焊接工艺设计

第3章焊接成形技术工程上常用的连接方法第3章焊接工艺设计焊接的特点①节省金属材料，减轻结构重量。②简化加工与装配工序。③适应性强。④满足特殊连接要求。⑤降低劳动强度，改善劳动条件。第3章焊接工艺设计焊接的分类熔焊压焊钎焊焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)以完成焊接的方法。指采用比母材熔点低的金属材料做钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现焊接的方法。第三章焊接成形技术焊接的方法：熔焊、压焊和钎焊熔焊堆焊高能焊电渣焊电弧焊气焊激光焊电子束焊等离子弧焊气体保护焊埋弧焊手弧焊焊接的分类第三章焊接成形技术焊接的方法：熔焊、压焊和钎焊压焊摩擦焊扩散焊电阻焊超声波焊爆炸焊对焊点焊缝焊焊接的分类第三章焊接成形技术焊接的方法：熔焊、压焊和钎焊钎焊真空钎焊感应钎焊炉中钎焊电阻钎焊盐浴钎焊火焰钎焊烙铁钎焊焊接的分类第3章焊接工艺设计手工电弧焊是熔化焊中最基本的一种焊接方法，它是利用电弧的热量局部熔化焊件，并用手工操纵焊条进行焊接的一种方法。第3章焊接工艺设计焊接电弧的形成焊接电弧是由焊接电源供给的，是具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中产生强烈而持久的放电现象。电弧的引燃手工电弧焊第3章焊接工艺设计工艺设计焊接工艺设计的主要内容和顺序1.选择焊接结构材料（母材）；2.焊接材料的选择；3.确定焊接接头及坡口形式；4.制定简明的焊接工艺第3章焊接工艺设计工艺设计焊接结构材料的选择1.在满足使用性能要求的前提下，应尽量选用焊接性能较好的材料。2.要注重材料的冶金质量。3.应尽量选择同种材料进行焊接。第3章焊接工艺设计焊接结构材料的选择4.尽量选用型材合理选材与减少焊缝的实例(a)用四块钢板焊成；(b)用两根槽钢焊成；(c)用两块钢板弯曲后焊成；(d)容器上的铸钢件法兰；(e)冲压后焊接的小型容器(a)(b)(c)(d)(e)工艺设计第3章焊接工艺设计焊接材料及选用1.手工电弧焊焊接材料1）焊条的组成及其作用：焊条由焊芯和药皮组成。（1）焊芯：焊芯是焊条中被药皮包覆的金属芯。焊芯的作用：作为电极传导电流，熔化后作为填充金属与母材形成焊缝。工艺设计第3章焊接工艺设计焊接材料及选用手工电弧焊焊接材料1）焊条的组成及其作用：焊条由焊芯和药皮组成。（2）药皮：药皮是压涂在焊芯表面的涂料层。药皮的作用：改善焊接工艺性；对焊接区起保护作用；起有益的冶金化学作用。工艺设计第三章焊接成形技术工艺设计焊接材料及选用手工电弧焊焊接材料2）焊条类型焊条类型：按用途分：碳钢焊条、低合金钢焊条、结构钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途钢焊条等。按熔渣化学性质分：酸性焊条和碱性焊条第三章焊接成形技术工艺设计酸性焊条与碱性焊条的性质酸性焊条的熔渣以酸性氧化物为主，氧化性强，合金元素烧损大，焊缝抗裂性差。酸性焊条的工艺性好，对水、锈、油的敏感性小，采交用直流电源均可。碱性焊条的熔渣以碱性氧化生为主，并含有较多的铁合金，脱氧、除氢、渗合金作用强。碱性焊条的含氢量较低，有益元素较多，有害元素较少，焊缝力学性能和抗裂性好。碱性焊条工艺生较差，电弧稳定性差，对水、锈、油的敏感，一般采用直流电源。第三章焊接成形技术工艺设计手工电弧焊焊接材料3）焊条的选用原则焊条的种类很多，选用是否得当，直接影响焊接质量、生产效率和产品成本。（1）焊缝金属的力学性能和化学成分。（2）焊件的使用性能和条件要求。（3）焊件的结构特点和受力状态。（4）施工条件和设备。第3章焊接工艺设计焊缝的布置1.焊缝形式1）按焊缝在空间位置分类：平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝（a）平焊（b）立焊（c）横焊（d）仰焊工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置1.焊缝形式1）按焊缝在空间位置分类：平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置1.焊缝形式2）按焊缝截面形状：对接焊缝、角接焊缝和塞焊缝(a)对接焊缝(b)角接焊缝(c)塞焊缝工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置1.焊缝形式3）按焊缝连接情况：连续焊缝和断续焊缝。(a)连续焊缝(b)断续焊缝工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置不合理合理2.焊缝位置的合理布置①焊缝的位置应尽量对称布置工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置2.焊缝位置的合理布置②焊缝的位置应尽可能分散不合理合理不合理合理工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置不合理合理2.焊缝位置的合理布置②焊缝的位置应尽可能分散工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置2.焊缝位置的合理布置③焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的位置不合理合理工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置不合理合理2.焊缝位置的合理布置③焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的位置工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置不合理合理2.焊缝位置的合理布置③焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的位置工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置2.焊缝位置的合理布置④焊缝应避开机械加工表面不合理合理工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置不合理合理2.焊缝位置的合理布置④焊缝应避开机械加工表面工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置2.焊缝位置的合理布置⑤焊缝要能够焊接、便于焊接，并能保证质量不合理合理工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置不合理合理2.焊缝位置的合理布置⑤焊缝要能够焊接、便于焊接，并能保证质量工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝的布置2.焊缝位置的合理布置⑥焊缝的布置还应照顾到其他工序的方便与安全例如，检验、热处理、机械加工的可能与方便，以保证达到应有的精度。工艺设计第3章焊接工艺设计焊接接头设计焊接接头设计包括:接头形式设计:主要考虑焊件的结构形状和板厚、接头使用性能要求等因素。坡口形式设计：主要考虑焊缝能否焊透、坡口加工难易程度、生产率、焊条消耗量和焊后变形大小等因素。工艺设计第3章焊接工艺设计焊接接头设计2≤660°60°226~262212~6022R510°20~60R510°2240~60V形坡口X形坡口U形坡口双U形坡口Ⅰ形不开坡口对接接头1.焊接接头基本形式：对接接头工艺设计第3章焊接工艺设计焊接接头设计0~22~302255°4~302255°10~402R820°40~60单边V形坡口K形坡口单边双U形坡口Ⅰ形不开坡口T形接头1.焊接接头基本形式：T形接头工艺设计第3章焊接工艺设计焊接接头设计Ⅰ形不开坡口单边V形坡口V形坡口K形坡口0~12~52255°4~3060°2212~3055°2220~40角接接头1.焊接接头基本形式：角接接头工艺设计第3章焊接工艺设计焊接接头设计δL塞焊L＞4δ搭接接头1.焊接接头基本形式：搭接接头工艺设计第3章焊接工艺设计焊接接头设计较薄板的厚度/mm2～56～89～11≥12允许厚度差(δ1-δ)/mm1234不同厚度金属材料对接时允许的厚度差2.焊接接头坡口形式的设计：为使厚度较大的焊件能够焊透，常将金属材料边缘加工成一定形状的坡口，坡口能起到调节母材金属与填充金属比例，即调整焊缝成分的作用，同时也能使焊缝成形美观。工艺设计第3章焊接工艺设计3.5焊接接头设计2.焊接接头坡口形式的设计：较厚板板料上加工出单面或双面斜面的过渡形式。工艺设计第3章焊接工艺设计焊接接头设计2.焊接接头坡口形式的设计：钢板厚度不同的角接与T形接头受力焊缝不同厚度材料焊接接头的过渡形式(b)角接(c)T形接工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝代号：焊接的结构形式由焊接符号来表示，焊接符号主要由基本符号、辅助符号、补充符号、指引线和焊接尺寸等组成。常用的焊接符号如下图，用来说明焊接横截面的形状、线宽为标注字符高度的1/10，如字高为3.5mm，则符号线宽为0.35mm。工艺设计常用焊缝基本符号第3章焊接工艺设计焊缝代号：焊接符号标注步骤1、在焊接基本符号的左侧标注焊接横截面上的尺寸，如钝边高度p，坡口深度H，焊角高度K等，如果焊接的左侧没有任何标注又无其他说明时，对焊接要完全焊透。2、在右侧，标注焊接长度方向和尺寸，如焊接段数n，长度l，间隙e。如果基本符号右侧无任何标注又无其他说明时，表示焊接在整个工件长度方向上是连续的。3、在焊接符号的上侧或下侧，标注坡口角度α，坡口面角度β和根部间隙b。4、在指引线的尾部标注相同焊接的数量N和焊接方法。工艺设计第3章焊接工艺设计焊接质量检验方法1.焊接缺陷及原因常见的焊接缺陷：焊缝外形尺寸不符合要求，以及弧坑、焊瘤、咬边、气孔、夹渣、未焊透和裂缝。缺陷产生的原因：结构设计不合理、原材料不符合要求、接头焊前准备不仔细、焊接工艺选择不当或焊工操作技术。工艺设计第3章焊接工艺设计焊缝尺寸不符合工艺要求焊接质量检验方法工艺设计常见的焊接缺陷第3章焊接工艺设计焊接裂纹热裂纹冷裂纹焊接质量检验方法工艺设计常见的焊接缺陷第3章焊接工艺设计气孔焊接质量检验方法工艺设计常见的焊接缺陷第3章焊接工艺设计咬边焊接质量检验方法工艺设计常见的焊接缺陷第3章焊接工艺设计未焊透和未熔合焊接质量检验方法工艺设计常见的焊接缺陷第3章焊接工艺设计夹渣焊接质量检验方法工艺设计常见的焊接缺陷第3章焊接工艺设计烧穿焊接质量检验方法工艺设计常见的焊接缺陷第3章焊接工艺设计焊接质量检验方法2.焊接质量检验过程焊前检验、焊接生产过程中的检验及焊后成品检验。3.焊接质量检验方法非破坏检验、破坏性检验和声波发射检验。常用检验方法:1)外观检验；2)致密性检验；3)强度检验；4)力学性能试验；5)无损检测工艺设计焊接结构件工艺设计实例支撑座的焊接工艺过程焊接件名称支撑座件数1材料Q235焊接方法电弧焊零件图焊接组图第3章焊接工艺设计序号工序名称工序简图工序内容焊接设备焊接材料1备料按图切削加工出四件组件：筒身、底板、支板、筋板各一件，其中支板、筋板分别开双面单V型坡口序号工序名称工序简图工序内容焊接设备焊接材料2冷作装配将前序准备好的焊接组件按焊接组件图的位置要求，进行组装、按手工电弧焊点焊定位、交流手弧电焊机J422焊条、φ2序号工序名称工序简图工序内容焊接设备焊接材料3焊接对筒身、底板、支板、筋板相互之间的六条焊缝进行施焊，按1、3、5、2、6、4、8、7顺序施焊，每条焊缝采用分段退焊法。交流手弧电焊机J422焊条、φ4序号工序名称工序简图工序内容焊接设备焊接材料4去应力处理退火5切削加工按零件图进行轴孔端面及轴孔、底板及底孔的精加工1.中、高压容器的焊接结构，其合理的封头形式为那种，并说明理由。①②③④2.下图所示工件的焊缝位置不合理，进行修改（可在原图上进行修改），并说明理由。（注：F为作用力）(a)(b)《3.4焊接工艺设计》思考题