界最高的，达到500kv的超高压水平，其应用领域主要是电力系统，用于电力线路的带电作业，其他领域高空作业主要以自行式高空作业平台和牵引式高空作业平台为主；欧洲与美国恰恰相反，是以非绝缘型高空作业车为主，绝缘型高空作业车基本没有，所谓的绝缘型也仅仅采用玻璃钢工作斗，绝缘等级不过1kv，欧洲的高空作业车的应用领域相当广泛，欧洲高空作业车主要以租赁为主，所应用领域包括市政、园林、室外装潢、交通设施维护、建筑、风电维修等，并且目前世界作业高度最高的高空作业车均出自欧洲;日本则混合了欧美的特点，既有绝缘型又有非绝缘型高空作业车，但其绝缘型的绝缘等级还远低于美国的水平，其非绝缘型作业高度也远低于欧洲的高度。我国高空作业平台车发展状况我国高空作业车行业起步较晚，自20世纪60年代开始研制、70年代才推出商业化样机，随着改革开放的深入，逐渐引入国外高新技术及其产品，才开始在用于电力保障、城市道路照明保障、城市园林维护和公安、交通等行业推广使用，但最大作业高度只有35m，且使用的品种比较单一，而且国内在高空作业安全法规上还很不完善，还存在各种原始方式的高空作业，应用普及面与国外相比还有很大的差距。总结高空作业车作为一种特殊工程车辆，其特殊性在于：一是“高安全性”，载人高空作业，其作业安全性要求高于其它起重举升车辆；二是“高适应性”，由于施工场所环境的“非结构性”，即其工作环境不可预知并且多变，因此要求对环境具有适应能力；三是“高效率”，目前使用的行业经常用于抢修作业，并且多为室外或野外作业，作业环境条件差，所以要求其具有较高作业效率。由于高空作业车所应用的领域逐渐广泛，涉及行业多，每个行业的作业内容不同，相同行业不同地区的要求不同、环境不同、习惯不同、作业规范不同等等，对作业车的功能要求不同、结构型式和性能要求的不同，即市场对高空作业车的要求千差万别，呈现出个性化、差异化和多样化的需求特征。与国外高空作业车一般只有高空作业功能不同，我国用户则要求附加的辅助功能很多，主要有臂架起重、平台小吊、驾驶室载人多、货车式车厢用于载货等多种要求，所以我国还要在这方面多做努力才行。焊接工艺过程分析研究对象本次焊接的对象主要是起升高度为10米的高空作业平台车的底盘部分。下图分别为高空作业平台车和其底盘图。高空作业平台车SEQ高空作业平台车\*DBCHAR１底盘SEQ底盘\*ARABIC1焊接工艺参数本焊接采用CO₂气体保护半自动焊，其工艺参数主要包括焊丝直径、焊接接头、熔滴过渡形式、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸长度、气体流量、电源极性及回路电感等。焊丝直径焊丝直径应根据工件厚度，施焊的位置及生产率的要求来选择。这里的工件厚度为3~12mm，故采用直径为1.2mm的焊丝。焊丝的选择二氧化碳气体保护焊焊接低碳钢时，为保证焊缝具有较高的机械性能和防止气孔产生，必须采用含锰、硅等脱氧元素的合金钢焊丝，同时还应限制焊丝中的含碳量。其中H08Mn2SiA使用较多，主要用于低碳钢和低合金钢的焊接。故在这里有选用H08Mn2SiA。焊接接头根据底盘图的形式采用T形接头，平焊缝连续焊缝和断续焊缝。熔滴过渡形式采用短路过渡，因为短路过渡是焊丝端部的熔滴与熔池表面接触，在过热与电池收缩力的作用下，熔滴爆断直接向熔池过渡，而且还是低电压、小电流、细焊丝。焊接电流焊接电流是最重要的焊接工艺参数，应根据工件的厚度、焊丝的直径、施焊位置及所要求的熔滴过渡形式来选择。综合以上参数，选择焊接电流在100~110A范围内。电弧电压电弧电压也是很重要的焊接工艺参数，选择时必须要与焊接电流恰当配合。故电弧电压在19~20V范围内。焊接速度在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下，熔宽与熔深都随着焊接速度的增加而减少。这与工人的经验和操作水平有关，在这里规定为12~15cm∕min。焊丝伸长度通常焊丝伸长度取决于焊丝直径，一般约等于焊丝直径的十倍比较合适。故焊丝伸长度为12mm。CO₂气体流量CO₂气体流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸长度及喷嘴直径等来选择。故气体流量约为8~15L∕min。电源极性为减少飞溅，保持电弧的稳定性，一般都采用直流反接。母材的焊接性能分析Q235-B简介Q235-B钢的完整名称叫做普通碳素结构钢，Q代表的是这种材质的屈服极限，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。母材的化学成分及力学性能化学成分C/%Mn/%Si/%Cr/%Ni/%P/%S/%Q235-B0.12-0.200.30-0.70≤3.00//≤0.045≤0.045力学性能бs/MPaбb/MPaδ5/%ψ/%AkvQ235-B≥235//≥26≥27（-30、0、30℃）Q235-B的焊接性钢的焊接性是指在简单可行的焊接条件下，钢材焊接后不产生裂纹，并获得良好的焊缝区的性能。焊缝区可分为三个组成部分，即熔合区，热影响区和未受热影响的基体部分。对于熔化区，如钢材或焊条中的S、P含量较高，在凝固过程中将产生热裂纹，因而必须控制S、P的含量。对于热影响区，由于受熔化区的加热作用，使其温度远超过钢的临界点，奥氏体晶粒显著长大。在冷却时受到周围未被加热的基体金属的激冷，造成极大的过冷度，甚至发生马氏体转变造成很大的热应力和组织应力。为了估计钢焊接性的好坏，通常采用碳当量（CE）的概念，即把单个合金元素对热影响区硬化倾向的作用折算成碳的作用，再与钢中碳的质量分数加在一起。碳当量公式很多，对于碳钢和低合金结构钢，国际焊接学会（IIW）推荐碳当量计算公式为：CE=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15式中各元素的符号代表该元素在钢中的质量分数。一般认为当CE<0.4%时，钢材的淬硬倾向不大，焊接性优良。当CE=0.4%～0.6%时，钢材的淬硬倾向增大，焊接性有限，焊接时需要采取预热，控制焊接热输入等工艺措施，当CE＞0.6%时，淬硬倾向严重，属于较难焊接的钢材，需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。根据公式计算得出Q235B碳当量为0.20，其具有优良的焊接性，可采用各种焊接方法焊接。可能出现的问题及措施①当焊丝端头始终有滴状金属小球存在，且过渡频率偏低，此情况说明焊接电压偏高，加大送丝速度（焊接电流）或降低焊接电压以解决。②当干伸长偏短时能正常焊接，稍长就出现顶丝问题。说明焊接电压偏低，通过降低送丝速度（焊接电流）或升高焊接电压解决。③要注意面板上旋钮状态：一般情况下，我们将推力旋钮按标准刻度向右偏2～3格。电流偏大时,建议把推力旋钮根据焊接过程的稳定性继续加大些。④焊丝直径开关焊丝直径开关一定要选对，要与所使用焊丝直径相符。焊接变形及产生焊接变形的原因焊件的焊接变形是从焊接开始时便产生，并随焊接热源的移动和焊件上温度分布的变化而变化。一般情况下，一条焊缝在施焊处受热发生膨胀变形，后面开始凝固和冷却处发生收缩，膨胀和收缩在这条焊缝上的不同部位分别产生，其比容将增大或减小，直至焊接结束并冷至室温，热变形才停止，在近焊高温区的金属热胀和冷缩受阻时便产生这种塑性变形。焊件内部温度有差异所引起的应力、金属局部发生拉伸或压缩塑性变形后所引起的内应力、表面和内部不同冷却过程以及可能局部相变过程均是影响焊接变形的因素。焊件最后横向应力的分布都是由这些因素所引起的横向应力叠加的结果。产生焊接应力的直接原因来自焊缝的纵向、横向收缩。此外，对于自由状态下平板对接焊缝的横向残余应力，主要起因于受拘束的纵向收缩。在2块板间隙瞬时完成的焊缝由于它的纵向收缩，引起2块板反向弯曲变形，于是焊缝长度的中部截面处产生间隙，实际情况是焊缝冷却有横向连接，必然使焊缝中部受到横向拉伸，而两端受到压缩，其横向残余应力，压应力最大值比拉应力大的多。这种由纵向收缩引起的横向残余应力的分布受焊缝长度的影响。沿焊缝横向收缩不同步，是引起横向应力的另一原因。在焊接温度场上的降温区金属在收缩，升温区金属在膨胀，彼此的制约产成了应力，胀的被压，缩的被拉，温度场向前移动，曾升温膨胀过的金属开始降温收缩，它的收缩受到了比它先冷却的金属限制，而同时又受到了正在升温膨胀金属的限制，结果最后冷却的金属总是产生拉应力，与之相邻的金属产生压应力。焊后沿整条焊缝轴线的纵截面上内应力须保持平衡而形成最终的横向应力分布，所以焊接方向和顺序对这种横向应力的分布产生影响，由中心向两端施焊和由两端向中心施焊，其横向残余应力分布完全不同，只有终焊处为拉应力是共同的。拟定工艺方案CO₂气体保护焊选用原则工艺特点①CO2焊穿透能力强，焊接电流密度大（100-300A/m2），变形小，生产效率比焊条电弧焊高1~3倍。②CO2气体便宜，焊前对工件的清理可以从简，其焊接成本只有焊条电弧焊的40%-50%。③焊缝抗锈能力强，含氢量低，冷裂纹倾向小。④焊接过程中金属飞溅较多，特别是当工艺参数调节不匹配时，尤为严重。⑤不能焊接易氧化的金属材料，抗风能力差，野外作业时或漏天作业时，需要有防风措施。

⑥焊接弧光强，注意弧光辐射。冶金特点CO2焊焊接过程在冶金方面主要表现在：CO2气体是一种氧化性气体，在高温下分解，具有强烈的氧化作用，把合金元素烧损或造成气孔和飞溅等。解决CO2氧化性的措施是脱氧，具体做法是在焊丝中加入一定量脱氧剂。实践表明采用Si-Mn脱氧效果最好，所以目前广泛采用H08Mn2SiAH10Mn2Si等焊丝。坡口的选用原则在选择破口形式时，应尽量减少焊缝金属的填充量，便于装配和保证焊接接头的质量因此应考虑以下几条原则：①是否能保证焊件焊透；②坡口的形状是否容易加工；③应该尽可能地提高生产效率，节省填充金属；④焊后焊件变形应尽可能小。综合以上原则所以本焊接采用T字接头不开坡口的这一种形式。焊接顺序的选用原则结构对称时，采用对称焊法；焊缝多比较集中时，采用跳焊法分散受热避免集中受热。长焊缝大于1米焊缝，采用分段退焊等；对组合件，先部件组焊矫正合格后，再整体拼装;结构不对称时，先焊焊缝少的一侧。先焊收缩量较大的焊缝，使焊缝能较自由地收缩，以最大限度地减少焊接应力。先焊工作时受力较大的焊缝，使内应力合理分布。焊接时有筋板的先焊筋板，根据变形的预测确定每条焊缝的起弧和收弧方向，也就是是从左往右焊还是从右往左焊，尽量对称焊接，比如先焊左边的一道位置，然后是右边的同位置，然后还是右边，再左边。框型结构先焊对角，再焊另外两个对角，长焊缝先断焊再满焊，小件可以用胎具压牢焊接，大件根据变形预测做反变形拼接。大概也就是这些吧，不同的件焊接方法不同。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的板厚，且不小于100mm。焊缝的位置应尽可能对称布置。这样焊后不会发生明显的变形。焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置。对受力较大，结构较复杂的焊接结构件，在最大应力断面和应力集中位置不应该布置焊缝。焊缝应尽量避开机械加工表面。有些焊接结构使一些零件，需要进行机械加工，如焊接轮毂，配管件，焊接支架等，其焊缝位置的设计应该尽可能距离已加工表面远一些;焊缝位置应该便于焊缝操作。布置焊缝时，要考虑到有足够的操作空间。焊缝应尽量放在平焊位置，减少横焊焊缝1主要技术措施引弧引燃电弧后，通常采用左焊法，焊接过程中要保持焊枪适当的倾斜和枪嘴高度，使焊接尽可能地匀速移动。焊接时，必须根据焊接实际效果判断焊接工艺参数是否合适。看清熔池情况、电弧稳定性、飞溅大小及焊缝成形的好坏来修正焊接工艺参数，直至满意为止。收弧焊接结束前必须收弧。若收弧不当容易产生弧坑并出现裂纹、气孔等缺陷。焊接结束前必须采取措施：焊机有收弧坑控制电路，焊枪在收弧处停止前进，同时接通此电路，焊接电流电弧电压自动减小，待熔池填满;若焊机没有弧坑控制电路或因电流小没有使用弧坑控制电路。在收弧处焊枪停止前进，并在熔池未凝固时反复断弧、引弧几次，直至填满弧坑为止。操作要快，若熔池已凝固才引弧，则可能产生未熔合和气孔等缺陷。焊缝①一般外观要求焊缝外观形貌不允许存在明显的明显的搭接现象,不得有明显可见的空洞现象,不得有明显的波动跳跃现象,不得有范围超过5mm的溅渣及脏物,以及影响冲压成型的外观缺陷。②焊缝长度焊缝长度需要符合客户板坯图纸标注要求焊缝的起始点和终点在冲压件的废弃部位视为允许,另有规定除外。③焊缝宽度焊缝宽度通常不大于较薄板一侧基板厚度的3倍且不小于0.7mm另有规定除外。确定工艺方案焊接工艺Q235-B焊缝的焊接坡口形式：采用不开坡口的焊接形式焊接方法：CO2气体保护焊焊机型号：NB-500电流种类：反接母材牌号：Q235-B规格尺寸：12mm焊材型号（牌号）：H08Mn2SiA焊丝直径：φ1.2mm焊丝伸长度：12mm气体：CO2气体纯度：≥99.5%气体流量：8-15L/mim喷嘴直径：10-12mm焊接工艺参数层数（道数）焊丝直径（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（cm/min）气体流量（L/min）一层1.2100~11019~2012~158~15焊丝与焊接方向的夹角80-90°焊缝尺寸要求焊缝宽度（mm）焊缝余宽差(mm)焊缝高度(mm)焊缝高度差(mm)8-12≤3≤3≤3焊缝咬边量/mm≤1.5错变量/mm0-1工艺流程①工件尽可能平放,各需要焊接的工件应用专用焊接夹具定位。②先点焊成形,经检验点焊成形的零部件符合图纸要求后,再焊接。③尽可能采用平焊。如采用立焊,施焊方向应为自上而下。但修补咬边时,可由下而上管材结构的立焊可以由上而下,也可以由下而上。④焊接电流应根据工件厚度、焊接位置选择。⑤根部焊道的最小尺寸应足以防止产生裂纹。⑥金属过渡方式和焊接速度都应使每道焊缝将附近母材与熔敷金属完全熔合,且不得有溢流,气孔和咬边等现象。焊接顺序对于简单沿中性轴对称构件要一次对称装配。对称焊缝，不能采用边装边焊。对于沿中性轴不对称的简单构件可调整焊接次序减小变形，一般先焊焊缝少的一侧；拼接大面积薄板时，应先焊内部错开的短焊缝，由里向外进行焊接，最后焊接外部直通的长焊缝；对于细长杆件结构，利用分段退焊，跳焊，对称焊等来减少变形。对于结构比较复杂的钢结构，首先将钢结构分成大部件，再分成小部件，分解时要尽量按对称结构划分。于采用焊接变形最小的方案，才能有效地控制变形。底盘SEQ底盘\*ARABIC2上图为图底盘1中的最上面的大平面，焊接就是以它为基础来进行的。底盘SEQ底盘\*ARABIC3底盘3是在底盘2的右侧靠近开的那个小孔附近焊接的立板，在这里它起到一个定位的作用在焊接之前一定要量好距离。采用先点焊再满焊的这一种方式。焊接过程中应该随时测量两块板之间的垂直度。底盘SEQ底盘\*ARABIC4底盘SEQ底盘\*ARABIC5图底盘4是在底盘2的左侧开的小孔附近焊接的立板。图4也是起到一个定位的作用，所以焊接之前一定要测量好它的距离。在焊接4的时候也要把图5放到两板之间并确定它的位置。焊的时候先焊接4再焊5.。图5这个零件是两个的，在焊它的时候应该交替的焊，不要一次性的把一块板焊上去。底盘SEQ底盘\*ARABIC6底盘SEQ底盘\*ARABIC7底盘6是在图底盘3两侧的一个零件，图底盘7是在图底盘2的最右面的一个零件。这里的零件少都可以采用先点焊再满焊的方法，变形对其他的零件影响的比较小。右侧的零件比较多采用先下后上，先里再外的逐步焊接方式。底盘SEQ底盘\*ARABIC8底盘SEQ底盘\*ARABIC9这里的两个零件分别为里外的两部分，焊接的时候先底盘8再焊底盘9，底盘8上的的零件需要三面都焊待完成之后再和图底盘上的零件联系在一起。底盘SEQ底盘\*ARABIC10图底盘10是在图底盘9这个图形上面的相当于在上面盖一个盖子一样，焊接的时候一定要保持水平，必要的时候使用工具保持其变形量。底盘SEQ底盘\*ARABIC11底盘SEQ底盘\*ARABIC12这两块板是在图底盘4的两侧，图底盘11在内测，焊的时候先焊里然后再外这样可以避免应操作空间不够而无法焊接的情况。底盘SEQ底盘\*ARABIC13底盘SEQ底盘\*ARABIC14图底盘13是在底盘12内侧连接的焊的时候注意变形此板比较薄。底盘14是在最上面的一个。底盘SEQ底盘\*ARABIC15底盘SEQ底盘\*ARABIC16底盘SEQ底盘\*ARABIC17这三个图上的零件是在一块的。首先是图15，它是在图底盘3和底盘4上面的，底盘16和和底盘17在底盘15的下面，底盘16是沿着中心线两侧对称的两块板，底盘17是在图16的外侧的两个零件。安全与预防CO2气体保护焊是电弧作焊接热源，焊接过程中存在触电危险，电弧产生弧光强烈，辐射危害大，飞溅可能引起灼伤、火灾或爆炸，析出的有害气体和烟尘损害焊工的身体健康，因此做好安全工作十分重要预防触电和弧光的危害预防触电措施：①焊接电源应放在安全干燥的地方，外壳应可靠接地，电线电缆的接线必须拧紧，并且有保护接地②焊接设备出现故障应有专业电工维修，如属小事故焊工自己维修前也应切断电源③焊工必须穿戴合格的个人劳动用品，所有劳动用品都必须绝缘可靠。④夏天出汗，应防止人体与带电体直接接触。⑤狭小位置焊接时必须有专人监护⑥焊接工作结束，离开现场时应切断电源预防弧光危害的措施CO2气体保护焊产生的弧光比手弧焊强烈得多，危害性更大弧光辐射的危害紫外线危害：强烈的紫外线照射皮肤后可引起皮炎，出现红疹和小水泡。紫外线会引起电光型眼炎，造成眼红，流泪，刺痛。红外线的危害：红外线主要是对组织的热作用，眼睛受强烈的红外线辐射时感到强烈的灼伤和灼痛，甚至灼伤视网膜，引起青光眼。可见光危害：比正常光强一万倍，被电弧光近距离照射后看不见周围的东西，产生“晃眼”。防止弧光辐射的措施：①焊工切勿将皮肤裸露在外，焊前仔细检查，是否有漏光现象②焊工密集的工作场所，相互之间应设有遮光屏障③选择合适的护目镜预防灼伤和火灾的发生CO2焊的飞溅情况比手工焊严重的多，焊接时既要保护自己不被灼伤又要防止火灾发生根据现场情况，焊工应确保自己在不被飞溅灼伤的最佳位置上焊接。焊前应仔细观察焊接区和周围坏境中是否存在易燃易爆物品，情况不明务焊接。工作结束后，应仔细认真检查工作场所及周围是否有残留火苗，确认无事后，才可离开。预防有害气体和烟尘的危害CO2焊时常见的有害气体有CO2、CO和NO2等，使用药芯焊丝时析出的烟尘较多，成分也较复杂，长期吸入，严重者可能导致尘肺、锰中毒等职业病，因此必须采取防护措施。焊工应加强个人防护意识，戴好口罩工作时焊工应处在“上风口”，减少有害气体和烟尘的侵袭加强通风排尘措施，在狭小空间工作时尤其重要。采用先进技术减少烟尘，净化工作环境。气瓶与用气安全C02气体保护焊，采用气瓶供气的场合，必须遵守气瓶安全检查规程的有关规定。气瓶必须经过检验CO2气瓶的油漆色是银白色，字样是黑色“二氧化碳”CO2气瓶吊运的时候最好采用框架，防止高空坠落CO2气瓶应直立采用，并有定位措施，防止倒下伤人CO2气瓶要有遮阳措施，防止日光暴晒CO2气瓶内的气体不能用尽，剩余气压应不低于1Mpa焊接缺陷焊接缺陷的定义：“缺陷”指一种或多种不连续的缺欠，按其特性或累加效果致使产品不符合最低使用要求，或者说对焊接接头的合用性构成危险的缺欠称为缺陷。按此定义，缺陷是不容许存在的，必须去除或修补。常见的焊接缺陷：外观缺陷外观缺陷（表面缺陷）是指不用借助于仪器，从工件表面用肉眼可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有气孔、表面夹渣和表面裂纹。单面焊的根部未焊透也位于焊缝表面①咬边：由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷（如图）。产生咬边的主要原因是电弧热量太高，即焊接电流太大，焊接速度太快而造成的。内部缺陷是指位于焊接接头内部，用无损检测方法和破坏性试验检测到的缺陷。常见的内部缺陷有裂纹、未焊透、未熔合、夹（夹渣、夹钨）气孔等。常用的无损检测方法：RT、UT、PT、MTRT：X射线（周向、定向），γ射线UT：眼设施差法，模拟数字超声检测，数字超声检测PT按渗透剂分为：荧光；着色；荧光、着色MT按轴向通电方法分为：连续法、剩磁法内部缺陷：气孔焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。夹渣夹渣是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。夹渣的分布和形状有单个点状夹渣、条状夹渣、链状夹渣和密集夹渣。夹渣属于非金属氧化物。夹渣产生的原因：①坡口尺寸不合理；②坡口有污物；③多层焊时，层间清渣不彻底；④焊接线能量小；⑤焊缝散热太快，液态金属凝固过快；⑥焊条药皮、焊剂化学成分不合理，冶金反应不完全，脱渣性不好；⑦焊条电弧焊时，焊条摆动不正确，不利于熔渣上浮。夹渣的危害：点状夹渣的危害与气孔相似，带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中，尖端还会发展为裂纹源，危害较大。防止夹渣的措施：①正确选择焊接规范，掌握运条技术，使熔池中焊剂充分熔化；②采用焊接性能良好的经过烘干的焊条；③严格清理焊件坡口和中间焊道的熔渣。裂纹裂纹是金属原子的结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙。裂纹的分类①热裂纹：一般是指在焊缝稍低于凝固温度时产生的裂纹，焊接完毕即出现，即液态金属一次结晶时产生的裂纹。这种裂纹多贯穿在焊缝表面，裂纹面上呈氧化色，失去金属光泽，亦有的出现在热影响区。这种裂纹沿晶界开裂，又称结晶裂纹。热裂纹产生原因：焊缝金属中含硫、磷量较高时，形成硫、磷化物与铁作用形成低熔点共晶，当低熔点共晶被排挤到晶界形成液态薄膜，构成一薄弱地带，受到拉伸应力作用时就可能使这一薄弱位置形成裂纹。如果基体金属的晶界上也存在着低熔点共晶和杂质，则加热温度超过起熔点的热影响区，在焊接应力的作用下，也可能产生裂纹，这就是热影响区的液化裂纹。热裂纹防止措施：控制焊缝中有害杂质（如硫、磷）的含量，硫、磷含量应小于0.03%～0.04%。对于重要结构的焊接，应采用碱性焊条或焊剂，可有效地控制有害杂质的含量。改善焊缝金属的一次结晶，通过细化晶粒，可提高焊缝金属的抗裂性。正确选择合格的焊接工艺，如控制焊接规范，适当提高焊缝成型系数（控制在1.3~2.0之间），采用多层、多道焊等可避免中心线偏析，从而防止中心线产生裂纹。④选择降低焊接应力的措施，也可防止热裂纹的产生。②冷裂纹：指在焊缝冷至马氏体转变温度（200～300℃）以下产生的裂纹，一般是在焊后一段时间（几小时、几天甚至更长）才出现，又称延迟裂纹，延迟裂纹主要是氢的作用。产生原因：主要是由于焊缝金属中形成淬硬组织，扩散氢的存在和富集，存在着较大的焊接拉伸应力。焊件板厚越大，焊接冷却速度越快，越容易出现淬硬组织。防止措施：选用合格的低氢焊接材料，采用降低扩散氢含量的焊接工艺方法；严格控制氢的来源，如焊条和焊剂应严格按规定的要求烘干，随用随取。严格清理坡口两侧的油、锈、水分以及控制环境温度等。选择合适的焊接工艺，正确地选择焊接规范、预热、缓冷、后热以及焊后热处理等，改善焊缝及热影响区的组织，去氢和消除焊接应力。适当增大焊接线能量有利于提高低合金钢焊接接头的抗冷裂性。改善焊缝金属的性能，加入某些合金元素以提高焊缝金属的塑性。致谢通过近一个月的设计，我对焊接工艺的设计步骤和方法有了深入了解，同时巩固了已学的焊接工艺及相关知识，为以后的工作学习打下了坚实的基础。由于时间较劲，而且对我们是第一次搞这样完整的设计，理论知识和实践经验都很欠缺，在设计中一定有很多考虑不足的地方，需要在以后的学习和工作中总结提高，希望各位老师和同学批评指正。本次毕业设计到此结束，首先感谢设计期间XXX老师的指导，使我们的毕业设计能够顺利完成，同时，在大学里我学到很多的知识离不开教导我的每一位老师，他们辛勤的培养使我受益匪浅，得到了不少对我设计有帮助的知识，为我走上社会，走上工作岗位打下了坚实基础。感谢帮助过我的老师和同学们，他们的帮助使得我的毕业设计能够更加顺利完成。最后，感谢所有参加答辩的老师们。参考文献【1】孙景荣，实用焊工手册【M】.北京：化学工业出版社，2002【2】陈祝年，焊接设计简明设计手册【M】.北京：机械工业出版社，1997帅哥靓妹们，希望对你们有所帮助！一、设计资料 1二、结构形式及支撑布置 2三、荷载计算 4四、内力计算 5五、杆件设计 6六、节点设计 10七、参考资料 17八、附表一 18九、附表二 19一、设计资料某车间跨度为，屋架间距6m，屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度、保温层荷载标准值和屋面积灰荷载标准值按指定的数据进行计算。柱距6m,梯形钢屋架跨度屋架采用的钢材及焊条为：Q235钢，焊条为E43型，手工焊。梯形钢屋架荷载标准值（水平投影面计）永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.420mm厚水泥砂浆找平层0.4保温层0.5预应力混凝土大型屋面板1.4屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L计算：q=0.12+0.011×21=0.351悬挂管道：0.15永久荷载总和：0.4×2＋1.4+0.5+0.351+0.15=3.201可变荷载：屋面活荷载标准值：0.7雪荷载标准值：0.35积灰荷载标准值：0.8由于屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑，屋面活荷载比屋面雪荷载大，取较大值，这里下面计算只要考虑屋面活荷载。二、节点荷载计算①全跨屋面永久荷载作用下②全跨可变荷载作用下③当基本组合由可变荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为当基本组合由永久荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为：由上可知，本工程屋面荷载组合由永久荷载效应控制，节点集中力设计值取P=54.14kN。④屋架节点荷载计算，计算屋架时应考虑下列三种荷载组合情况：全跨永久荷载+全跨可变荷载；全跨永久荷载+（左）半跨可变荷载；屋架和支撑自重+（左）半跨屋面板重+（左）半跨施工荷载设：由永久荷载换算得的节点集中荷载；由可变荷载换算得的节点集中荷载；由部分永久荷载（屋架及支撑自重）换算得的节点集中荷载；由部分永久荷载（屋面板重）和可变荷载（屋面活荷载）换算得的节点集中荷载。则：(施工时无积灰荷载）内力计算。用图解法活结构力学求解器先求出全跨和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载。屋架在上述第一种荷载组合的作用下，屋架的弦杆，竖杆和靠近两端的斜腹杆，内力均达到最大，在第二种和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到或发生变号。因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下仅需计算靠近跨中的斜腹杆内力。计算结果列于下表：

二、结构形式及支撑布置桁架的形式及几何尺寸如下图2.1所示图2.1桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置如图2.2所示图2.2桁架支撑布置符号说明：SC：上弦支撑；XC：下弦支撑；CC：垂直支撑GG：刚性系杆；LG：柔性系杆三、荷载计算四、内力计算荷载组合（1）计算简图如图4.1，荷载组合（2）计算简图如图4.2，荷载组合（3）计算简图如图4.3.图4.1荷载组合（1）图4.2荷载组合（2）图4.3荷载组合4.3由电算先解得F=1的桁架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、走半跨和右半跨）。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见附表1五、杆件设计杆件截面选择：弦杆和腹杆均采用双角钢组成的T形截面：按腹杆的最大内力=-416.07KN,查表的选中间节点板厚度为10mm，支座节点板厚度为12mm。（1）上弦杆整个上弦杆采用等截面，按DE杆件的最大设计内力设计。=-659.4kN上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：，(取两块屋面板宽度）因为=2，故宜选用两个不等肢角钢，短肢相并。设=50，选用角钢，为b类截面，查表得。需要截面积：，查表得：根据需要的A、、查角钢规格表，选用2∟，，=2.26cm，=6.11cm，，按所选角钢进行验算：＜＜∵<∴取截面和界面都为b类截面，由于＞，只需要求。查表的=0.773。故所选截面合适。（2）下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力设计值设计。平面内的计算程度和平面外的计算长度分别为：，所需截面面积：选用2∟，短肢相拼，，（设连接支撑的螺栓孔位于节点板内的距离）=2.29cm，=6.07cm，＜＜截面验算＜所选截面合适。（3）腹杆验算:1）、腹杆Pa杆件轴力：计算长度，因为，故采用不等值角钢长肢相并。选用2∟，，，，按所选角钢进行验算：＜＜∵＜∴＜截面和界面都为b类截面，由于＞，只需要求。查表的=0.649。＜2）、腹杆Pb杆件轴力：计算长度，选用2∟，，，，按所选角钢进行验算：＜，＜＜，故所选截面合适。一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。对跨中的部分斜腹杆因半跨荷载可能产生的内力变号，采取将图中的（Dd杆、Wc杆、WD杆、Ed杆）均按压杆控制其长细比，故不必考虑半跨荷载作用的组合，只计算全跨满载时的杆件内力。3）腹杆Dd杆件轴力：计算长度，选用2∟，，，，按所选角钢进行验算：＜，＜查表可知=0.441，＜，（根据计算，按第二组荷载作用时，,按第三组荷载作用时，压力虽有所增加，但经验算后均符合要求，且其值很小，故按长细比选用其截面即可。）4）腹杆Wc：，计算长度，同理，亦按压杆容许长细比进行控制。选用2∟，，＜，＜根据计算，按第二组荷载作用时，,按第三组荷载作用时，压力虽有所增加，但经验算后均符合要求，且其值很小，故所选用的2∟可满足要求。5)腹杆WD：，计算长度，同理，亦按压杆容许长细比进行控制。选用2∟，，＜，＜根据计算，按第二组荷载作用时，,按第三组荷载作用时，压力虽有所增加，但经验算后均符合要求，且其值很小，故所选用的2∟可满足要求。6)腹杆Ed：，计算长度，同理，亦按压杆容许长细比进行控制。选用2∟，，＜，＜根据计算，按第二组荷载作用时，,按第三组荷载作用时，压力虽有所增加，但经验算后均符合要求，且其值很小，故所选用的2∟可满足要求。六、节点设计（1）下弦节点“b”（见图1.1）。这类节点的设计是先计算腹杆和节点板的链接焊缝尺寸，然后按比例绘制出节点板的形状，量出尺寸，然后验算下弦杆与节点板的连接焊缝，计算中用到的各杆的内力见附表。角焊缝的抗拉、抗压、和抗剪强度设计值。设“Pb”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为：肢背：，取150mm。肢尖：，取90mm。设“Qb”杆的肢背和肢尖焊缝尺寸分别为，所需的焊缝长度为：肢背：，取110mm。肢尖：，取70mm。“Bb”杆的内力很小，焊缝尺寸只需要按构造确定焊缝，取。根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙以及制作和装备等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板的尺寸为310mm380mm。下弦与节点板的连接的焊缝长度为380mm，。焊缝所受的左右两下弦杆的内力差为，肢背的力最大，取肢背进行计算，则肢背处的焊缝应力为：＜焊缝强度满足要求。（2）上弦节点“P”（见图1.2）。Pb杆与节点板的连接焊缝尺寸和节点“b”相同。Pb杆与节点板的连接焊缝尺寸按同样方法计算，,“Pb”杆的肢背和肢尖的焊缝尺寸分别为，所需的焊缝长度为：肢背：，取150mm。肢尖：，取110mm考虑焊缝长度，同时为了在上弦搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm，用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。验算上弦杆的焊缝：忽略桁架上弦坡度的影响，假定集中荷载F与上弦杆垂直。上弦肢背承受集中荷载，肢尖承受左右弦杆的内力差。槽焊缝的计算焊角尺寸为，由节点板的长度确定槽焊缝的长度为。承受集中力P=54.14KN。则肢尖焊缝承担弦杆内力差，偏心距e=80-25=55mm，偏心弯矩，，则故焊缝强度满足要求。（3）下弦节点“c”设“Dc”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为：肢背：，加后取11cm肢尖：，加后取6cm设“Fc”杆的肢背和肢尖焊缝尺寸分别为，所需的焊缝长度为：肢背：，加后取8cm肢尖：，由于焊缝计算长度不得小于和40mm，肢尖焊缝长度取6cm。“Cb”杆的内力很小，只需要按构造确定焊缝，取。节点板取265mm315mm，取，下弦杆与节点板的焊缝长度为315mm，焊缝受左右弦杆的内力差为，受力较大的肢背处的剪应力为：＜焊缝强度满足要求。（4）下弦节点“d”设“Fd”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为：肢背：<，计算长度取48mm，加后取7cm肢尖：<，计算长度取48mm，加后取6cm设“Hd”杆的肢背和肢尖焊缝尺寸分别为，所需的焊缝长度为：肢背：<，计算长度取48mm，加后取7cm肢尖：<，计算长度取48mm，加后取6cm。“Cb”杆的内力为52890N，。肢背：<，焊缝长度取6cm，肢尖的力比肢背的小，肢尖焊缝长度取6cm。节点板取255mm285mm，由于d点左右两端的拉力值相差不大，可只按构造确定其焊角尺寸为。（5）下弦节点“e”腹杆“eH”计算内力为97.75kN，，肢背的焊缝长度为：，加后取7cm肢尖：<48mm，取焊缝长度为6cm。节点板取325mm270mm。验算下弦节点板的焊缝。计算内力为0.15779.07kN=116.86kN，，焊缝长度为270，焊缝肢背的剪应力为：＜，肢尖受力较小，不必验算。故焊缝合适。竖杆“eI”焊缝计算：拉力为144.39kN，取，考虑起弧和灭弧，焊缝长度取7cm，肢尖受力较小，按构造确定焊缝长度为6cm。下弦拼接角钢的总长度为采用与上弦统一钢号的角钢进行拼接，垂直肢截取宽度为图6.5.1拼接角钢的总长度取40cm。图6.5.1（6）上弦节点“C”、“E”、“G”。由于节点处左右弦杆的内力值相等，且竖杆的内力设计值相同，故采用相同的节点板。焊脚尺寸取6mm，焊缝长度取6cm。连接板的尺寸如上图6.5.1上弦点“D”，“F”、“H”焊缝尺寸根据下弦节点已经确定。节点“D”：杆“Db”杆“Dc”节点“F”：杆“Fc”杆“Fd”节点“H”：杆“Hd”杆“He”节点“D”、“F”、“H”所选择的连接板尺寸分别为：230mm335mm，220mm255mm，235mm245mm。（7）屋脊节点“E”弦杆的拼接，一般都采用与上弦角钢相同钢号的角钢进行拼接，为了使拼接角钢在拼接处能紧贴被连接的弦杆和便于施焊，需将拼接角钢削棱和切去肢的一部分，：，其中取8mm，拼接角钢与弦杆的连接焊缝按被连接弦杆的最大内力计算，每条焊缝长度按该式计算：，取200mm。拼接角钢总长，取L为460mm。竖肢需切去并按上弦坡度热弯。计算屋脊处弦杆