焊縫標注與設(shè)計

1、卓越制造中心2010年4月焊縫標注與焊縫設(shè)計 卓越制造中心2010年4月課程大綱二二焊縫符號標注焊縫符號標注一一學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的三三焊縫設(shè)計原則焊縫設(shè)計原則四四結(jié)構(gòu)件設(shè)計結(jié)構(gòu)件設(shè)計1、掌握焊縫符號標注法并熟練運用；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)目的一、學(xué)習(xí)目的課程大綱一一學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的三三焊縫設(shè)計原則焊縫設(shè)計原則四四結(jié)構(gòu)件設(shè)計結(jié)構(gòu)件設(shè)計二二焊縫符號標注焊縫符號標注圖樣上焊縫有兩種表示方法，即符號法和圖示法。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注1 1、焊縫標注方法、焊縫標注方法焊縫標注以符號標注法為主，在必要時允許輔以圖示法。比如用連

2、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或放大圖表示焊縫剖面形狀；用細實線繪制焊前坡口形狀等等。符號標注法：通過焊縫符號和指引線表明焊縫形式的標注方法。 符號法圖示法二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注2 2、符號標注法的要素、符號標注法的要素 焊縫符號標注中有許多要素，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、補充符號、焊縫尺寸符號及焊接工藝等內(nèi)容。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（1）焊縫基本符號是表示焊縫橫斷面形狀的符號，共有13個(詳見gb/324-88)，例如： 序號名稱示意圖符號1

3、角焊縫2v形焊縫3單邊v形焊縫4帶鈍邊v形焊縫序號名稱示意圖符號5帶鈍邊單邊v形焊縫6帶鈍邊u形焊縫7i形焊縫8卷邊焊縫3 3、焊縫符號及其標注、焊縫符號及其標注二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（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。序號名稱示意圖符號標注位置說明1平面符號焊縫表面齊平（一般通過打磨或加工）2凹面符號焊縫表面凹陷3凸面符號焊縫表面凸起二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注 （3）補充符號是為了補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：

4、 c)、周圍焊縫符號： e)、現(xiàn)場符號 ：表示在現(xiàn)場或工地上進行焊接；f)、尾部符號 ：標注焊接工藝方法或者焊縫數(shù)量。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（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、焊縫符號標注二、焊縫符號標注指引線由箭頭線和基準線組成。 4 4、指引線及其標注、指引線及其標注l箭頭可指向接頭側(cè)和非接頭側(cè)；l箭頭線相對焊縫的位置一般沒有特 殊要求；l允許箭頭線彎折一次。（1）箭頭線：二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（2）基準線 l基準線含有實線基準線和虛線基準線。虛線基準線可畫

5、在實線基準線的上方或下方;l焊縫符號標注在實線基準線上說明焊縫在箭頭側(cè)，標注在虛線基準線上說明焊縫在非箭頭側(cè);l標注雙面或?qū)ΨQ焊縫時可不加虛線。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（1）焊縫標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 5、焊縫尺寸符號及其標注、焊縫尺寸符號及其標注符號名稱示意圖符號名稱示意圖坡口角度l焊縫長度b根部間隙e焊縫間距p鈍邊n焊縫段數(shù)k焊角尺寸n相同焊縫數(shù)量符號二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（2）焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)的標注原則(如圖)：l 焊縫橫截面上的尺寸標注在基本符號的左側(cè)；長度方向的尺寸標在右側(cè)；l 坡口角

6、度、坡口面角度、根部間隙等尺寸標在基本符號的上側(cè)或下側(cè)。l 相同焊縫數(shù)量的符號標在尾部。l 在基本符號的右側(cè)無任何標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；l 在基本符號的左側(cè)無任何標注且又無其他說明時，表示對接焊縫要完全焊透。 二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注焊接方法代號參照gb/5185-19856 6、焊接方法代號、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注，一般不標注。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（1）坡口尺寸的

7、標注 對一般焊縫，只標注基本符號，不標注坡口尺寸，坡口尺寸由工藝決定；對有強度、氣密性等要求的焊縫或受結(jié)構(gòu)限定的特殊坡口，應(yīng)標注坡口尺寸，必要時用圖示法繪制坡口結(jié)構(gòu)圖。7 7、焊接標注說明、焊接標注說明二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（2）對接焊縫有效厚度s由工藝保證，焊后無法測量，一般不標注。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（3）焊腳尺寸k的大小一般為：3、5、8、10、12、14、203/53/5/8/108/1012142012/14二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（4）斷續(xù)焊縫的標注如下圖：n表示焊縫段數(shù)； l表示焊縫長度(不計弧坑)； e表示焊縫間距。二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注

8、（5）常見的焊縫標注錯誤二、焊縫符號標注二、焊縫符號標注（5）常見的焊縫標注錯誤課程大綱一一學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的四四結(jié)構(gòu)件設(shè)計結(jié)構(gòu)件設(shè)計二二焊縫符號標注焊縫符號標注三三焊縫設(shè)計原則焊縫設(shè)計原則在設(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 1、考慮焊縫性質(zhì)、考慮焊縫性質(zhì)工作焊縫：工作焊縫：與被連接的元件是串聯(lián)的，它承擔著傳遞全部載荷的作用，一旦斷裂，結(jié)構(gòu)就會失效，其應(yīng)力稱為工作應(yīng)力。三、焊縫設(shè)計原則三、焊縫設(shè)計原則l 工作焊縫必須進行焊縫強度計算；l 聯(lián)系焊縫則需考慮經(jīng)濟性而減小、減短焊縫；l 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；

9、聯(lián)系焊縫：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)計原則三、焊縫設(shè)計原則2 2、焊接接頭形式選擇、焊接接頭形式選擇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：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)將厚板削薄后對接。l3 （2-1）l2121l/2三、焊縫設(shè)計原則三、焊縫設(shè)計原則(2)搭接接頭：兩焊件

10、相互錯疊，在焊件端頭進行焊接的接頭。特點：應(yīng)力分布不均勻，疲勞強度較低； 焊前準備和裝配工作比對接接頭簡單； 橫向收縮量比對接接頭??； 適用于被焊結(jié)構(gòu)的狹小處以及密閉的焊接結(jié)構(gòu)。三、焊縫設(shè)計原則三、焊縫設(shè)計原則(3)t形接頭：兩焊件相互垂直，在交角處進行焊接的接頭。特點：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：承載能力低，但能承受各種方向的力和力矩。三、焊縫設(shè)計原則三

11、、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 3、坡口的設(shè)計、坡口的設(shè)計以對接y形坡口為例：l 坡口角度：3560，太大增加加工余量、焊接成本和變形；l 鈍邊高度p：需要熔透時一般為13mm；l 根部間隙b：保證鈍邊熔透，一般24mm，過大容易形成虛焊；l 坡口深度h：根據(jù)需要的焊縫厚度來設(shè)定。三、焊縫設(shè)計原則三、焊縫設(shè)計原則(2)坡口形式：a. 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。l 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)濟性最好。l 單面v型：適合于板厚在16mm左右；l 雙面v

12、型：適合于板厚在在32mm以下；l 單面u型：加工難度增加，但比單v型坡口節(jié)省焊接材料；l 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)計原則三、焊縫設(shè)計原則b. 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：l 圖a為不開坡口的焊縫，加工的經(jīng)濟性最好；l 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，而且疲勞強度高；l 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。abc三、焊縫設(shè)計原則三、焊縫設(shè)計原則a. 經(jīng)濟性原則：在滿足強度要求的前提下，選擇合理的接頭和坡口

13、，減少焊材的填充量，提高焊接效率。b. 考慮坡口加工：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。c. 避免焊接缺陷：采用不適當?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 4、焊縫大小的的設(shè)計、焊縫大小的的設(shè)計s根據(jù)焊縫強度要求設(shè)計，同時考慮經(jīng)濟性；重要焊縫應(yīng)當采取等強原則，s=(較薄板厚) 。三、焊縫設(shè)計原則三、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

14、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：hkkha22a. 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)計原則三、焊縫設(shè)計原則b. 焊腳尺寸k與板厚：如圖雙面等邊角焊縫： 若12，則a1+a21 即0.707(k1+k2)1c. 美國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會aisc-1.17.6規(guī)定：l 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；l 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)

15、計原則三、焊縫設(shè)計原則三、焊縫設(shè)計原則d. 最小焊腳尺寸母材厚度(mm)最小焊腳尺寸(mm)63mm6125mm12206mm20388mm385710mm5715212mm15216mm美國焊接學(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，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)計原則三、焊縫設(shè)計原則5 5、考慮可操作性、考慮可操作性完課程大綱一一學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的二二焊縫符號標注焊縫符號標注三三焊縫設(shè)計原則焊縫設(shè)計原則四四結(jié)構(gòu)件設(shè)計結(jié)構(gòu)件設(shè)計a. 盡量采用軋材b. 采用合理的截面形狀：組合截面具有較高的強度，在滿足梁、柱穩(wěn)定的條件下，

16、應(yīng)增大截面的外形尺寸，使材料配備在離中性軸較遠的地方，增加截面的慣性矩，提高構(gòu)件的抗彎、抗扭和抗壓強度。便于制造：c. 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。d. 盡量減少焊縫數(shù)量。四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計1 1、一般原則、一般原則a. 等截面梁b. 變截面梁l 不等厚翼板設(shè)計時板厚應(yīng)有：l4(t1-t2)；l 變截面處盡量不布置焊縫；l 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)計四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計2 2、梁的設(shè)計、梁的設(shè)計c. 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。d. 工字梁主要承受垂直彎矩。e. 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)計四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計s02400/80th s0s2400/160t2400/80t h 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，以提高其穩(wěn)定性。肋板有橫向和縱向兩種：a. 當梁的高度 通常不需要布置肋板b. 當梁的高度 通常需要布置肋板c. 當梁的高度 通常除需要布置橫向肋板外還需布置縱向肋板s02400/160th四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計四、結(jié)構(gòu)件設(shè)計3 3、肋板的布置、肋板的布置d. 橫向肋板之間的距離，一般要求大于0.5h0