焊接结构

《焊接结构学》重点归纳第一章 绪论1、焊接结构的优点：（1）焊接接头系数大；（2）水密性和气密性好；（3）重量轻，省材料；（4）厚度基本不受限制；（5）结构设计简单；（6）生产周期短，成本低。

2、焊接结构的特点：（1）焊接结构的应力集中范围比铆接结构大；（2）焊接结构是非均匀体，焊接接头具有较大的性能不均匀性；（3）焊接结构具有较大的焊接应力和变形；（4）焊接结构的整体性强，止裂性差；（5）焊接结构对材料敏感；（6）焊接接头对温度敏感。

第三章 焊接应力和变形1、内应力是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力。

2、内应力分类：按照分布范围可分为宏观内应力、微观内应力和超微观内应力。

按产生机理可分为温度应力（热应力）、残余应力、相变应力和安装应力。

热应力是由于构件受热不均匀产生的。

3、基本概念（1）焊接瞬时应力：随焊接热循环过程而变化的应力。

（2）焊接残余应力：焊后在室温条件下，残余在构件中的内应力。

（3）焊接瞬时变形：随焊接热循环过程而变化的变形。

（4）焊接残余变形：焊后在室温条件下，残留在工件上的变形。

4、内部变形率：T εεε-e =若|ε|<εs ，则为弹性变形，恢复到原始T 0时，长度不变。

若|ε|>εs ，则为弹性变形、塑性变形，若ε<0，则为压缩变形；若ε>0，则为拉伸变形，恢复到原始T 0时，长度比初始长度减小△L p 。

5、影响焊接应力与变形的主要因素（1）焊缝及其附近不均匀加热的范围和程度，也就是产生热变形的范围和程度。

影响因素包括焊缝的尺寸、数量、位置、母材的热物理性能（导热系数、比热及热膨胀系数）和力学性能（弹性模量、屈服极限）、焊接工艺方法（气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电子束焊等等）、焊接规范参数（电流、电压、速度、预热温度、焊后缓冷及焊后热处理等）、施焊方法（直通焊、跳焊、分段退焊等）。

（2）焊件本身的刚度和受到周界的拘束程度，也就是阻止焊缝及其附近产生热变形的程度。

焊接结构常用的装配方法1、划线定位装配法按事先划好的装配线确定零、部件的相互位置，使用普通量具和通用工夹具在工作台上实现对准定位与紧固。

此种方法效率低、质量不稳定，只适用于单件、小批量生产。

图1所示为钢屋架的划线定位装配。

先在装配平台上按1：1的比例划出屋架零件的位置和结合线（称为地样），如图1-a所示，然后依照地样将零件组合起来，如图1-b所示，此装配也称地样装配法。

图1.钢屋架的划线定位装配2、工装定位装配法（1）样板定位装配它是利用样板来确定零件的位置、角度等的定位，然后夹紧并经定位焊完成装配的装配方法。

常用于钢板之间的角度装配和容器上各种管口的安装。

图2所示为斜T形结构的样板定位装配，根据斜T形结构立板的斜度，预先制作样板，装配时在立板与平板接合线位置确定后，即以样板去确定立板的倾斜度，使其得到准确定位后实施定位焊。

图2.斜T形结构的样板定位装置（2）定位元件定位装配法用一些特定的定位元件（如板块、角钢、销轴等）构成空间定位点，来确定零件的位置，并用装配夹具夹紧装配。

这种方法不需划线，装配效率高，质量好，适用于批量生产。

图3所示为挡铁定位装配法示例。

在大圆筒外部加装钢带圈时，在大圆筒外表面焊上若干定位挡铁，以这些挡铁为定位元件，确定钢带圈在圆筒上的高度位置，并用弓形螺旋夹紧器把钢带圈与筒体壁夹紧密贴，定位焊牢，完成钢带圈装配。

图3.挡铁定位装配（3）胎夹具（又称胎架）装配法对于批量生产的焊接结构，若需装配的零件数量较多，内部结构又不很复杂时，可将工件装配所用的各定位元件、夹紧元件和装配胎具三者组合为一个整体，构成装配胎架。

图4所示为汽车横梁结构及其装配胎架。

图4.汽车横梁及其装配胎架a）汽车横梁b）焊接夹具（装配胎架）1、2—焊缝3—槽形板4—拱形板5—主肋板6—角铁7—胎架8—挡铁9—螺旋压紧器10—回转轴11—定位销装配时，首先将角铁6置于胎架上，用定位销11定位并用螺旋压紧器9固定，然后装配槽形板3和主肋板5，它们分别用挡铁8和螺旋压紧器9压紧，再将各板连接处定位焊。

焊接结构生产工艺过程1. 简介焊接结构是一种将金属零件通过焊接工艺连接在一起的结构形式。

它具有连接牢固、成本低、生产效率高等优点，在工业生产中得到广泛应用。

本文将介绍焊接结构的生产工艺过程，包括焊接前准备、焊接工艺选择、焊接设备和焊接操作等内容。

2. 焊接前准备在进行焊接结构生产之前，需要进行一些必要的准备工作。

2.1 材料选择首先，需要根据焊接结构的要求选择合适的材料。

通常情况下，焊接结构所采用的材料应具有良好的焊接性能和力学性能，能够满足设计要求和使用环境的要求。

2.2 设计和制作焊接接头其次，根据焊接结构的设计要求，进行接头的设计和制作。

接头的设计应考虑到焊接过程中的应力分布和变形情况，合理选择接头形式和尺寸。

2.3 清洁和除锈在进行焊接之前，需要对焊接区域进行清洁和除锈处理，以确保焊接接头的质量。

清洁和除锈可以采用化学清洗、机械碰磨等方法进行。

3. 焊接工艺选择选择合适的焊接工艺对于焊接结构的质量和效率至关重要。

常用的焊接工艺包括手工电弧焊、气体保护焊、氩弧焊等。

3.1 手工电弧焊手工电弧焊是一种常用的焊接工艺，通过电弧产生高温，在焊接区域形成熔融池，然后使用焊条进行填充，形成焊缝。

手工电弧焊适用于焊接结构的小批量生产。

3.2 气体保护焊气体保护焊是一种在焊接过程中使用保护气体包裹焊接区域的焊接工艺，常用的保护气体有氩气、二氧化碳等。

气体保护焊的优点是焊缝质量好、成形美观，适用于对焊接质量要求较高的焊接结构。

3.3 氩弧焊氩弧焊是一种在焊接过程中使用纯氩气保护焊接区域的焊接工艺。

氩弧焊通常用于焊接薄壁结构和对焊接质量要求较高的材料，如不锈钢、铝合金等。

4. 焊接设备焊接设备是焊接结构生产中不可缺少的一部分。

常用的焊接设备有焊接机、焊枪、焊接切割机等。

4.1 焊接机焊接机是焊接结构生产中使用的电源设备，将电能转化为焊接工艺所需的电流和电压。

根据焊接工艺的不同，焊接机可以分为手动焊接机和自动焊接机。

焊接强度及结构范文
一、焊接结构
焊接结构是指采用焊接方式实现的结构，焊接结构有许多种，主要包括金属焊接结构、石墨焊接结构、木质焊接结构等。

这些结构可以分为三类：一类是单块结构，也就是从多个材料件预制粘合装配成型，可以用一个焊接点把它们连接起来；第二类是多块结构，它们使用多个连接点将多个材料件连接在一起；第三类是复杂结构，它们使用多个焊接点将多个关节、杆件和构件组合成一个完整的结构。

二、焊接强度
焊接强度是指焊接结构在外力作用下所能承受的最大力的强度，它是由焊接接合处的材料件组成的部分焊缝质量决定的。

焊接强度的大小一般取决于材料的抗拉强度、抗压强度、刚度、塑性、热膨胀系数等性质，以及焊缝的位置和尺寸、焊接条件、焊接工艺、残余应力的大小等因素。

外力作用下，材料件及焊接结构在拉力、压力等操作作用下的变形有时可能导致焊接强度的下降。

为了提高焊接结构的强度，除需要采用优质的焊材外，还要采取合理的焊接工艺设计及工艺技术措施，以达到良好的焊接性能。

三、焊接工艺设计技术措施
（1）熔深、滴深对焊接强度有显著影响。

1.焊接热循环：在焊接过程中，工件上的温度随着瞬时热源或移动热源的作用而发生变化，温度随时间由低而高，达到最大值后，又由高而低的变化称为焊接热循环。

2.温度应力（热应力）：变形不受约束，则说明变形是温度变化的唯一反映；若这种变形受到约束，就会在物体内部产生应力，这种应力即为温度应力。

3.残余应力：当不均匀温度恢复到原始的均匀状态后残存在物体中的内应力。

4.自由变形（量、率）：当金属物体的温度发生变化或发生相变没有受到外界的任何阻碍而自由进行，它的形状和尺寸的变形就称为自由变形。

自由变形的大小称之为自由变形量。

单位长度上的自由变形量称之为自由变形率。

5.外观变形（量、率）：当物体的变形受到阻碍而不能完全自由变形时，所表现出来的部分变形称为外观变形或可见变形。

外观变形的大小称为外观变形量。

单位长度上的外观变形量称为外观变形率。

6.内部变形（量、率）：当物体的变形受到阻碍而不能完全自由变形时，未表现出来的部分变形称为内部变形或可见变形。

内部变形的大小称为内部变形量。

单位长度上的内部变形量称为内部变形率。

7.高组配：焊缝金属强度比母材高强度高的接头匹配。

8.低组配：焊缝金属强度比母材高强度低的接头匹配。

9.工作焊缝：一种与被连接的元件是串联的焊缝，承担着传递全部载荷的作用，焊缝一旦开裂，结构就立即失效。

10.联系焊缝：一种与被连接的元件是并联的焊缝，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦开裂，结构就不会立即失效。

11.焊接工艺评定：为验证所拟定的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果的评价。

12.焊接工艺指导书：就是为验证试验所拟定的、经评定合格的、用于指导生产的焊接工艺文件。

13.生产过程：使原材料或半成品的形状和重量不断的按照人们的意图发生改变的过程。

或者定义为把原材料变成成品的直接和间接的劳动过程的总和。

14.工艺过程：是指直接改变毛坯的形状、尺寸、力学性能以及物理性能，使之成为半成品或成品的生产过程。

焊接结构的生产工艺流程焊接是一种常用的金属连接工艺，广泛应用于制造业中的结构件、设备、管道等领域。

焊接结构的生产工艺流程包括以下步骤：1. 设计和准备工作在进行焊接结构的生产之前，需要进行设计和准备工作。

这包括确定焊接结构的尺寸、形状和材料等参数，并绘制详细的图纸。

还需要准备好所需的焊接设备、材料和工具。

2. 材料准备和加工在进行焊接之前，需要对焊接材料进行准备和加工。

要对焊件进行清洁处理，去除表面的油污、氧化物等杂质，以保证焊接质量。

然后根据设计要求，对焊件进行切割、钻孔、折弯等加工操作。

3. 焊缝准备在进行焊接之前，还需要对焊缝进行准备。

根据设计要求，在焊件上标记出焊缝位置和尺寸。

然后使用切割机、磨削机等设备对焊缝边缘进行整形和倒角，以提高焊接质量。

4. 焊接设备设置和调试在进行焊接之前，需要对焊接设备进行设置和调试。

要选择合适的焊接方法和设备，如手工电弧焊、气体保护焊等。

然后根据焊接材料的种类和厚度，调整焊接电流、电压、速度等参数，以确保焊接质量。

5. 焊接操作在进行实际的焊接操作时，需要根据设计要求和工艺规程进行操作。

要将焊枪或电极与工件正确连接，并将焊丝或电极插入设备中。

在保护气体的作用下，通过控制电流、电压和速度等参数，将熔化的金属填充到焊缝中，并形成均匀、牢固的焊缝。

6. 焊后处理完成焊接后，还需要进行一些必要的焊后处理工作。

要对焊缝进行清理和修整，去除可能存在的气孔、夹杂物等缺陷。

然后使用刮刀、锉刀等工具对焊缝表面进行打磨和抛光，使其更加光滑平整。

对焊接结构进行除锈、防腐等处理，以提高其耐久性和美观度。

7. 检验和质量控制在焊接结构的生产过程中，需要进行检验和质量控制，以确保焊接质量符合要求。

这包括对焊缝进行目视检查、尺寸测量、无损检测等。

还需要进行焊接工艺评定和焊工资格认证等工作，以保证焊接质量的可靠性和稳定性。

8. 焊接结构的后续处理完成焊接结构的生产后，还需要进行一些后续处理工作。

焊接结构的基本类型及组成元件焊接结构是指通过焊接工艺将多个零部件或构件连接起来形成的整体结构。

根据焊接方式和构件形状的不同，焊接结构可以分为多种类型。

本文将介绍焊接结构的基本类型及其组成元件。

一、焊接结构的基本类型1. 焊接角接结构：焊接角接结构是指将两个构件以一定的角度焊接在一起的结构形式。

常见的焊接角接结构有直角接、斜角接等。

2. 焊接对接结构：焊接对接结构是指将两个构件的端部或边缘部分直接对接后进行焊接的结构形式。

常见的焊接对接结构有对接接头、对接缝等。

3. 焊接搭接结构：焊接搭接结构是指将两个构件的搭接部分进行焊接的结构形式。

常见的焊接搭接结构有搭接接头、搭接焊缝等。

4. 焊接T型接结构：焊接T型接结构是指将一个构件的横截面与另一个构件的表面形成的T型接口进行焊接的结构形式。

5. 焊接角焊接结构：焊接角焊接结构是指将一个构件的角部与另一个构件的平面或弯曲部分进行焊接的结构形式。

二、焊接结构的组成元件1. 焊缝：焊缝是焊接过程中形成的连接部分，是由焊接材料熔化并与母材相结合形成的。

焊缝的形状和尺寸对焊接结构的强度和密封性有着重要影响。

2. 焊接接头：焊接接头是指构件在焊接过程中相互连接的部分。

常见的焊接接头有对接接头、搭接接头、角接头等。

3. 焊接材料：焊接材料是指用于焊接的填充金属或非金属材料。

常见的焊接材料有焊条、焊丝、焊剂等。

4. 焊接设备：焊接设备是进行焊接工艺的工具和设备。

常见的焊接设备有焊接电源、焊接机械臂、焊接工作台等。

5. 焊接工艺：焊接工艺是指进行焊接操作的一系列方法和步骤。

常见的焊接工艺有手工电弧焊、气体保护焊、激光焊接等。

6. 焊接质量检测：焊接质量检测是对焊接结构进行质量评估和检验的过程。

常见的焊接质量检测方法有可视检测、射线检测、超声波检测等。

7. 焊接热影响区：焊接热影响区是焊接过程中母材发生热变形和组织结构改变的区域。

焊接热影响区对焊接结构的强度和耐腐蚀性有一定影响。

焊接结构设计的基本要求和基本原则1.强度要求：焊缝必须能够承受设计荷载，在额定载荷下不应产生变形、塑性破坏或断裂。

2.刚度要求：焊接结构的变形应受到控制，以确保结构的稳定性和使用性能。

3.耐久性要求：焊接结构应能够耐受外界环境的侵蚀、震动、振动等因素，保持设计寿命。

4.适应性要求：焊接结构要能够适应不同的工艺要求和施工条件，满足安装、运输和维护的需求。

5.安全性要求：焊接结构应符合安全设计规范，减少事故和潜在风险。

1.材料选择：应选用适用于具体焊接结构的材料，具备良好的焊接性能、力学性能和耐久性。

2.焊缝设计：焊缝的选择和设计应符合强度和刚度要求，考虑接触应力、应力集中和蠕变等因素。

3.焊接工艺：应根据焊接结构的要求选择合适的焊接工艺，确保焊缝质量，并避免热影响带的形成。

4.结构布局：焊接结构的布局应合理、紧凑，减少焊接长度和次数，提高生产效率。

5.质量控制：应对焊接结构进行质量控制，包括焊接材料的选择、预处理和检测，以及焊接工艺参数的调整和监测。

6.工作环境：焊接结构的设计应考虑到工作环境的特殊要求，如高温、低温、腐蚀等，选择合适的材料和相应的保护措施。

在具体的焊接结构设计中，还需要考虑以下因素：1.加工性：焊接结构的形状和尺寸应符合加工要求，便于操作和施工。

2.外观效果：焊接结构应具备良好的外观效果，减少焊接缺陷和瑕疵。

3.经济性：焊接结构的设计应尽可能减少材料的消耗和加工成本，提高生产效率和经济效益。

综上所述，焊接结构设计的基本要求和基本原则旨在确保焊接结构的安全、稳定和耐久，以及提高生产效率和经济效益。

设计师应考虑材料选择、焊缝设计、焊接工艺等因素，并根据工作环境和特殊要求进行合理布局和质量控制。

通过严格遵循这些原则和要求，能够使焊接结构具备合适的强度、刚度和耐久性，满足实际工程应用的需求。

焊接结构生产流程和工艺方法焊接结构生产的工艺过程，根据产品的技术要求、形状和尺寸的差异而有所不同，并巨工厂中现有的设备条件和生产技术管理水平对产品工艺过程的制订也有一定的影响。

但从总体分析，按照工艺过程中各工序的内容以及相互之间的关系，各工艺过程都有着大致相同的生产流程，如图1所示。

图1.焊接结构生产流程1、生产组织与准备生产组织与准备工作对生产效率和产品质量的提高起着基本保证作用，它包括以下几方面的内容：（1）技术准备焊接结构生产的准备工作是整个制造工艺过程的开始。

它包括了解生产任务，审查（重点是工艺性审查）并熟悉结构图样，了解产品技术要求，在进行工艺分析的基础上，制定全部产品的工艺流程，进行工艺评定，编制工艺规程及全部工艺文件、质量保证文件，订购金属材料和辅料，编制用工计划（以便着手进行人员调整与培训）、能源需用计划（包括动力、水、压缩空气等），根据需要定购或自行设计，制造、装配焊接设备和装备，根据工艺流程的要求，对生产面积进行调整和建设等。

生产的准备工作很重要，做得越细致，越完善，未来组织生产就越顺利，生产效率越高，质量越好。

（2）物质准备根据产品加工和生产工艺要求，订购原材料、焊接材料以及其他辅助材料，并对生产中的焊接工艺设备、其他生产设备和工装夹具、量具进行调配、购置、设计、制造或维修。

材料库的主要任务是材料的保管和发放，它对材料进行分类、储存和保管并按规定发放。

材料库主要有两种，一是金属材料库，主要存放保管钢材；二是焊接材料库，主要存放焊丝、焊剂和焊条。

2、备料加工备料加工是指钢材的焊前加工过程，即对制造焊接结构的钢材按照工艺要求进行的一系列加工。

备料加工一般包括以下内容：（1）原材料准备将钢材（板材、型材或管材）进行验收、分类储存、发放。

发放钢材应严格按生产计划提出的材料规格与需要量执行。

（2）材料预处理其目的是为基本元件的加工提供合格的原材料，包括钢材的矫平、矫直、除锈、表面防护处理、预落料等工序。

简述焊接结构的特点
焊接是一种将材料连接在一起的工艺，通过加热和加压使材料融合在一起。

焊接结构具有以下特点：
1. 强度高：焊接结构通常比其他连接方式具有更高的强度。

这是因为在焊接过程中，材料被加热到高温，使其软化并融合在一起，形成了一个坚固的连接。

2. 密封性好：焊接结构可以提供良好的密封性，防止气体、液体或其他物质泄漏。

这是因为焊接过程中，材料被加热并融合在一起，形成了一个连续的密封界面。

3. 节省材料：与其他连接方式相比，焊接可以节省材料。

这是因为焊接不需要使用额外的连接件，如螺栓、螺母等，因此可以减少材料的使用量。

4. 可加工性好：焊接结构可以通过切割、弯曲、压制等方式进行加工，以满足不同的设计要求。

5. 可靠性高：焊接结构通常比其他连接方式更可靠。

这是因为焊接过程中，材料被加热并融合在一起，形成了一个坚固的连接，不易松动或失效。

总的来说，焊接结构具有强度高、密封性好、节省材料、可加工性好、可靠性高等特点，因此在许多领域得到了广泛的应用，如航空航天、汽车制造、建筑、机械制造等。

焊接结构的优点和存在的问题
焊接结构的优点：
1. 强度高：焊接结构可以实现金属材料的连续性连接，使得整体结构具有较高的强度和刚度。

2. 质量轻：相比于其他连接方式，焊接结构可以减少连接部分的重量和体积，提高结构的负荷承受能力。

3. 造价低：焊接结构不需要额外的连接件，可以减少材料的使用量和工艺流程，降低成本。

4. 可靠性高：焊接结构具有较高的连接强度和稳定性，可以在各种复杂工况下保持稳定运行。

5. 高效性：焊接结构的制作过程简单，可以提高生产效率。

焊接结构存在的问题：
1. 焊缺陷：焊接结构容易出现焊接缺陷，比如焊缝内的气孔、夹渣等，影响焊接接头的强度和密封性。

2. 可维修性差：焊接结构一旦出现故障，往往需要重新焊接或更换整个焊接接头，维修过程繁琐且耗时。

3. 应力集中：焊接结构中的焊接接头会导致应力集中，容易产生疲劳破坏和裂纹，降低结构的使用寿命。

4. 动态载荷下的性能：焊接结构在受到动态载荷作用时，容易发生振动和共振，对结构稳定性和安全性产生影响。

5. 难以检测：焊接结构内部缺陷难以通过非破坏性检测方法准确地检测和评估，不易发现潜在的问题。