焊接结构工艺性设计时应注意哪些原则？
日期：2021-10-12 13:03:54 浏览量：1729 标签: 焊接
焊接件大部分由钢板或型钢焊接而成，铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、铸铁、塑料等材料也可焊接。材料的焊接性是决定结构能否焊接的先决条件，设计人员必须考虑材料的焊接性问题。在设计中应注意焊接接头和焊缝的设计。尽量使街头形式简单、结构连续，减少力流线的转折，不宜选择过大的焊缝焊脚尺寸，减少焊缝截面尺寸，还应该考虑结构制造的可行性与方便性等。
焊接会使焊接结构中产生焊接残余应力和变形，也会出现某些缺陷。结构设计应尽量减少焊缝数量，选择合理的焊缝尺寸和形状，合理选择结构形式和安排焊缝位置等。减小变形的工艺措施：反变形法、刚性固定法，选择合理的焊接方法和规范，焊接过程中或焊后热处理消除或降低应力措施，改善焊缝及热影响区组织的热处理，选择合理的装配焊接顺序等。
关于焊接结构的工艺性设计一般有较多要求，大致可以汇总如下：
焊缝布置的设计：
1、要尽量布置在便于焊接的位置；
2、要尽量布置在平焊的位置；
3、焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形；
焊接方法选择：
根据工件的尺寸、形状，工厂的焊接能力、焊接质量要求、效率、工艺可行性等来选择合适的焊接方法；
焊接接头的设计：
1、焊接接头设计的依据：设计要求、焊接难易程度、焊接成本、施工条件；
2、破口形式的设计：一般形式有I\V\X\U四类，选择的依据就是：板材厚度、坡口加工方法、焊接工艺性、焊接方法、焊接位置、变形控制、熔透要求、经济型；
焊材的选择:
优先选择可焊性好的焊材，否则要采取相应措施。
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焊接结构工艺性设计时应注意哪些原则？整理如下：
1、尽可能减少焊缝数量
注：适当利用型钢和冲压件，尽量减少焊缝数量；采用压型结构代替筋板结构，可有效的减小薄板的变形。
2、合理安排焊缝位置
注：焊缝尽可能对称于截面中心轴，或使焊缝靠近中心轴，可减少变形；
3、焊缝应避免过密或交叉
4、焊缝应尽量避开最大应力或应力集中处
注：焊缝应尽量位于弯矩，应力较小处，以及结构构建几何形状、尺寸不变的地方。
5、焊缝应尽量避开加工面
注：焊后需加工的工件，焊缝应避开加工面
6、不同厚度工件焊接应注意平滑过渡
注：平滑过渡可减小应力集中
7、应正确选用接头形式
注：钎焊时应正确选用街头形式。对接接头的强度比母材差，只用于不重要的或低负荷的零件：搭接接头的强度可达到母材强度，搭接长度一般为板厚的2~5倍。铜及其合金的热导率高，焊接接头应设计成于热源相对称形。使接头两侧具有相同的散热条件，得到成形均匀的焊缝。常用对接接头，尽量不用搭接、T形和内角接接头。
8、应避免三轴交叉的焊缝
注：交叉焊缝容易引起二向拉应力，从而降低了接头的苏醒，把筋板顶端切去内角，可改善应力状态。
9、采用刚性较小的接头形式
注：用翻边联接代替嵌入式管联接，能使焊缝有较自由的收缩余地。
10、避免应力集中
注：在残余拉应力的区域内避免几何不连续性。残余拉应力的区域内存在几何不连续性时，将引起内应力的进一步提高。
11、应尽量使焊接端部角度平缓
注：在焊接的端部产生锐角的地方，应尽量使角度变缓，切去加强筋端部的锐角。
12、受弯曲的焊缝未焊的一侧不要放在拉应力区
注：受弯曲的焊缝应设计在受拉的一侧，不得设计在受压未焊的一侧，以避免过早失效。
13、手工电弧焊时要考虑焊条操作空间
注：设计的焊缝位置要考虑焊条操作空间，应便于焊接和检验。焊条与焊接面成45度角，焊条直线距离阻挡边最高点垂直距离要大于15mm。
14、埋弧自动焊时应考虑接头处便于存放焊剂
15、电焊或缝焊应考虑电极伸入方便
注：为了操作方便，角度大于75度为宜。
16、机械接哦股受拉焊缝的设计
注：受拉焊缝设计要考虑焊缝强度，还要考虑支撑焊缝的结构强度，在腹板和翼板间加筋板，腹板变形就小。当承受载荷较大时，应在腹板两侧加筋。
17、采用合理的焊接工艺，避免焊接裂纹
18、改变接头形式降低接头应力
注：使工件焊缝变为联系焊缝，降低接头应力。将单边V形坡口改为V形坡口，避免钢板厚度方向承受较大的Z向应力。
19、改变结构形式避免焊缝过分集中
20、采用合理的焊接接头，尽量避免应力集中
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