焊接设计及符号标注详解

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1、在设计焊缝尺寸大小及其接头形式时，首先要确定是工作焊缝还是 联系焊缝。 1、考虑焊缝性质 工作焊缝：与被连接的元件是串联的，它承担着传递全部载荷的作用 ，一旦断裂，结构就会失效，其应力称为工作应力。 第一节 焊接设计原则 l 工作焊缝必须进行焊缝强度计算； l 联系焊缝则需考虑经济性而减小、减短焊缝； l 具有双重性的焊缝，既有工作应力又有联系应力，则只计算工作应 力，而不考虑联系应力； 联系焊缝：焊缝与被连接件是并联的，它传递很小的载荷，主 要起元件之间的相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失 效，其应力称为联系应力。 焊缝设计原则 2、焊接接头形式选择 焊接接头形式可以分为：对接接头

2、； 搭接接头； T形接头； 角接接头。 焊缝设计原则 不同的接头形式承载能力和应力分布情况不同。 (1)对接接头：两焊件同在一个平面上焊 接而成的接头。 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） L 2 1 21 L/2 焊缝设计原则 (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。 焊缝设计原则 (3)T形接头：两焊件相互垂直，在交角处进行焊接的接头。 特点：应力

3、分布不均匀，虽然承载能力低，但能承受各种方向的力和力 矩，是比较理想的焊接接头形式。 注意：T形接头应避免采用单面角焊缝。 焊缝设计原则 (4)角接接头：两焊件边缘相互垂直，在顶端边缘上进行焊接的接 头。角接接头常用于箱形结构，常用的角接头如下图： 特点：承载能力低， 但能承受各种方向 的力和力矩。 焊缝设计原则 (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： l 坡口角度：3560，太大增加加工余量、焊接成本和变形； l 钝边高度p：需要熔透时一般为13mm； l 根部间隙b：保证钝边熔透，一般24mm，过大容易形成虚焊； l 坡口深度H：根

4、据需要的焊缝厚度来设定。 焊缝设计原则 (2)坡口形式： a. 对接焊缝的焊接边缘可分为卷边、平对或加工成V形、X形、K形和U形 等。 l 方形对接：无间隙适合于板厚小于3mm；有间隙或带垫板的对接适合于 厚小于16 mm。加工的经济性最好。 l 单面V型：适合于板厚在16mm左右； l 双面V型：适合于板厚在在32mm以下； l 单面U型：加工难度增加，但比单V型坡口节省焊接材料； l 双面U型：加工难度增加，但比双V型坡口节省焊接材料； 卷边焊缝 I形坡口 焊缝设计原则 b. 角焊缝的坡口形式主要有以下3种： 根据受力情况决定是否需要焊透： l 图a为不开坡口的焊缝，加工的经济性最好； l

5、 对于较厚的板，可采用图b所示K形坡口，这样做比不开坡口用大尺寸 的角焊缝经济，而且疲劳强度高； l 对要求完全焊透的丁字接头，采用半V形坡口从一面焊，焊后清根焊 满，如图c，比采用K形坡口施焊可靠。 a bc 焊缝设计原则 a. 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。 b. 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。 c. 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。 焊缝设计原则 (3)

6、坡口设计原则： (1)对接焊缝的有效厚度S如下图： 4、焊缝大小的的设计 S根据焊缝强度要求设计，同时考虑经济性； 重要焊缝应当采取等强原则，S=(较薄板厚) 。 焊缝设计原则 (2)角焊缝的焊脚尺寸K的设计 说明：随着h/k比率的增加，焊缝承受横向应力的能力相应增加，直到比 率为2.75为止。 等边角焊缝：a=0.707K 非等边角焊缝： a. 根据有效截面大小选择焊脚尺寸。焊脚尺寸K与焊缝有效截面大 小a的关系如下图： 焊缝设计原则 b. 焊脚尺寸K与板厚： 如图双面等边角焊缝： 若12，则a1+a21 即0.707(K1+K2)1 c. 美国钢结构学会AISC-1.17.6规定： l 厚

7、度小于1/4寸（6.35mm）的材料，沿端边起最大K可以与材料厚度相等； l 厚度等于或大于1/4寸的材料，沿端边起最大垂直K比材料厚度要小1/16 寸（1.6mm），在图纸上特别规定要求焊缝获得全厚度焊缝高的除外。 焊缝设计原则 焊缝设计原则 d. 最小焊脚尺寸 母材厚度(mm)最小焊脚尺寸(mm) 63mm 6125mm 12206mm 20388mm 385710mm 5715212mm 15216mm 美国焊接学会结构的焊接规程(D1.1-72)如下： 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。 焊缝设计原则 5、考虑可操作性 完 第二

8、节 焊缝符号标注 一、焊缝图示法 二、焊缝符号标注法 GB/T 324和GB/T 12212的贯标特点 u GB/T 3241988焊缝符号表示法和GB/T 122121990技术制图 焊缝符号的尺寸、比例 及简化表示法是绘制焊接图样的基础通用标准 ，其内容不仅涉及机械设计，而且涉及焊接术语 及专业知识。 u贯彻这两项标准不仅表现在图样标注内容应满足 设计要求，而且更应兼顾与相关焊接标准的配套 使用。 v 焊缝符号标注内容丰富，它不仅有设计要求，而 且也包含了工艺要求。如焊件下料、坡口制备、 焊接件端面间隙、焊接方法、焊缝外形、检验及 试验等工艺信息。 v要正确贯彻GB/T 324和GB/T

9、12212，不仅需要 学习掌握焊缝标注标准，而且需要学习相关焊接 知识和焊接标准，以及还要了解承制焊接单位的 焊接设备、工艺条件和焊接人员的技术水平等。 GB/T 324和GB/T 12212的贯标特点 图样上焊缝有两种表示方法，即符号法和图示法。 在GB/T 12212中规定“在技术图样中，一般用 GB/T 3241988规定的焊缝符号表示焊缝，也可 按GB/T 4458.1机械制图 图样画法和GB/T 4458.3机械制图 轴测图规定的制图方法表示 焊缝”。 在GB/T 324中也规定“为了简化图样上的焊缝，一 般采用本标准规定的焊缝符号表示，但也可采用技 术制图方法表示”。 两种表示法选

10、用简介 在以上两项焊缝表示法标准中均提及焊缝有符号 法和图示法两种表示方法，且均首推采用符号法 表示。 以简化和统一图样上的焊缝画法，推荐采用以焊 缝符号标注法为主，在必要时允许辅以图示法。 如在需要表示焊缝剖面形状时，可按机械制图方 法绘制焊缝局部剖视图或放大图。 两种表示法选用简介 可用一系列平行细线段或连续粗线(2b3b) 表示连续焊缝，可用间断的平行细线段或粗 线段(2b3b)表示断续焊缝。 在同一张图样中，以上两种画法只允许采用 其中一种。 一、焊缝图示法 (1)视图 焊缝视图的画法 (2)端面视图 用粗实线绘制焊缝轮廓。若需要画 出坡口时，采用细实线绘制焊前坡 口形状。 (3)剖视

11、图、剖面图 金属熔焊区通常采用涂黑表示。 若需要画出坡口时，采用粗实线画 出焊缝轮廓，用细实线画出焊前坡 口形状。 (4)局部放大图 必要时可绘制焊缝的局部放大图并 标注有关尺寸。 (5)补充说明 当仅用图示法尚不能完全传递焊缝 参数时，必须辅以焊缝符号标注法 ，补充注出图示法未能传递的信 息。 焊缝符号:在图纸上标注出焊缝形式、焊缝 尺寸和焊接方法的技术内容的符号。 焊缝符号主要由基本符号、辅助符号、补 充符号、焊缝尺寸符号和指引线等组成。 焊缝基本符号和指引线构成了焊缝的基本 要素。焊缝基本要素传达了焊缝基本信 息。焊缝基本要素属必须标注的内容。 二、焊缝符号标注法 l焊缝基本符号是表示焊

12、缝横截面形状的符 号，共有13个。 l焊缝基本符号相对基准线的方位是固定的 ，它不随焊缝图形方位的变化而改变其方 位。 1 焊缝符号 （1）焊缝基本符号 （1）焊缝基本符号 （1）焊缝基本符号 应注意区别同是卷边接头的两种焊缝符 号。 卷边焊缝的接头是预先对焊件端部卷边后 再熔化卷边的接头。即仅当卷边完全熔化 的卷边焊缝方采用卷边焊缝符号表示。 对不完全熔化卷边的焊缝则应采用型焊 缝符号表示。 （1）焊缝基本符号 u辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号, 辅助符号有3 个。 u不需要确切地说明焊缝的表面形状时可以不加注辅助符 号。 u辅助符号配置在基本符号固定位置。 （2）辅助符号 （2）辅助

13、符号 补充符号是为了补充说明焊缝某些特 征的符号，共5个。 （3）补充符号 （3）补充符号 （3）补充符号应用示例 （3）补充符号注意问题 三面焊缝符号表示工件三面带有焊缝，是不封闭的焊 缝。三面焊缝符号的开口方向固定向右，该符号无指 示焊缝开口方向的功能，它不随焊缝开口方向变化。 周围焊缝符号表示沿筒形焊件分布的头尾相接的封闭 焊缝。焊件可以是圆柱体或多棱体。 现场符号表示焊接构件在工地安装后就地进行的焊接 ，又称现场焊接。车间里焊接不标注现场符号，因为 车间里焊接不属现场焊接。 焊缝尺寸符号是表示坡口和焊缝各 特征尺寸的符号，共16个。 基本符号必要时可附带有尺寸符号 及数据。 2、焊缝尺

14、寸符号 2、焊缝尺寸符号 其中坡口角度是两坡口面之间夹角，坡口 面角度是待加工坡口的端面与坡口面之间 的夹角。 在有些情况下与相同。 2、焊缝尺寸符号 指引线一般由带箭头的指引线(简称箭头线) 和两条 基准线 (一条为实线，另一条为虚线)和尾部组成。 3、指引线 1)箭头线 u箭头线可由接头的焊缝侧引出，也可由接头的非焊 缝侧引出。 u箭头线可由基准线的左端引出，也可由基准线的右 端引出。 u当标注位置受到限制时，箭头线允许弯折一次。 u 箭头线相对焊缝坡口的位置一般是没有特殊要求的 ，但对一侧接头是直坡口而另一侧接头是斜坡口的 单边焊缝，箭头线应指向带有坡口一侧的工件。 箭头线的位置 箭头线

15、的位置 基准线含有实线基准线和虚线基准 线。 虚线基准线可画在实线基准线的上方 或下方。 焊缝符号标注在实线基准线上说明焊 缝在箭头侧，焊缝符号标注在虚线基 准线上说明焊缝在非箭头侧。 2)基准线 接头的箭头侧和非箭头侧 接头的箭头侧和非箭头侧 基本符号相对基准线的位置 a如果焊缝在接头的箭头侧，则将基 本符号标在基准线的实线侧； b如果焊缝在接头的非箭头侧，则将 基本符号标在基准线的虚线侧； c标对称焊缝及双面焊缝时，可不加 虚线。 4 、符号和数值在图样上的标注位置 标准中对焊缝符号、尺寸符号和尺寸数值在指引 线上的标注位置有明确规定，绘制焊接图时必须 严格遵守。 将符号和数值相对基准线的标注位置划分为AG 七个区域。各区相对基准线位置固定，不论标注 的箭头线方向如何变化，它们相对基准线的位置 不改变。 焊缝符号及尺寸标注分区示意图见图7。标注内容 相对基准线的上下方呈对称分布 。 4 、符号和数值在图样上的标注位置 基本符号 特殊符号 A 区D 区B 区C 区E 区F 区G 区 p H K h S R c d 各区标