焊縫標(biāo)注與設(shè)計

1、卓越制造中心2010年4月,焊縫標(biāo)注與焊縫設(shè)計,卓越制造中心2010年4月,課程大綱,1、掌握焊縫符號標(biāo)注法并熟練運(yùn)用；2、學(xué)習(xí)焊縫設(shè)計的基本原則和方法；3、學(xué)習(xí)焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則和方法，提高設(shè)計的合理性。,一、學(xué)習(xí)目的,課程大綱,圖樣上焊縫有兩種表示方法，即符號法和圖示法。,二、焊縫符號標(biāo)注,1、焊縫標(biāo)注方法,焊縫標(biāo)注以符號標(biāo)注法為主，在必要時允許輔以圖示法。比如用連續(xù)或斷續(xù)的粗線表示連續(xù)或斷續(xù)焊縫；在需要時繪制焊縫局部剖視圖

2、或放大圖表示焊縫剖面形狀；用細(xì)實(shí)線繪制焊前坡口形狀等等。符號標(biāo)注法：通過焊縫符號和指引線表明焊縫形式的標(biāo)注方法。,符號法,圖示法,二、焊縫符號標(biāo)注,2、符號標(biāo)注法的要素,焊縫符號標(biāo)注中有許多要素，其中焊縫基本符號和指引線構(gòu)成了焊縫的基本要素，屬于必須標(biāo)注的內(nèi)容。 除焊縫基本要素外，在必要時還應(yīng)加注其他輔助要素，如輔助符號、補(bǔ)充符號、焊縫尺寸符號及焊接工藝等內(nèi)容。,二、焊縫符號標(biāo)注,（1）焊縫基本符號是表示焊縫橫斷面形狀的符號，共有1

3、3個(詳見GB/324-88)，例如：,3、焊縫符號及其標(biāo)注,二、焊縫符號標(biāo)注,（2）輔助符號是表示焊縫表面形狀特征的符號。不需要確切地說明焊縫的表面形狀時可以不加注輔助符號。輔助符號配置在基本符號固定位置。輔助符號有3個。,二、焊縫符號標(biāo)注,（3）補(bǔ)充符號是為了補(bǔ)充說明焊縫的某些特征而采用的符號，一共有5個。,a)、帶墊板符號：,b) 、三面焊縫符號：,c)、周圍焊縫符號：,e)、現(xiàn)場符號 ：表示在現(xiàn)場或工地上進(jìn)行焊接；,f)、尾

4、部符號 ：標(biāo)注焊接工藝方法或者焊縫數(shù)量。,二、焊縫符號標(biāo)注,（4）特殊符號是為了滿足某些特殊情況而規(guī)定的焊縫符號，共有4個。,a)、喇叭形焊縫：,b) 、單邊喇叭形焊縫：,c)、堆焊縫：,d)、鎖邊焊縫：,二、焊縫符號標(biāo)注,指引線由箭頭線和基準(zhǔn)線組成。,4、指引線及其標(biāo)注,箭頭可指向接頭側(cè)和非接頭側(cè)；箭頭線相對焊縫的位置一般沒有特 殊要求；允許箭頭線彎折一次。,,（1）箭頭線：,二、焊縫符號標(biāo)注,（2）基準(zhǔn)線,基準(zhǔn)線含有實(shí)線基

5、準(zhǔn)線和虛線基準(zhǔn)線。虛線基準(zhǔn)線可畫在實(shí)線基準(zhǔn)線的上方或下方;焊縫符號標(biāo)注在實(shí)線基準(zhǔn)線上說明焊縫在箭頭側(cè)，標(biāo)注在虛線基準(zhǔn)線上說明焊縫在非箭頭側(cè);標(biāo)注雙面或?qū)ΨQ焊縫時可不加虛線。,二、焊縫符號標(biāo)注,（1）焊縫標(biāo)注有必要時可附帶有焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)。焊縫尺寸符號共 有16個（詳見GB/324-88），例如：,5、焊縫尺寸符號及其標(biāo)注,,,,,,,,,,,,,,,,,二、焊縫符號標(biāo)注,（2）焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則(如圖)：焊

6、縫橫截面上的尺寸標(biāo)注在基本符號的左側(cè)；長度方向的尺寸標(biāo)在右側(cè)；坡口角度、坡口面角度、根部間隙等尺寸標(biāo)在基本符號的上側(cè)或下側(cè)。相同焊縫數(shù)量的符號標(biāo)在尾部。,,,,,,,,,,,,,,,,,在基本符號的右側(cè)無任何標(biāo)注且又無其他說明時，意味著焊縫在工件的整個長度上是連續(xù)的；在基本符號的左側(cè)無任何標(biāo)注且又無其他說明時，表示對接焊縫要完全焊透。,二、焊縫符號標(biāo)注,焊接方法代號參照GB/5185-1985,,,,,,,,,,,,,,,,,6、

7、焊接方法代號,例：如圖表示對接接頭周圍焊縫。焊條電弧焊(111)在非箭頭側(cè)打底，表面齊平；埋弧焊(12)焊成的V形焊縫在箭頭側(cè)，表面也要求齊平。,注：焊縫采用多種焊接方法或者對焊接方法有特殊要求時標(biāo)注，一般不標(biāo)注。,二、焊縫符號標(biāo)注,（1）坡口尺寸的標(biāo)注 對一般焊縫，只標(biāo)注基本符號，不標(biāo)注坡口尺寸，坡口尺寸由工藝決定；對有強(qiáng)度、氣密性等要求的焊縫或受結(jié)構(gòu)限定的特殊坡口，應(yīng)標(biāo)注坡口尺寸，必要時用圖示法繪制坡口結(jié)構(gòu)圖。,,,,

8、,,,,,,,,,,,,,7、焊接標(biāo)注說明,二、焊縫符號標(biāo)注,（2）對接焊縫有效厚度S由工藝保證，焊后無法測量，一般不標(biāo)注。,,,,,,,,,,,,,,,,,二、焊縫符號標(biāo)注,（3）焊腳尺寸K的大小一般為：3、5、8、10、12、14、20,,,,,,,,,,,,,,,,3/5,3/5/8/10,8/10,12,14,20,12/14,二、焊縫符號標(biāo)注,（4）斷續(xù)焊縫的標(biāo)注,,,,,,,,,,,,,,,,如下圖：n表示焊縫段數(shù)；

9、 l表示焊縫長度(不計弧坑)； e表示焊縫間距。,二、焊縫符號標(biāo)注,（5）常見的焊縫標(biāo)注錯誤,,,,,,,,,,,,,,,,,二、焊縫符號標(biāo)注,（5）常見的焊縫標(biāo)注錯誤,,,,,,,,,,,,,,,,,課程大綱,,,,,,,,,,,,,,,,,在設(shè)計焊縫尺寸大小及其接頭形式時，首先要確定是工作焊縫還是聯(lián)系焊縫。,1、考慮焊縫性質(zhì),工作焊縫：與被連接的元件是串聯(lián)的，它承擔(dān)著傳遞全部載荷的作用，一旦斷裂，結(jié)構(gòu)就會失效

10、，其應(yīng)力稱為工作應(yīng)力。,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,工作焊縫必須進(jìn)行焊縫強(qiáng)度計算；聯(lián)系焊縫則需考慮經(jīng)濟(jì)性而減小、減短焊縫；具有雙重性的焊縫，既有工作應(yīng)力又有聯(lián)系應(yīng)力，則只計算工作應(yīng)力，而不考慮聯(lián)系應(yīng)力；,聯(lián)系焊縫：焊縫與被連接件是并聯(lián)的，它傳遞很小的載荷，主要起元件之間的相互聯(lián)系的作用，焊縫一旦斷裂，結(jié)構(gòu)不會立即失效，其應(yīng)力稱為聯(lián)系應(yīng)力。,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,2、焊接接頭形式選擇,

11、焊接接頭形式可以分為：對接接頭； 搭接接頭； T形接頭； 角接接頭。,三、焊縫設(shè)計原則,不同的接頭形式承載能力和應(yīng)力分布情況不同。,,,,,,,,,,,,,,,,,(1)對接接頭：兩焊件同在一個平面上焊接而成的接頭。,特點(diǎn)：應(yīng)力集中相對較小，能承受較大的靜載荷和較高的疲勞交變載荷。注意：板厚不同,應(yīng)將厚板削

12、薄后對接。L≥3 （δ2-δ1）,,,,,,,,,,,L,δ2,,,,,,δ1,,,,,,,,,,δ2,,,,,,δ1,,,L/2,,,,,,,,,×,√,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,(2)搭接接頭：兩焊件相互錯疊，在焊件端頭進(jìn)行焊接的接頭。,特點(diǎn)：應(yīng)力分布不均勻，疲勞強(qiáng)度較低； 焊前準(zhǔn)備和裝配工作比對接接頭簡單； 橫向收縮量比對接接頭小； 適用于被焊結(jié)構(gòu)的狹小處以及密

13、閉的焊接結(jié)構(gòu)。,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,(3)T形接頭：兩焊件相互垂直，在交角處進(jìn)行焊接的接頭。,特點(diǎn)：應(yīng)力分布不均勻，雖然承載能力低，但能承受各種方向的力和力 矩，是比較理想的焊接接頭形式。,注意：T形接頭應(yīng)避免采用單面角焊縫。,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,(4)角接接頭：兩焊件邊緣相互垂直，在頂端邊緣上進(jìn)行焊接的接頭。角接接頭常用于箱形結(jié)構(gòu)，常用的角接頭如下圖：,特點(diǎn)：承

14、載能力低，但能承受各種方向的力和力矩。,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,(1)坡口作用：主要是增大熔深，提高焊縫截面的有效厚度。,3、坡口的設(shè)計,以對接Y形坡口為例：坡口角度α：35～60°，α太大增加加工余量、焊接成本和變形；鈍邊高度p：需要熔透時一般為1～3mm；根部間隙b：保證鈍邊熔透，一般2～4mm，過大容易形成虛焊；坡口深度H：根據(jù)需要的焊縫厚度來設(shè)定。,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,

15、,,,,,,,(2)坡口形式：對接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成V形、X形、K形和U形等。方形對接：無間隙適合于板厚小于3mm；有間隙或帶墊板的對接適合于厚小于16 mm。加工的經(jīng)濟(jì)性最好。,單面V型：適合于板厚在16mm左右；雙面V型：適合于板厚在在32mm以下；單面U型：加工難度增加，但比單V型坡口節(jié)省焊接材料；雙面U型：加工難度增加，但比雙V型坡口節(jié)省焊接材料；,卷邊焊縫,I形坡口,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,

16、,,,,,,,,,,角焊縫的坡口形式主要有以下3種：,根據(jù)受力情況決定是否需要焊透：圖a為不開坡口的焊縫，加工的經(jīng)濟(jì)性最好；對于較厚的板，可采用圖b所示K形坡口，這樣做比不開坡口用大尺寸的角焊縫經(jīng)濟(jì)，而且疲勞強(qiáng)度高；對要求完全焊透的丁字接頭，采用半V形坡口從一面焊，焊后清根焊滿，如圖c，比采用K形坡口施焊可靠。,a,b,c,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,經(jīng)濟(jì)性原則：在滿足強(qiáng)度要求的前提下，選擇合理的接頭和坡口，

17、減少焊材的填充量，提高焊接效率?？紤]坡口加工：優(yōu)先選擇便于加工的坡口，如V形、X形。U形和雙U形坡口，加工相對困難。避免焊接缺陷：采用不適當(dāng)?shù)钠驴谛问饺菀桩a(chǎn)生焊接缺陷。比如：坡口角度過大，致使焊接熱輸入大，工件變形；鈍邊過高，不能完全熔透，殘留的鈍邊即成了缺陷源。,三、焊縫設(shè)計原則,(3)坡口設(shè)計原則：,,,,,,,,,,,,,,,,,(1)對接焊縫的有效厚度S如下圖：,4、焊縫大小的的設(shè)計,S根據(jù)焊縫強(qiáng)度要求設(shè)計，同時考慮經(jīng)濟(jì)性；

18、重要焊縫應(yīng)當(dāng)采取等強(qiáng)原則，S=δ(較薄板厚) 。,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,(2)角焊縫的焊腳尺寸K的設(shè)計,說明：隨著h/k比率的增加，焊縫承受橫向應(yīng)力的能力相應(yīng)增加，直到比 率為2.75為止。,等邊角焊縫：a=0.707K,非等邊角焊縫：,根據(jù)有效截面大小選擇焊腳尺寸。焊腳尺寸K與焊縫有效截面大小a的關(guān)系如下圖：,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,焊腳尺寸K與板厚δ：,如圖雙面等邊

19、角焊縫： 若δ1＜δ2，則a1+a2≥δ1 即0.707(K1+K2)≥δ1,美國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會AISC-1.17.6規(guī)定：厚度小于1/4寸（6.35mm）的材料，沿端邊起最大K可以與材料厚度相等；厚度等于或大于1/4寸的材料，沿端邊起最大垂直K比材料厚度要小1/16 寸（1.6mm），在圖紙上特別規(guī)定要求焊縫獲得全厚度焊縫高的除外。,三、焊縫設(shè)計原則,,,,,,,,,,,,,,,,,三、焊縫設(shè)計原則,最小焊腳尺寸,美

20、國焊接學(xué)會結(jié)構(gòu)的焊接規(guī)程(D1.1-72)如下：,,,,,,,,,,,,,,,,,×,√,√,×,√,×,√,√,接頭位置設(shè)計不當(dāng)，造成焊工無法操作或施焊困難，勢必導(dǎo)致焊接缺陷，為此設(shè)計時要考慮操作空間。,三、焊縫設(shè)計原則,5、考慮可操作性,完,課程大綱,盡量采用軋材采用合理的截面形狀：組合截面具有較高的強(qiáng)度，在滿足梁、柱穩(wěn)定的條件下，應(yīng)增大截面的外形尺寸，使材料配備在離中性軸較遠(yuǎn)的地方，增加截面的慣性

21、矩，提高構(gòu)件的抗彎、抗扭和抗壓強(qiáng)度。便于制造：盡量使焊縫布置在平焊、船形焊的位置，避免仰焊，盡量減少立焊，考慮留有足夠的操作空間。盡量減少焊縫數(shù)量。,四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計,1、一般原則,等截面梁變截面梁不等厚翼板設(shè)計時板厚應(yīng)有：L>4(t1-t2)；變截面處盡量不布置焊縫；不等高的變截面梁，在高度變化處應(yīng)有較大的圓弧過渡,四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計,2、梁的設(shè)計,較高的大跨度梁在腹板上開孔，以減輕重量，孔的邊緣應(yīng)光滑。工字梁主要承受垂

22、直彎矩。箱形梁主要可以同時承受垂直和水平彎矩和扭矩。,四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計,梁的腹板受力較小，可用小的板厚，以節(jié)省材料，減輕重量，但易于失穩(wěn)，因此，用肋板加強(qiáng)，以提高其穩(wěn)定性。肋板有橫向和縱向兩種：當(dāng)梁的高度 通常不需要布置肋板當(dāng)梁的高度 通常需要布置肋板當(dāng)梁的高度 通常除需要布置橫向肋板外還需布置縱向肋板,四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計,3、肋板的布置,

23、橫向肋板之間的距離，一般要求大于0.5h0,小于2h0，且小于3m,肋板的寬度b>=1/30*h0+40, 但不得大于翼板的寬度。應(yīng)距邊緣10～15mm,其厚度t>=1/15b,但不得超過腹板的厚度?？v向肋板應(yīng)布置在h在（1/4～1/5）處；縱向肋板應(yīng)連續(xù)，長度不足時，應(yīng)預(yù)先拼接，并要求焊透；,四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計,四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計,肋板尺寸設(shè)計：,2024/2/29,四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計,4、交叉焊縫位置布局,交叉焊縫減少應(yīng)力集中的方