焊接结构及焊接接头的基本知识讲解

模块一概述一、焊接结构的特点1．焊接结构的优点1）焊接接头的强度高。2）焊接结构设计的灵活性大。3）焊接接头密封性好。4）焊接结构适用于大型或重型的、单件小批量生产的简单产品结构的制造。5）焊前准备工作简单。6）结构的变更与改型快，而且容易。7）成品率高。2．焊接结构制造中存在的问题及不足1）焊接难免产生各类焊接缺陷，形成较大的应力集中，从而降低整个焊接结构的承载能力。2）焊接结构对于脆性断裂、疲劳破坏、应力腐蚀和蠕变破坏等都比较敏感。3）焊接结构中存在残余应力和变形。4）焊接会改变材料的部分性能，使焊接接头附近变为一个不均匀体。5）对于一些高强度的材料，因其焊接性能较差，更容易产生焊接裂纹等缺陷。二、焊接结构在工业发展中的作用随着我国工业化进程的加快，焊接结构制造业以前所未有的速度飞快发展。迄今，我国焊接结构的年钢耗量已跃居世界首位，焊接结构的应用范围遍及各工业部门。包括基础工业、尖端工业和通用加工工业。并由此推动相当规模的焊接产业的形成，使我国成为名符其实的世界焊接大国。近20年来，我国国民经济持续高速发展，基础建设和设施项目大量上马，重型基础工业装备以空前的规模投入生产，大型建筑工程进入了划时代的发展阶段，推动了焊接结构制造业的技术进步，实现了历史性的突破，并确立了焊接技术在现代化工业生产中的主导地位。模块二焊接结构及焊接接头的基本知识一、焊接结构的基本类型及组成元件1．焊接结构的基本类型按结构元件的种类不同，焊接结构可分为：梁柱结构；杆件桁架结构；管件桁架结构；圆筒体、球体、锥体及其组合的结构；网架结构；网壳结构；板壳结构和箱形结构等。按其应用领域不同，焊接结构可分为：建筑焊接结构；锅炉、压力容器与管道焊接结构；船舶海洋工程焊接结构；桥梁焊接结构；起重机焊接结构；动力机械（包括水电机械、汽轮机、燃气轮机、柴油机）焊接结构；汽车焊接结构；轨道交通车辆焊接结构；航空航天工程焊接结构和机器零部件（包括压力机、切削机床传动部件、减速器箱体等）焊接结构。2．焊接结构的组成元件在建筑焊接结构、桥梁焊接结构、起重机焊接结构中，主要采用梁柱、杆件、管件等结构元件；锅炉、压力容器与管道、运载火箭箭体，大量采用钢板卷制或压制成形的圆筒体、球体和锥体等结构元件，以及不同规格的无缝钢管结构元件；船体结构主要采用钢板成形件和骨架结构元件；动力机械焊接结构主要采用特殊形状的铸锻件作为结构元件。二、焊接接头的组成及类型1．焊接接头的组成定义：将两个或两个以上的零件，用焊接方法连接而形成的接头称为焊接接头。分类：焊接接头是连接焊接结构各零部件的基本元件，按所采用的焊接方法的不同，焊接接头可分为熔焊接头、压焊接头和钎焊接头三大类。组成：熔焊接头由焊缝金属、熔合区、热影响区和邻近的母材组成，如图1-1所示。图1-1熔焊接头的组成1）焊缝金属2）熔合区3）热影响区4）母材2．焊接接头的基本形式熔焊接头有对接接头、搭接接头、T形接头、直角接头、端接接头五大类。其中最常用的接头类型是对接接头、T形接头和直角接头。（1）对接接头对接接头因受力均匀，应力集中小，其强度性能可以达到与母材基本相等，是焊接结构中应用最广泛的一种接头形式。常用的对接接头形式如图1-2所示。（2）搭接接头两板件部分重叠起来进行焊接所形成的接头称为搭接接头。搭接接头的应力分布极不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头形式。常见的搭接接头的形式如图1-3所示。（3）T形（十字）接头将一个焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角，用角焊缝连接起来的接头，称为T形（十字）接头。常见的T形接头的形式如图1-4所示。（4）角接接头两板件端面构成30°～135°夹角的焊接接头称作角接接头。角接接头多用于箱形构件，常见的角接接头的形式如图1-5所示。三、焊缝的基本形式焊缝是构成焊接接头的主体部分，其基本形式有对接焊缝和角焊缝。对接焊缝有不开坡口的和开坡口的。对接焊缝的焊接接头可采用卷边、平对接或加工成V形、U形、X形、K形等坡口，如图1-6所示。角焊缝的截面一般为三角形的。焊后从截面形状观察，实际形状有四种，如图1-7所示。图中尺寸K表示角焊缝的焊脚尺寸，尺寸a表示强度计算时的最小截面高度。四、焊缝代号在焊接结构的设计图上，通常采用标准规定的各种代号和符号简单明了地说明焊接接头的类型、形状、尺寸、表面状况、焊接方法，以及各项与焊接有关的技术要求等。1．焊缝代号的组成GB/T324—2008标准规定的焊缝代号只适用于金属熔焊和电阻焊。该标准规定的焊缝代号包括基本符号、辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。焊缝代号一般由基本符号和指引线组成，必要时可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸及数据。（1）基本符号表1-1焊缝基本符号焊缝名称焊缝横截面形状符号I形焊缝V形焊缝单边V形焊缝焊缝名称焊缝横截面形状符号钝边单边V形焊缝带钝边U形焊缝封底焊缝焊缝名称焊缝横截面形状符号角焊缝塞焊缝或槽焊缝喇叭形焊缝焊缝名称焊缝横截面形状符号点焊缝缝焊缝（2）辅助符号表示焊缝表面形状特征的符号，如表1-2所示。名称焊缝辅助形式符号说明平面符号表示焊缝表面平齐凹面符号表示焊缝表面凹陷凸面符号表示焊缝表面凸出（3）焊缝补充符号为了补充说明焊缝某些特征而采用的符号，如表1-3所示。名称形式符号说明带垫板符号表示焊缝底部有垫板三面焊缝符号表示三面焊缝和开口方向名称形式符号说明周围焊缝符号表示环绕工件周围焊缝现场符号表示在现场或工地上进行焊接尾部符号指引线尾部符号可参照GB/T5185—1999标注焊接方法（4）焊缝尺寸符号表1-4所示为常用的焊缝尺寸符号。名称符号示意图标注示例工件厚度坡口角度坡口深度根部间隙钝边高度δαΗΒp焊缝段数焊缝长度焊缝间隙焊角尺寸nleK名称符号示意图标注示例熔核直径d相同焊缝数量符号N焊缝尺寸符号及数据的标注位置,如图1-8所示。（5）指引线指引线由箭头线和基准线组成，箭头指向焊缝处，基准线由两条互相平行的细实线和虚线组成，如图1-9所示。当需要说明焊接方法时，可以在基准线末端增加尾部符号。常用的焊接方法表示代号如表1-5所示。焊接方法代号焊接方法代号电弧焊1电阻焊2焊条电弧焊111点焊21埋弧焊12缝焊22熔化极惰性气体保护焊131闪光焊23钨极惰性气体保护焊141气焊24焊接方法代号焊接方法代号压焊4氧—乙炔焊311超声波焊41氧—丙烷焊12摩擦焊42其他焊接方法7扩散焊45激光焊751爆炸焊441电子束焊762．识别焊缝代号的基本方法1）根据箭头的指引方向了解焊缝在焊件上的位置。2）看图样上焊件的结构形式（即组焊焊件的相对位置）识别出接头形式。3）通过基本符号可以识别焊缝形式（即坡口形式）、基本符号上下标有坡口