机械制图(六)焊接.ppt

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1、机械制图,第六部分 焊接,2,该焊缝标注 是否正确？,3,这个呢？,这个呢？,4,目 录,一、概述 二、焊接的特点及应用 三 、钨极氩弧焊 四 、点焊 五 、焊接件的表达 六、焊接应力和变形 七、金属焊接性 八、焊缝设计原则 九、焊接标注示例,5,一、概述 Summarization 焊接的实质:通过加热或加压（或两者并用），用或不用填充金属，使焊件形成原子间结合的一种连接方法。不可拆卸的连接。 焊接方法的分类Classification 熔焊方法常以热源的种类命名， 气 焊（气体火焰为热源） 电弧焊（电弧为热源） 电渣焊（熔渣电阻热为热源） 激光焊（激光束为热源） 电子束焊（电子束为热源）

2、等离子弧焊（压缩电弧为热源） 钎焊:利用熔点比母材低的填充金属熔化以后,填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种方法。 压力焊：如电阻焊:焊接过程中需要加压的一类焊接方法。,6,二、焊接的特点及应用,焊接生产的特点：优点是：连接性能好；省工省料成本低；重量轻；可简化工艺。缺点是：不可拆卸；焊接接头组织和性能要变坏；要产生焊接应力、变形和缺陷。 焊接生产的应用及适用范围 制造金属结构 机器零部件和工具 修补 适用于碳钢、低合金钢、耐热钢及不锈钢长焊缝的水平位置焊接； 特别适用于厚板（20mm）的纵缝环缝的焊接； 也可以进行不锈钢和低合金高强钢的带极堆焊。,7,8,水下焊接,9,电 子 束

3、 焊,10,三 钨极氩弧焊( TIG ) Tungsten InertGas arc welding,1 基本原理也称非熔化极氩弧焊，,利用惰性气体作保护气体，电极用难熔金属（钨或钨合金）棒，焊件作为另一个电极。通过钨极与焊件之间产生的电弧加热和熔化焊件及填充金属，形成焊接接头。,11,2 工艺特点 保护效果好，焊接质量高； 焊接应力变形小； 操作方便，适用于空间各种位置焊接 电弧稳定,焊接成本高 设备复杂 对表面清理要求高 适用于不锈钢、耐热钢及铜、钛、铝、镁等有色金属的（3mm）薄板焊接或重要构件的打底焊。,12,点焊将焊件装配成搭接接头，并压紧在两极之间，接通电 流后利用电阻热将焊件局部

4、熔化，形成焊点的方法。,是一种高速、经济的连接方法。适用于可以采用搭接接头不要求气密性，厚度3mm冲压、轧制的薄板结构。,四 点焊,点焊,缝焊,工件2,工件1,13,五 焊接件的表达,1、焊缝基本符号、坡口及焊接方法代号 (GB/T 324-2008、 GB/T 5185-2005 、GB/T 12212-1990、 GB/T 985.1-2008、 GB/T 985.4-2008) 焊接是机械结构常见的一种连接方式。设计者可按要求的连接强度选择不同的焊缝，又可按机件材料的不同选择不同的焊接方式。 1.1 焊缝符号表示法,14,1.2 焊 缝 符 号,15,16,17,18,19,20,21,

5、22,23,24,1.3 焊缝标注,25,1.3 焊缝标注,26,1.3.1 焊缝接头及标注,接头,接头,27,箭头线直截指向接头的焊缝，表示焊缝在箭头侧，即施焊侧。 基本符号在实线侧时，表示焊缝在箭头侧；基本符号在虚线侧时，表示焊缝在非箭头侧。 在标注“ ”形焊缝时，箭头应指向带有坡口一侧的工件。 对称焊缝和双面焊缝时，可不加虚线。 尾部的标注： 相同焊缝数量/焊接方法/焊缝质量等级/焊缝位置/焊接材料/其他（必须按顺序排列，不管箭头线的方向） 必要时，允许箭头线弯折一次。 相同焊缝要求：坡口尺寸相同；焊缝符号相同；焊缝位置相同；焊接件相同（板厚相同，焊缝长度相等）。,28,1.3.2 焊

6、接 方 法 代 号,29,1.3.3 焊接位置 平焊 立焊 横焊 仰焊 （船形焊接 全位置焊）,PA,PB,PC,PD,PE,PB,PC,PD,工作位置：P 倾 角：S 转 角：R,平 焊：PA 平角焊：PB 横 焊：PC 仰角焊：PD 仰 焊：PE 旋转焊：PK,30,31,（1）坡口尺寸的标注 对一般焊缝，只标注基本符号，不标注坡口尺寸，坡口尺寸由工艺决定；对有强度、气密性等要求的焊缝或受结构限定的特殊坡口，应标注坡口尺寸，必要时用图示法绘制坡口结构图。,1.3.4 焊接标注说明,（2）对接焊缝有效厚度S由坡口结构和工艺保证，焊后无法测量，一般不标注。,（3）对接焊缝坡口结构相同的焊缝，可

7、在技术要求中说明。 如：未注/所有焊缝为连续角焊缝，焊脚高为相连两板中较薄板的厚度 未注/所有焊缝为连续“I”型焊缝。,32,33,六、焊接应力和变形,1. 焊接应力和变形的形成和危害.焊接应力增加结构工作时的应力,降低承载能力;焊接变形影响组装质量,矫正变形增加成本,还要降低塑性。,2、产生原因 如图所示，金属材料如果整体均匀加热和冷却,能完全自由膨胀和收缩,则在加热过程中产生变形,不产生应力;冷却后,恢复到原来的形状和尺寸,没有残余变形,也没有残余应力。,加热 冷却 应力 无有,固定,固定,固定,阻挡,34,如果在加热和冷却过程中,完全不能膨胀和收缩,这时有焊接残余应力而没有残余变形。 由

8、于焊接是局部加热,在加热和冷却过程中,有一定的刚性约束, 加热时金属受压应力,产生塑性压缩变形;在冷却过程中,如图所示,不能完全自由收缩,也能收缩一些,因此金属受拉应力并保存下来,这就是焊接残余应力。,现以钢板对焊为例说明焊接残余应力的产生过程,如图所示。,35,横向收缩变形,变形,变形,纵向收缩(厚度收缩量较小，可忽略),3、焊接变形：,角变形,36,37,38,39,4、减少和消除焊接应力的措施,设计措施： 尽量减少焊缝数量及尺寸 (采用折弯件) 避免焊缝过分集中 与交叉,如图1所示。相邻焊缝最小距 离要符合相关容器上相邻焊缝最小距离为 采用刚性较小的接头形式 尽量采用对称的焊接接头 在拉

9、应力区域，避免几何不连续性,如图2所示,图1,图2,40,4.1、工艺措施：,合理选择焊接顺序和方向(先横后纵),41,4.2、从设计和工艺二个方面考虑,锤击焊缝法 预热法 加热“减应区” 热处理法 降低焊缝拘束度 小线能量焊接,42,4.3.控制和矫正焊接变形的措施,4.3.1 防止变形： 焊前组装时采用反变形法,43,刚性固定法 能量集中的焊接方法 预热、锤击、散热 选择合理的装配焊接顺序,44,4.3.2 矫正,机械矫正法 火焰矫正法,45,5 焊后消除残余应力的方法 整体高温回火 局部高温回火 振动法 机械拉伸法 温差拉伸法,46,七、金属焊接性 Weldability of Meta

10、l,1. 金属焊接性的概念 金属材料对焊接加工的适应性。 在一定焊接条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 决定于金属材料本身性质和加工条件。包括二方面的内容: 结合性能：指某种材料在给定的焊接工艺条件下，形成完整而无缺陷的焊接接头的能力 。 使用性能 ：指在给定的焊接工艺条件下，焊接接头或整体结构满足使用要求的能力 。,47,2. 金属焊接性的间接评价,碳当量 把钢中合金元素（包括碳）的含量按其对焊接性影响程度换算成碳的相当含量，其总和叫碳当量。 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%),48,2. 金属焊接性的间接评价,当CE0.4时,焊接性良好,一般不需预热

11、; CE=0.40.6时,焊接性较差,一般需要预热和采取其它工艺措施; CE0.6时,焊接性差,需采取较高的预热温度和其它严格的工艺措施.,49,评价金属焊接性的二个参数,冷裂纹敏感系数 除化学成分外，板厚（刚性约束）、焊缝含氢量等也对焊接性有影响。 Pe=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B+h/600+H/60(%) 防止裂纹要求的最低预热温度: Tp=1440Pc-392(),50,八、 焊缝设计原则,(1)对接接头：,特点：应力集中相对较小，能承受较大的静载荷和较高的疲劳交变载荷。注意：板厚不同,应将厚板削薄后对接。 L3 （2-1）,51

12、,(2)搭接接头：两焊件相互错叠，在焊件端头进行焊接的接头。,特点：应力分布不均匀，疲劳强度较低； 焊前准备和装配工作比对接接头简单； 横向收缩量比对接接头小； 适用于被焊结构的狭小处以及密闭的焊接结构。,52,(1)坡口作用：主要是增大熔深，提高焊缝截面的有效厚度。,3、坡口的设计,以对接Y形坡口为例： 坡口角度：3560，太大增加加工余量、焊接成本和变形； 钝边高度p：需要熔透时一般为13mm； 根部间隙b：保证钝边熔透，一般24mm，过大容易形成虚焊； 坡口深度H：根据需要的焊缝厚度来设定。,53,经济性原则：在满足强度要求的前提下，选择合理的接头和坡口，减少焊材的填充量，提高焊接效率。

13、 考虑坡口加工：优先选择便于加工的坡口，如V形、X形。U形和双U形坡口，加工相对困难。 避免焊接缺陷：采用不适当的坡口形式容易产生焊接缺陷。比如：坡口角度过大，致使焊接热输入大，工件变形；钝边过高，不能完全熔透，残留的钝边即成了缺陷源。,(2)坡口设计原则：,54,最小焊脚尺寸,美国焊接学会结构的焊接规程(D1.1-72)如下：,55,接头位置设计不当，造成焊工无法操作或施焊困难，势必导致焊接缺陷，为此设计时要考虑操作空间。,(4)考虑可操作性,56,九、焊接标注示例,5 3550 （30）,双面角焊缝，对称交错，焊脚尺寸为5，焊缝段数为35，焊缝长度为50，焊缝间隔为30。,左:角焊缝，焊脚

14、尺寸为5，焊缝长250，共4 处。 右：单边V 形焊缝，两面对称， 焊缝厚度为5，焊缝长250。,57,表示：焊点直径5，焊点数量10，间隔30，共3 处。,采用一个闭合尾部，表示用参考标识显示特定的说明（如A1程序文件等）。,58,上：焊缝截面形状为单边喇叭形，整个工件长度连续施焊。,下：角焊缝，焊脚尺寸为3，三面有焊缝，整个工件长度连续施焊。,135 为CO2 气体保护焊（MAG 焊）。焊缝截面形状为单边喇叭形，焊缝对称，焊脚尺寸为10，整个工件长度连续施焊，外表面为平面。,59,21 为电阻点焊（在不至于引起误解时，可省略尾部标注）；焊点中心在两工件的接触面上；焊点直径为5，共4 点，沿d 圆周均布。,a)、喇叭形焊缝：,b) 、单边喇叭形焊缝：,60,61,塞焊缝，直径8mm，共2个焊缝,圆周角焊缝，焊脚高5mm,焊缝符号的意义？,62,4.5 -表示焊点直径； 3 - 根据图示说明，表示此项为CC或SC项； 6 -表示这是第六处CC或SC 项； BETWEEN AND - 表示件和件两点之间的焊点； 12X - 表示这两个之间的点焊数量为12个。,欧美焊接符号举例,63,64,规范要求的焊缝,现场焊接实物,TK-JXB-003,由于焊缝标注不正确造成现场焊接不符合规范要求！,谢谢大家!,