焊接结构设计合理化建议

原创 胡伟明  2021-08-30 20:56:01  阅读 179 次 评论 0 条
摘要:

对于焊接件结构,什么样的设计更合理,这里有一些建议,供大家参考: 1.简化焊接件结构。 焊接件横平竖直,这样方便焊接,同时结构相对来说更简单一点。同时使用标准的型钢或钢板拼焊,另外能采用一种标准型钢或钢板可达到要求的,就绝不使用两种。(1)减少机加工上图所示结构,台阶过多,无谓的增加很多机加工量,应尽量采用下面的结构:(2)减少组成焊接件的零件数和焊缝数上图所示焊接工作量较大,焊接多更容易导致变形。如果采用折弯件的话,会大大减少焊接工作量,应尽量采用下面的结构:(3)零件边缘

对于焊接件结构,什么样的设计更合理,这里有一些建议,供大家参考: 

1.简化焊接件结构。

 焊接件横平竖直,这样方便焊接,同时结构相对来说更简单一点。同时使用标准的型钢或钢板拼焊,另外能采用一种标准型钢或钢板可达到要求的,就绝不使用两种。

(1)减少机加工

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上图所示结构,台阶过多,无谓的增加很多机加工量,应尽量采用下面的结构:

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(2)减少组成焊接件的零件数和焊缝数

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上图所示焊接工作量较大,焊接多更容易导致变形。如果采用折弯件的话,会大大减少焊接工作量,应尽量采用下面的结构:

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(3)零件边缘错开,代替开坡口

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上图所示,需要在顶部开坡口,增加了工作量,应尽量采用下面的结构:

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将中间板上移之后形成焊脚,或者如下图所示将中间板下移形成焊脚。

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又如下面的结构:

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边缘没有留出焊脚空间,宜采用下面的结构:

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(4)如果需要开坡口尽量在加工件上直接加工坡口

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左边的管端需要开坡口,宜采用下面的结构:

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改为上面的结构后只需要在加工件上成形坡口,避免了在管端开坡口。

(5)零件外形应简单

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角撑边缘的成形切口没有必要做出弧形,做成下图所示结构显然更合理。

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2.减小焊接件应力集中。 

焊接接头应力求过渡平缓

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上图所示在槽钢侧面焊接一个盖板以提高其强度和刚度,应使其各断面的刚度逐渐加大,以避免突变的部位形成薄弱的环节,宜采用下面的结构形式。

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3.减小焊缝受力。 

(1)焊缝不宜安排在机械加工表面或转折处

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机加工被切掉一部分,会使强度降低,而在转折处受力较大,焊接时操作要求较高。宜采用类似下面的结构:

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(2)断面转折处不应布置焊缝

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断面转折处布置焊缝会导致焊缝受力过大。可以采用下面的结构:

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(3)避免焊缝底部受拉应力

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焊缝底部抗拉强度较差,应尽量避免焊缝底部受拉力,可以将焊缝底部与顶部互换,如下图所示。如果受力方向变化则焊缝底部与顶部方向也需跟着变化。

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(4)截面形状应有利于减少变形和应力集中

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焊接件设计最好设计为对称结构,这样做的好处是可以利用各条焊缝冷却时的力和变形的互相均衡,从而控制焊件的整体变形。下图所示结构就相对来说合理一些。

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(5)正确选择焊缝位置

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外侧刚度小,在外侧开坡口,会导致焊接变形加大。宜选择如下图所示的焊接位置。

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又如下面的结构

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力直接作用在焊缝处,不合理,应采用下面的结构:

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4.避免焊缝汇集。 

(1)避免多条焊缝汇聚

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上图所示的筋板多条焊缝汇聚,会导致变形大,强度降低。筋板最好在焊缝汇聚处开缺口,如下图所示,这也是大部分裙座筋板有一个缺口的原因:

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(2)不要让焊接影响区相距太近

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焊缝应尽量错开,避免热影响区相距太近,使变形太大,强度降低。宜采用如下图所示结构。

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5.减小焊接件的变形。 

(1)考虑气体扩散

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焊接后形成密闭空间的,应考虑其中的气体是否能释放出来。上图所示结构气体释放不好,不易焊牢,若预先设计一放气孔,使气体能够释放,则有利于焊接,如下图所示,再如大部分垫板都需要设计通气口:

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(2)焊缝应避开加工表面

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对于先加工后焊接的部件,焊缝应尽量离加工面远一点,以减少焊接对加工面的影响,应采用下图所示结构:

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或者改变顺序,先焊接后机加工。

(3)焊缝应远离零件的薄弱部分

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孔m已经削弱了强度,焊缝离开孔太近则会导致孔变形较大。应远离开孔位置,如下图所示:

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(4)焊缝应远离零件有螺纹的部分

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焊缝与螺纹太近会导致螺纹失效,应隔开一段距离,如下图所示:

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(5)要求不变形、对中精度高的焊接结构,需要有辅助结构

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焊缝靠近套筒体,变形大,孔中心的位置难保证要求。需使焊缝远离筒体,减小变形,同时采用定心结构,保证精度要求,如下图所示:

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6.减少焊缝。 

采用板料弯曲件以减少焊缝

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可以采用板料折弯,这样焊缝可由4条减少为2条,同时减少焊接变形,可以采用如下图所示结构:

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