焊件的结构工艺性

  仪器信息网 ·  2009-03-30 19:49  ·  6536 次点击
一、焊件的结构工艺性
要使焊件焊接后能达到各项技术要求,除了采用防止变形等措施以外,还要注意合理设计焊件结构。为此,必须对焊件的结构工艺性有所了解。所谓焊件结构工艺性,就是所设计的焊件结构能确保焊接工艺过程顺利进行,它主要包含以下内容。
1.尽可能选用焊接性好的原材料
一般情况下,碳钢中碳的质量分数小于0.25%,低合金结构钢中碳的质量分数小于0.2%时,都具有良好的焊接性,应尽量选用它们作为焊接材料。而碳的质量分数大于0.5%的碳钢和碳的质量分数大于0.4%的合金钢,焊接性都比较差,一般不宜采用。
另外,焊件结构应尽可能选用同一种材料的焊接。因为异种金属材料彼此的物理、化学性能不同,常因膨胀、收缩不一致而使焊接接头产生较大的焊接应力。两种焊接性能相差悬殊的材料,很难进行焊接。
2.焊缝位置应便于焊接操作
在采用电弧焊或者气焊进行焊接时,焊条或焊枪、焊丝必须有一定的操作空间。
焊条是无法按合理倾斜角度伸到焊接接头处的。
在埋弧焊时,因为在焊接接头处要堆放一定厚度的颗粒状焊剂,所以焊件结构的焊缝周围应有堆放焊剂的位置。
3.焊缝应尽量均匀、对称,避免密集、交叉焊缝均匀对称可防止因焊接应力分布不对称而产生变形;避免焊缝交叉和过于密集可防止焊件局部热量过于集中而引起较大的焊接应力。
4.焊缝位置应避免应力集中
由于焊接接头处塑性和韧性较差,又有较大的焊接应力,如果此处又有应力集中现象,则很容易产生裂纹。一储油罐,两端为封头。封头形状有两种:一种是球面封头,直接焊在圆柱筒上,形成环形角焊缝;另一种是把封头制成盆形,然后与圆柱筒焊接,形成环形平焊缝。第二种封头可减少应力集中,其结构比第一种合理。
5.焊接元件应尽量选用型材
在焊接结构中,常常是将各个焊接元件组焊在一起。如果能合理选用型材,就可以简化焊接工艺过程,有效地防止焊件变形。同一焊件由两个槽钢组焊而成,只需在接合处采用分段法焊接,既可简化焊接工艺,又可减小焊接变形。如果能选用合适的工字钢,就可完全省掉焊接工序。
二、焊接件的选用原则
1.试制产品的机座、支架等承受静载荷的零件,应优先采用焊接结构
2.尺寸较大的构件应优先选用焊接结构
3.应注意采用铸焊、锻焊组合结构
三、焊缝位置的确定及焊缝代号
1.焊缝位置的确定
(1)焊缝位置应处于受力最小的部位
(2)焊缝应尽量分布在焊件的薄壁片
(3)焊缝应尽量远离机械加工表面
2.焊缝符号的标注
焊缝的基本符号+焊缝的辅助符号与补充符号+焊缝的尺寸的符号=焊缝符号的标记
四、焊接接头形式和尺寸的确定
在焊条电弧焊时,由于焊件厚度、结构形状和使用条件的不同,焊件的接头形式和坡口形式也不同。常用的接头形式有4种:对接接头、角接接头、T形接头和搭接接头。
为了使接头处能焊透,并减少焊条熔化量在焊缝金属中所占的比例,确保焊缝金属的化学成分和力学性能,对中、厚板件,应在焊件接头处开设坡口。如焊条电弧焊时,焊件厚度大于6mm就应开设坡口。常见的坡口形式有四种:V形、带钝边U形、双Y形和K形。坡口的形式与焊件厚度有关。
五、焊条的选用
1.选用焊条的一般原则
(1)根据焊件力学性能要求
(2)根据焊件的工作条件和结构特点
(3)根据焊接设备和施工条件
2.适于常用焊接材料的焊条
3.焊条直径的选择
六、举例
有一压力管道,已知管道和连接法兰的材料均为Q345,车间卷板机卷筒最长度为2000mm,试进行工艺设计。
1.焊接位置确定
2.焊接接头及坡口
两端法兰与圆筒间彩角接接头;其余接头均为对接接头单面V形焊缝。
单件生产,采用焊条电弧焊。
3.焊条
中、低压容器,对于Q345来说,可选用J502或J503焊件厚度为12mm,可选用直径为5mm焊条。
4.焊件热处理
由于Q345钢具有良好的综合性能和焊接性能,同时,压力管道不承受动载,而且壁厚均匀,焊缝分布合理,所以焊接接头区域不会产生淬硬组织,也不会产生过大的焊接应力,所以此焊件不需要焊后热处理。

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