焊接件的结构工艺性

任务5　焊接件的结构工艺性

焊接件的结构工艺性是指从焊接结构生产特点出发，按产品的结构形式、材质和使用要求，用简便而可靠的方法制作出优质的焊接接头的可能性及可行性。

合理的焊接构件建立在合理设计焊接结构的基础上。合理结构一方面要考虑结构的强度、工件要求等性能条件，另一方面还要考虑焊接生产过程的特殊性。

一、焊接结构设计的工艺原则

焊接结构设计的工艺原则有以下几点。

（1）应利于减少焊接工作量，施焊方便和保证质量。

（2）应利于减小焊接应力与变形，切忌应力集中。

（3）充分考虑施工现场的条件。

（4）尽可能使焊接结构新颖合理。

二、焊件材料的选择

焊件材料的选择方法如下。

（1）在满足工作性能要求的前提下，尽可能选用焊接性较好的材料。

（2）尽量选用型材或尺寸规格的原材料，这样，有利于减少焊缝，简化工艺。

（3）尽可能选用同种材料作为焊件。

三、焊接方法选择

各种材料的焊接性差别很大，焊接性好的低碳钢焊件无论用何种焊接方法都容易获得优质的焊接接头，而焊接性不好的高碳钢、铸铁、铜铝等材料则应慎重选择焊接方法和严格的工艺措施才能获得满意的焊接接头。焊接方法的选择是一个机械设计技术人员必须注意的问题。选择焊接方法要考虑材料的焊接性、生产效率、现场条件等因素后再决定。各种焊接方法的特点及适用范围如表12－10所示。

表12－10　各种焊接方法特点比较

＊主要指一般钢材。

＊＊低＜5 000元，较低5 000～10 000元，较高10 000～20 000元，高＞20 000元。

四、焊缝布置

焊缝布置对产品质量、生产效率、工人劳动条件有很大影响，设计人员应慎重考虑。以下几点原则应予遵循。

1．焊缝位置尽可能分散

焊缝集中易造成焊缝近区金属严重过热，焊缝组织和性能不良，应力集中，变形增大而且难以矫正（见图12－28）。

图12－28　焊缝分散布置设计

2．焊缝位置尽可能对称

焊缝位置尽可能对称，这样有利于减小应力和变形。

3．焊缝应尽可能避开应力

焊缝应尽可能避开最大应力和应力集中的位置（见图12－29）。

图12－29　焊缝避开应力集中位置例图

4．焊缝位置应考虑焊接操作的方便

焊缝位置要考虑到有足够的操作空间，尽量避免仰焊，减少立焊，减少或避免焊件的翻转（见图12－30）。

图12－30　焊缝位置与空间关系

5．焊缝位置尽量避开加工表面

如果焊件上某些部分有较高的精度要求时，应该焊完后再加工，以免焊接变形影响已加工表面的精度。如果焊件必须在加工好之后再焊接，则焊缝位置应尽量远离精加工表面。在粗糙度要求低的加工表面，不要布置焊缝。

复习思考题12

1．名词解释。

正接与反接　平焊与立焊　对接与搭接　钝边与坡口　裂纹与夹渣　熔宽与熔深

焊接接头与焊缝

2．交流焊机和直流焊机各适合在什么场合应用？如果一个车间只配备一台电焊机，应选交流焊机还是直流焊机？

3．焊条金属芯和药皮各起什么作用？各种自动焊中，用哪些来代替药皮的作用？

4．手工电弧焊的焊接规范主要包括哪些内容？

5．试制定厚度为3mm的两块低碳钢板和厚度为8mm的两块低碳钢板对接时手弧焊的焊接规范。

6．气焊低碳钢、中碳钢、高碳钢、普通低合金钢、铸铁、不锈钢、铜合金、铝合金等材料时应采取何种火焰？

7．气割过程是怎样的？低碳钢、低合金钢、高碳钢、铸铁、不锈钢、铜合金、铝合金等材料中哪些能用氧气切割？

8．根据下列材料或工件选择钎料和钎剂。

（1）硬质合金刀头与45钢刀体焊接。

（2）半导体三极管与铜导线焊接。

（3）高速钢刀齿与45钢刀体焊接。

9．比较电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊的异同及应用范围。

10．比较电弧焊、电阻焊、摩擦焊的异同及应用范围。

11．根据下列情况选择焊接方法。

（1）低碳钢工件小批量焊接。

（2）大块、大批量钢板对接。

（3）厚钢板（40mm以上）对接。

（4）紫铜板焊接。

（5）集成电路引线焊接。

（6）用钢带冷卷钢管的缝口焊接。

（7）φ40mm与φ100mm两轴对接，大批量生产。

12．产生焊接应力与变形的原因是什么？如何消除焊接应力？

13．在进行厚件多层焊接时，为什么有时用小锤敲击焊缝？

14．试比较20钢、45钢、T8钢、黄铜的焊接性。

15．铸铁补焊存在哪些困难？如何克服？

16．焊接梁尺寸如图12－33所示，材料A3钢板，成批生产。试解决如下问题。

图12－33　焊接梁

（1）决定腹板、翼板焊缝位置。

（2）选择各条焊缝的焊接方法。

（3）画出各条焊缝的接头形式。

（4）制定各条焊缝的焊接次序。

（注：原材料幅面尺寸为2 500mm×1 200mm）