（中職）焊接結構與制造第6章教學課件

1、YCF正版可修改PPT（中職）焊接結構與制造第6章教學課件第6章 典型焊接結構的生產6.1 橋式起重機箱形橋架的生產6.2 壓力容器焊接結構的生產6.3 船舶結構的生產6.4 桁架的生產6.5 薄板結構的生產6.6 建筑鋼結構的生產復習思考題下一頁返回6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 起重機作為運輸機械在國民生產各個部門的應用十分廣泛，其結構形式多樣，如橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、汽車起重機等。其中，以橋式起重機應用最廣，其結構的制造技術具有典型性，掌握了它的制造技術，對于其他起重機結構的制造都可借鑒。6.1.1 橋式起重機的基本知識 1.橋式起重機橋架的組成及常見形式 橋式起重機的

2、橋架結構如圖6-1所示，它主要由主梁(或析梁)、欄桿(或輔助析架)、端梁、走臺(或水平析架)、軌道及操縱室等組成。橋架的外形尺寸取決于起重量、跨度、起升高度及主梁結構形式。 橋式起重機橋架常見的結構形式有中軌箱形梁橋架，如圖6-2 (a)所示,偏軌箱形梁橋架，如圖6-2 (b)所示,偏軌空腹箱形梁橋架，如圖6-2 (c)所示，箱形單主梁橋架，如圖6-2 (d)所示。上述幾種橋架形式中，以中軌箱形梁橋架最為典型，應用最為廣泛，本節(jié)所涉及的內容均為該結構。下一頁返回6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 2.主要部件 (1)主梁。主梁是橋式起重機橋架中主要受力部件，箱形主梁的一般結構如圖6-3所示，由

3、左右兩塊腹板，上下兩塊翼板以及若干長、短筋板組成。當腹板較高時，尚需加水平筋板，以提高腹板的穩(wěn)定性，減小腹板的波浪變形;長、短肋板主要是提高梁的穩(wěn)定性及上翼板承受載荷的能力。 (2)端梁。端梁是橋式起重機橋架組成部分之一，一般采用箱形結構，并在水平面內與主梁剛性連接，端梁按受載情況可分為下述兩類。 端梁受有主梁的最大支撐壓力，即端梁上作用有垂直載荷。結構特點是大車車輪安裝在端梁的兩端部，如圖6-4(a)所示。此類端梁應計算彎矩，彎矩的最大截面是在與主梁連接處A一A、支撐截面B一B和安裝接頭螺孔削弱的截面。 端梁沒有垂直載荷，結構特點是車輪或車輪的平衡體直接安裝在主梁端部，如圖6-4 (b)所示

4、。此類端梁只起聯(lián)系主梁的作用，它在垂直平面幾乎不受力，在水平面內仍屬剛性連接并受彎矩的作用。上一頁下一頁返回6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 依據(jù)橋架寬度和運輸條件，在端梁上設置一個或兩個安裝接頭，如圖6-2 ( b)中為兩個接頭，即將端梁分成兩段或三段，安裝接頭目前都采用高強螺栓連接板。 (3)小車軌道。起重機軌道有四種:方鋼、鐵路鋼軌、重型鋼軌和特殊鋼軌。中小型起重機采用方鋼和輕型鐵路鋼軌。重型起重機采用重軌和特殊鋼軌。中軌箱形梁橋架的小車軌道安放在主梁上翼板的中部。軌道多采用壓板固定在橋架上，如圖6-5所示。6. 1. 2主梁及端梁的制造工藝 1.主梁制造工藝要點 (1)拼板對接焊工藝

5、。主梁長度一般為10一14 m，腹板與上下翼板要用多塊鋼板拼接而成。肋板是一個長方形，長肋板中間一般開有減輕孔。短肋板用整料制成，長肋板也可用整料制成。所有拼縫均要求焊透，并要求通過超聲波或射線檢驗，其質量應滿足起重機技術條件中的規(guī)定，當采用雙面拼接焊時，一面拼焊好后，必須把焊件翻轉。上一頁下一頁返回6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 進行清根等工序。如拼板較長，翻轉操作不當，會引起翹曲變形。若采用單面焊雙面成型具有焊縫一次成型時，不需翻轉清根，對裝配間隙和焊接參數(shù)要求不十分嚴格，鋼板厚度在512 mm時，單面焊雙面成型應用十分廣泛?？紤]到焊接時的收縮，拼板時應留有一定的余量。 為避免應力集中

6、，保證梁的承載能力，翼板與腹板的拼接接頭不應布置在同一截面上，錯開距離不得小于200 mm;同時，翼板及腹板的拼板接頭不應安排在梁的中心附近，一般應離中心2 m以上。 為防止拼接板時角變形過大，可采用反變形法。雙面焊時，第二面的焊接方向要與第一面的焊接方向相反，以控制變形。 (2)腹板的上撓度?？筛鶕?jù)生產條件和所用的工藝程序等因索來確定，一般跨中上撓度的預制值fm可取(1 /350-1/450) L。目前，上撓曲線主要有二次拋物線、正弦曲線以及四次函數(shù)曲線等，如圖6-6所示。上一頁下一頁返回6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 (3)裝焊n形梁。n形梁由上翼板、腹板和筋板組成。該梁的組裝定位焊分

7、為機械夾具組裝和平臺組裝兩種，目前應用較廣的是采用平臺組裝工藝，又以上翼板為基準的平臺組裝居多。裝配時，先在上翼板上以劃線定位的方式裝配肋板，用90。角尺檢驗垂直度后進行點固，為減小梁的下?lián)献冃危b好肋板后應進行筋板與上翼板焊縫的焊接。如翼板末預制旁彎，焊接方向應由內側向外側，如圖6-7 (a)所示，以滿足一定旁彎的要求;如翼板預制有旁彎，則方向應如圖6-7 (b)所示，以控制變形。 腹板裝好后，即應進行筋板與吸板的焊接，焊前應檢查變形情況以確定焊接次序。如旁彎過大，應先焊外腹板焊縫;如旁彎不足，應先焊內腹板焊縫。為使n形梁的彎曲變形均勻，應沿梁的長度由偶數(shù)焊工對稱施焊。上一頁下一頁返回6.

8、1 橋式起重機箱形橋架的生產 (2)下翼板的裝配。下翼板裝配時，先在下翼板上劃出腹板的位置線，將n形梁吊裝在下翼板上，兩端用雙頭螺桿將其壓緊固定，如圖6-8所示;然后用水平儀和線錘檢驗梁中部和兩端的水平和垂直度及拱度，如有傾斜或扭曲時，用雙頭螺桿單邊拉緊。下翼板與腹板的間隙應不大于1 mm，點焊時應從中間向兩端間時進行。主梁兩端有頭處的下翼板可借助起重機的拉力進行裝配定位焊。 (5)主梁縱縫的焊接。主梁有四條縱縫，焊接順序視梁的拱度和旁彎的情況而定，盡量采用自動焊焊接。當拱度不夠時，應先焊下翼板左右兩條縱縫;撓度過大時，應先焊上翼板左右兩條縱縫。 采用自動焊焊接四條縱縫時，可采用圖6-9所示的

9、焊接方式，焊接時從梁的一端直通焊到另一端，圖6-9(a)為“船形”位置單機頭焊，主梁不動，靠焊接小車移動完成焊接工作。平焊位置可采用雙機頭焊，如圖6-9 (b), (c)所示，其中圖6-9(b)為靠移動工件完成焊接，圖6-9 (c)為通過機頭移動來完成焊接操作。上一頁下一頁返回6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 當采用焊條電弧焊時，應采用對稱的焊接方法，即把箱形梁平放在支架上，由四名焊工同時從兩側的中間分!l向梁的兩端對稱焊接，焊完后翻身，以同樣的方式焊接另外一邊的兩條縱縫。 箱形主梁裝焊完畢后應進行檢查，每根箱形梁在制造時均應達到技術條件的要求，如果變形超過了規(guī)定值，應進行矯正。 (6)流水

10、線生產主梁實例。這里簡單介紹生產橋式起重機主梁流水作業(yè)線上幾個主要生產環(huán)節(jié)及其所用的裝備。如圖6-10所示，圖6-10(a)是用埋弧焊機頭2焊接上翼板5的拼接焊縫(內側)，依靠龍門架2通過真空吸盤3把上翼板送至拼焊地點;圖6-10 (b)是安裝長短筋板6;圖6-10 (c)由龍門架8運送和安裝腹板，再由龍門架9上的氣動夾緊裝置使腹板向筋板和上翼板貼緊，然后點固焊;圖6-10 (d)是由兩個工作臺同時工作，主梁翻轉90。處于倒置狀態(tài)后，焊接腹板里側的拼接焊縫和筋板焊縫，焊完一側后，翻轉180。再焊另一側;圖6-10 (e)是裝配下翼板，用液壓千斤頂10壓住主梁兩端，再由翻轉機11送進下翼板，在龍

11、門架12的氣動夾緊裝置的壓緊下進行點固焊，全部點固后松開主梁，然后焊接上翼板外面的拼接焊縫;圖6-10 (f)是焊接箱形主梁外側的縱向角焊縫和腹板的拼接焊縫;圖6-10 (g)處是進行質量檢驗，整個箱形主梁即告完成。上一頁下一頁返回6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 2.端梁的制造工藝要點 箱形雙梁橋架的端梁部采用鋼板焊成的箱形結構，并在水平面內與主梁剛性連接。將主梁和端梁焊接成整體，這對運輸造成一定的困難，因此尚需在端梁中設置12個運輸安裝接頭，即把端梁分成23段，通過螺栓連接。安裝接頭有兩種形式:一種是連接板連接;另一種是角鋼連接，如圖6-11所示。 考慮到端梁與主梁連接焊縫均在端梁內側，

12、因此在組裝焊接端梁時應注意各焊縫的方向與順序，使端梁與主梁裝焊前有一定的外彎量。端梁制造的大致工藝過程如下。 (1)備料。備料包括上、下翼板、腹板、肋板及兩端的彎板。彎板采用壓制成型，各零件應滿足技術規(guī)定。上一頁下一頁返回6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 (2)裝焊。首先肋板與上翼板裝配并焊接，再裝配兩腹板并定位，然后裝彎板(彎板是整個端梁的關鍵，裝焊中必須嚴格保證彎板的角度)。為保證一端的一組彎板能在同水平面內，可預先在平臺上用定位胎將其連成體。組裝彎板后，要用水平尺檢查彎板水平度并調節(jié)兩端彎板的高度公差在規(guī)定范圍內。接著進行端梁內壁焊縫的焊接，先焊外腹板與肋板、彎板的焊縫，再焊內腹板與肋

13、板、彎板的焊縫，然后裝配下翼板并定位。最后焊接端梁四條縱焊縫，并且下翼板與腹板縱縫應先焊。端梁制好后同樣應對主要技術要求進行檢查，不符合規(guī)定的應進行矯正。6. 1. 3橋架的裝配與焊接工藝 橋架組裝焊接工藝，包括已制好的主梁與端梁組裝焊接、組裝焊接走臺、組裝焊接小車軌道與焊接軌道壓板等工序。上一頁下一頁返回6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 1.主、端梁組裝焊接 將分別經過階段驗收的兩根主梁擺放到墊架上，通過調整，應使兩主梁中心線距離、對角線差及水平高低差等均在相應的規(guī)定之內。然后，在端梁上翼板劃出縱向中心線，用直尺將彎板垂直面的位置引到上翼板，與端梁縱向中心線相交得基準點，以基準點為依據(jù)劃出

14、主梁裝配時的縱向中心線，而后將端梁吊起劃線部位與主梁裝配，用夾具將端梁固定于主梁上翼板上，調整端梁應使端梁上翼板兩端的A 、B , C , D四點水平度差及對角線A D與BC之差在規(guī)定的數(shù)值內，如圖6-12所示同時，穿過吊裝孔立T形標尺，用水準儀測量調整，保證同一端梁彎板水平面的標高差及跨度方向標高差不超過規(guī)定數(shù)值，所有這些檢查合格后，再進行定位焊。 主梁與端梁采用的焊接連接方式有直板和三角板連接兩種，如圖6-13所示。主要焊縫有主梁與端梁上下翼板焊縫、直板焊縫或三角板焊縫。為減小變形與應力，應先焊上翼板焊縫，然后焊下翼板焊縫，再焊直板或三角板焊縫;先焊外側焊縫，后焊內側焊縫。上一頁下一頁返回

15、6. 1 橋式起重機箱形橋架的生產 2.組裝焊接走臺 為減小橋架的整體變形，走臺的斜撐與連接板(如圖6-14所示)要按圖樣尺寸預先裝配焊接成組件，再進行橋架組裝焊接，組裝時，按圖樣尺寸劃走臺的定位線，走臺應與主梁上翼板平行，即具有與主梁一致的上撓曲線。裝配橫向水平角鋼時，用水平尺找正，使外端略高于水平線定位焊于主梁腹板上，然后組裝定位斜撐組件，再組裝定位焊走臺邊角鋼。走臺邊角鋼應具有與走臺相同的上撓度。走臺板應在拼接寬的縱向焊縫完成后進行矯平，然后組裝定位焊在走臺上。整個走臺的焊縫焊接時，為減小應力變形，應選擇好焊接順序，水平外彎大的一側走臺應先焊，走臺下部焊縫應先焊。 3.組裝焊接小車軌道

16、小車軌道用電弧焊方法焊接成整體，焊后磨平焊縫。小車軌道應平直，不得扭曲和有顯著的局部彎曲。軌道與橋架組裝時，應預先在主梁的上翼板劃出軌道位置線，然后裝配，再定位焊軌道壓板。為使主梁受熱均勻，從而使下?lián)锨€對稱，可由多名焊工沿跨度均勻分布，同時焊接。 橋式起重機橋架組裝焊接后應全面檢測，符號技術要求。上一頁返回6 .2 壓力容器焊接結構的生產6. 2. 1壓力容器的基本知識 壓力容器是能承受一定壓力作用的密閉容器，它主要用于石油化工、能源工業(yè)、科研和軍事工業(yè)等方面;同時在民用工業(yè)領域也得到廣泛應用，如煤氣或液化石油氣罐各種蓄能器、換熱器、分離器以及大型管道工程等。 1.壓力容器的分類 按1 99

17、9年頒發(fā)的“壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程”的規(guī)定，其所監(jiān)督管理的壓力容器定義是指最IAI工作壓力不小于0. 1 MPa，容積大于或等于25L，工作介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標準沸點的液體的容器。壓力容器的分類方法很多，主要的分類方法有以下兩種。下一頁返回6 .2 壓力容器焊接結構的生產 (1)按設計壓力劃分?？煞譃樗膫€承受等級: 低壓容器(代號L) 0. 1 MPap1. 6 MPa 中壓容器(代號M) 1. 6 MPap10 MPa 高壓容器(代號H) 10 MPap 50 mm)，采用埋弧焊則顯得工藝復雜，材料消耗大，勞動條件差，這時可采用電渣焊，以簡化工藝，降低成本，電渣焊

18、后需進行正火處理。容器環(huán)縫多用電渣焊或窄間隙焊來完成。若采用窄間隙埋弧焊新技術，可在寬1822 mm，深達350 mm的坡口內自動完成每層多道的窄間隙接頭。與普通埋弧焊相比，效率大大提高，同時可節(jié)約焊接材料。 容器焊完后，除需進行外觀檢查外，所有焊縫還要進行超聲波探傷及X射線檢查。另外，由于壁較厚，焊后應力較大，高壓容器焊后均應做消除應力處理。上一頁下一頁返回6 .2 壓力容器焊接結構的生產6.2.5 球形容器的制造工藝 球形容器一般稱為球罐，它主要用來儲存帶有壓力的氣體或液體。 球罐按其瓣片形狀分為橘瓣式、足球瓣式及混合式，如圖6-26所示。橘瓣式球罐因安裝較方便，焊縫位置較規(guī)則，目前應用最

19、廣泛。按球罐直徑大小和鋼板尺寸分為三帶、四帶、五帶和七帶橘瓣式球罐。足球瓣式的優(yōu)點是所有瓣片的形狀、尺寸都一樣，材料利用率高，下料和切割比較方便，但大小受鋼板規(guī)格的限制，混合式球罐的中部用橘瓣式，上極和下極用足球瓣式，常用于較大型球罐。一個完整的球體，往往需要數(shù)十或數(shù)百塊的瓣片。上一頁下一頁返回6 .2 壓力容器焊接結構的生產 1.球罐的制造工藝 (1)瓣片制造。球瓣的下料及成型方法較多。由于球面是不可展曲面，因此多采用近似展開下料。通過計算(常用球心角弧長計算法)，放樣展開為近似平面，然后壓延成球面，再經簡單修整即可成為一個瓣片，此法稱為一次下料。還可以按計算周邊適當放大，切成毛料，壓延成型

20、后進行二次劃線，精確切割，此法稱為二次下料，目前應用較廣。如果采用數(shù)學放樣，數(shù)控切割，可大大提高精度與加工效率。 對于球瓣的壓形，一般直徑小，曲率大的瓣片采用熱壓;直徑大、曲率小的瓣片采用冷壓。壓制設備為水壓機或油壓機等。冷壓球瓣采用局部成型法。具體操作方法是:鋼板由平板狀態(tài)進人初壓時不要壓到底，每次沖壓坯料一部分，壓一次移動一定距離，并留有一定的壓延重疊面，這可避免工件局部產生過大的突變和折痕。當坯料返程移動時，可以壓到底。上一頁下一頁返回6 .2 壓力容器焊接結構的生產 (2)支柱制造。球罐支柱形式多樣，以赤道正切式應用最為普遍。 赤道正切支柱多數(shù)是管狀形式，小型球罐選用鋼管制成;大型球罐

21、由于支柱直徑大而長，所以用鋼板卷制拼焊而成。如考慮到制造、運輸、安裝的方便，大型球罐的支柱制造時分成上、下兩部分，其上部支柱較短。上、下支柱的連接，是借助一短管，使安裝時便于對攏。 支柱接口的劃線、切割一般是在制成管狀后進行。劃線前應先進行接口放樣制樣板，其劃線樣板應以管子外壁為基準。支柱制好后要按要求進行檢查，合格后還要在支柱下部的地方，約離其端部1 500 mm處取假定基準點，以供安裝支柱時測量使用。上一頁下一頁返回6 .2 壓力容器焊接結構的生產 2.球罐的裝焊 球罐的裝配方法很多，現(xiàn)場安裝時，一般采用分瓣裝配法。分瓣裝配法是將瓣片或多瓣片直接吊裝成整體的安裝方法。分瓣裝配法中以赤道帶為

22、基準來安裝的方法運用得最為普遍。赤道帶為基準的安裝順序是先安裝赤道帶，以此向兩端發(fā)展。它的特點是由于赤道帶先安裝，其重力直接由支柱來支撐，使球體利于定位，穩(wěn)定性好，輔助工裝少。圖6-27所示為橘瓣式球罐分瓣裝配法中以赤道帶為基準的裝配流程簡圖。 球罐制造時，一般裝焊交替進行，其安裝、焊接及焊后的各項工作為:支柱組合吊裝赤道板吊裝下溫帶板吊裝上溫帶板裝里外腳手赤道縱縫焊接下溫帶縱縫焊接上溫帶縱縫焊接赤道下環(huán)縫焊接赤道上環(huán)縫焊接上極板安裝上極板環(huán)縫焊接下極板安裝下極板環(huán)縫焊接射線探傷和磁粉探傷(赤道帶焊接結束即可穿插探傷) 水壓試驗磁粉探傷氣密性試驗熱處理油漆、包保溫層交貨。上一頁下一頁返回6 .

23、2 壓力容器焊接結構的生產 球罐的焊接大多數(shù)情況下采用焊條電弧焊完成，焊前應嚴格控制接頭處的裝配質量，并在焊縫兩側進行預熱。同時，應按國家標準進行焊接工藝評定，焊工也須取得合格證書?，F(xiàn)場焊接時，要參照有關條例嚴格控制施焊環(huán)境。焊縫坡口形式為:一般厚18 mm以下的板采用單面V形坡口;厚20 mm以上的板采用不對稱X形坡口，一般赤道和下溫帶環(huán)縫以上焊縫，大坡口在里，即里面先焊。下溫帶環(huán)縫及以下的焊縫，大坡口在外，即外面先焊。焊接材料的干燥、發(fā)放和使用均按該材料和壓力容器焊接的要求執(zhí)行?？v縫焊接時，每條焊縫要配一名焊工同時焊接。如焊工不夠，可以間隔布置焊工，分兩次焊接。環(huán)縫則按焊工數(shù)均勻分段，但層

24、間焊接接頭應錯開，打底焊應采用分段退焊法。 焊條電弧焊焊接球罐工作量大，效率低，勞動條件差。因此，一直在探索應用機械化焊接方法，現(xiàn)已采用的有埋弧焊、管狀鐘極電渣焊、氣體保護電弧焊等。上一頁下一頁返回6 .2 壓力容器焊接結構的生產 3.球罐的整體熱處理 球罐焊后是否要進行熱處理，主要取決于材質與厚度。球罐熱處理一般進行整體退火，火焰加熱處理用加熱裝置如圖6-28所示。加熱前將整球連帶地腳螺鐘從基礎上架起，浮架在輥道上，以便處理過程中自由膨脹。熱處理時應監(jiān)測實際位移值，并按計算位移值來調整柱腳的位移。溫度每變化100，應調整一次。移動柱腳時，應平穩(wěn)緩慢，一般在柱腳兩面裝兩只千斤頂來調節(jié)伸縮。 (

25、1)加熱方法。球罐外部設防雨、雪棚。球殼板外加保溫層并安裝測溫熱電偶。將整臺球罐作為爐體，在上入孔處安裝一個帶可調擋板的煙囪;在下入孔處安裝高速燒嘴，燒嘴要設在球體中心線位置上，以使球殼板受熱均勻。高速燒嘴的噴射速度快，燃料噴出后點火燃燒，噴射熱流呈旋轉狀態(tài)，能均勻加熱。燃料可用液化石油氣、天燃氣或柴油。另外，在球罐下極板外側一般還要安裝電熱器，作為罐體低溫區(qū)的輔助加熱措施。上一頁下一頁返回6 .2 壓力容器焊接結構的生產 (2)溫度的控制?？赏ㄟ^以下措施控制升、降溫速度和球體溫度場的均勻化。 通過調節(jié)上部煙囪擋板的開閉程度來控制升、降溫速度: 通過調節(jié)燃料、進風量的控制來調節(jié)升溫速度和控制恒

26、溫時間，通過調節(jié)燃料與空氣的比例來調節(jié)火焰長度，從而控制球體上下部溫差，使球體溫度場均勻化: 在下極板用加電熱補償器的辦法，以防下部低溫區(qū)升溫過緩: 通過增加或減少保溫層厚度的辦法來調節(jié)散熱量，以使球體溫度場均勻化。上一頁下一頁返回6 .2 壓力容器焊接結構的生產 (3)保溫與測溫。保溫一般通過外貼保溫氈實現(xiàn)。先將焊有保溫釘?shù)膸т摽v向繞在球體外面，然后貼上保溫氈。多層保溫時，各保溫氈接縫處要對嚴，各層接縫要錯開，不得形成通縫。單層保溫時，保溫氈接縫要搭接100 mm以上。在下極板處貼保溫氈前要把電熱補償器掛好。保溫氈貼好后再用鋼帶勒緊，以使保溫氈貼緊罐壁。球殼板溫度的監(jiān)測用熱電偶測量完成。在球

27、體上設有若干個測溫點，熱電偶的測溫觸頭要用螺栓固定在球殼板上，外側測溫熱電偶工作觸點周圍要用保溫材料包嚴，接線端應露出一定的長度，并注明編號，用補償導線將其與記錄儀連接起來。 球罐熱處理也可采用履帶式電加熱和紅外線電加熱。電加熱法比較簡便、干凈，熱處理過程可以用電腦自動控制，控制精度高，溫差小。上一頁返回6. 3 船舶結構的生產6. 3. 1 船舶結構的類型及特點 船舶是一座水上浮動結構物，而作為其主體的船體則由一系列板架相互連接而又相互支持構成的，如圖6-29所示。 1.船舶板架結構的類型及使用范圍 船體板架結構可分為縱骨架式、橫骨架式及混合骨架式三種，其特征和使用范圍見表6一1。 2.船體

28、結構的特點 船體結構與其他焊接結構相比，具有以下特點。 (1)零部件數(shù)量多。一艘萬噸級貨船的船體，其零部件數(shù)量在20 000個以上。 (2)結構復雜、剛性大。船體中縱、橫構架相互交叉又相互連接，尤其是舫艇部分還有不少典型結構。這些構件用焊接方法連成一體，使整個船體成為一個剛性的焊接結構。下一頁返回6. 3 船舶結構的生產 (3)鋼材的加工量和焊接工作量大。焊接工時一般占船體建造總工時的30%40%。因此，船舶結構設計時要考慮結構的工藝性，同時也要考慮采用高效焊接工藝的可能性，并盡量減少焊縫的長度。 (4)使用的鋼材品種少。各類船舶所使用的鋼材見表6-2。6.3.2 整體造船的焊接工藝 整體造船

29、法目前在船廠中用得較少，只有在起重能力小、不能采用分段造船法和中小型船廠才使用，一般適用于噸位不大的船舶。 整體造船法，就是直接在船臺上由下至上，由里至外先鋪全船的龍骨底板，然后在龍骨底板上架設全船的肋骨框架、艙壁等縱橫構架，最后將船板、甲板等安裝于構架上，待全部裝配工作基本完畢后，才進行主船體結構的焊接工作。這種整體造船法的焊接工藝如下。上一頁下一頁返回6. 3 船舶結構的生產 (1)先焊縱橫構件對接焊縫，再焊船殼板及甲板的對接焊縫，最后焊接構架與船殼板及甲板的連接角焊縫，前兩者也可同時進行。 (2)船殼板的對接焊縫應先焊船內一面，然后在外面用碳弧氣刨扣槽進行封底焊。甲板對接焊縫可先焊船內一

30、面(仰焊)，反面刨槽進行平對接封底焊或采用埋弧焊。也可采用外面先焊平對接焊縫，船內刨槽仰焊封底。兩種方法各有利弊，一般多采用后者，因為質量容易保證，勞動強度較低。或者直接采用單面焊雙面成型工藝(有焊條電弧焊和CO2氣體保護焊)。 (3)按照船體結構焊接順序基本原則的要求，船殼板及甲板對接焊縫的焊接順序是:若是交叉接縫，先焊橫縫(立焊)，后焊縱縫(橫焊);若是平列接縫，則應先焊縱縫，后焊橫縫，如圖6-30所示。 (4)船舫外板焊縫順序為:待縱橫焊縫焊完后，再焊船舫柱與船殼板的接縫，如圖6一31所示。上一頁下一頁返回6. 3 船舶結構的生產 (5)所有焊縫均采用由船中向左右，由中向船舫，由下往上的

31、焊接順序，以減少焊接變形和應力，保證建造質量。6.3.3 分段造船的制造工藝 分段造船法的制造工藝流程一般為:鋼材下料(切割焊接坡口) 加工成型拼板焊接成型小合攏門(T形排焊接，平面構架焊接) 中合攏(分段焊接) 大合攏(船臺裝焊) 下水。 1.備料加工 鋼材下料是按下料草圖或軟件程序，將鋼板、型鋼等加工成零件。大型船廠多采用數(shù)控和機械化(半自動)切割機進行切割下料，其切日精度高，并可按要求同時切割出焊接坡口。盡可能將坡口加工與下料同時進行，這樣既可提高效率，又可以保證坡口加工精度。上一頁下一頁返回6. 3 船舶結構的生產 2.拼板焊接 大型造船廠常用的拼板焊接方法有三種:龍門架埋弧焊、三絲埋

32、弧焊和胎架拼焊。 (1)龍門架埋弧焊。龍門架埋弧焊可進行厚度為335 mm的平板對接。16 mm厚度以下的鋼板采用工形坡口，直接對接;厚度為1735 mm的鋼板采用開坡口的對接接頭。 (2)三絲埋弧焊。單面焊雙面成型的三絲埋弧焊是拼板流水生產線的關鍵工序之一，其生產率高，焊接質量穩(wěn)定。 (3)胎架拼板。在船體分段建造中，通常需將多張曲形板進行拼焊，為保證拼板的圓滑，要求在胎架上進行拼焊，如圖6-32所示。焊接可采用單面CO2氣體保護焊、雙面埋弧焊或CO2氣體保護焊打底、埋弧焊蓋面的組合工藝。上一頁下一頁返回6. 3 船舶結構的生產 3.組件合攏 組件合攏是將零件組焊成簡單的部件。船舶結構中的零

33、件有I形排及平面構架。 (1) T形排的焊接。T形排焊接時應先焊非定位邊，從中間向兩邊分段退焊。對于可能產生較大焊接變形的T形排，可增加臨時支撐來剛性固定或將面板軋制出反變形。 (2)平面構架的焊接。平面構架一般由鋼板和型鋼(或T形排)組焊而成，其中包括上層建筑圍壁、各種平臺板、縱橫隔艙壁等。平面構架的焊接應盡量采用CO2氣體保護焊，以減少波浪變形，焊接順序應采取對稱、分段退焊。某些組件要求端部留出200 mm的緩焊區(qū)，以利于分段組裝時方便對準組件，如圖6-33所示。上一頁下一頁返回6. 3 船舶結構的生產 4.部件合攏 部件合攏是指將零件、組件在胎架上組裝焊接成部件的過程。部件合攏通常包括艇

34、部機艙、舫部、貨艙區(qū)內底、上層建筑部件、上下邊水艙部件、分段甲板、隔艙部件以及舵、掛舵臂等部件。分段建造法有正造法、反造法和側造法。擬定焊接工藝時應盡量考慮將艙內作業(yè)在艙外完成，變仰焊、立焊為平焊，擴大高效焊接的范圍。 (1)底部分段。底部分段包括內、外底板，中、副縱析及其加強肋、縱骨、肋板及肋骨，連接肋板及補板等。最常用的分段建造法為反造法。圖6-34所示為底部分段建造流程。其中內外底拼板可部分采用龍門架焊接裝置或三絲埋弧焊，其余對接焊縫可采用雙面埋弧焊或單面CO2氣體保護焊。中、副縱析框架焊接后需火焰矯正。在以內底為基面焊接框架間的立角焊縫時，可采用CO2氣體保護焊向下立焊。如采用向上立焊

35、，則需采取分段退焊法，以防止分段四周上翹。上一頁下一頁返回6. 3 船舶結構的生產 (2)舷側分段。舷側分段一般為上下邊水艙分段。下邊水艙分段以斜底板為基面反造，數(shù)控切割的肋骨框經組件合攏、組焊矯正后作為外板內模面，然后分裝外板，如圖6-35所示。下邊水艙以斜板與肋骨框、甲板、傍板分別組裝成平面分段。將組裝后的這些部件再以傍板為基面組成上邊水艙分段。其甲板、斜板、傍板的拼板方法相似于內(外)底板拼焊方法。下邊水艙外板因有曲形板而常采用單面CO2氣體保護焊。 (3)立體分段。船體的舫、艇分段通常為立體分段，由甲板(或平臺板)、傍板等平面分段組成并以甲板為胎架面進行反造。傍板在胎架上裝焊矯正后吊到

36、甲板胎架上組裝成整體分段。甲板、傍板的對接縫采用埋弧焊或平面CO2氣體保護焊。在某些情況下，甲板的胎架面焊縫留在大合攏時平焊。上一頁下一頁返回6. 3 船舶結構的生產 5.大合攏 船體大合攏一般采用單島式或雙島式建造法，定位分段，可不留余量，后接留余量端的分段與定位分段。為縮短造船周期，在平行腫體分段中，除嵌補分段外，其余可實現(xiàn)無余量上船臺，舫艇分段可部分無余量上船臺。 圖6-36所示為16 500 m3液化氣船的平行腫體船臺焊接，其中甲板、外底板、斜板對接焊縫、內底板橫縫、舷側橫縫均采用單面CO2氣體保護焊。外板縱縫采用自動CO2氣體保護垂直焊。內底縱縫按板厚可采用雙鐘埋弧焊或單面CO2氣體

37、保護焊。外板轉角處及構架對接縫則采用焊條電弧焊。 舫艇曲面分段，外板及構架對接焊縫均采用焊條電弧焊。甲板對接縫則采用單面CO2氣體保護焊。 大合攏焊接順序為:先焊外板、甲板，再焊內底板、斜板，最后焊接構架及角焊縫。焊接過程中應注意對稱施焊。上一頁返回6 .4 桁架的生產6. 4. 1 桁架的結構特點及技術要求 桁架是主要用于承受橫向載荷的梁類結構，還可靠以做機器骨架及各種支撐塔架，特別在建筑方面尤為廣泛，其結構如圖6-37所示。一般來說，當構件承載小、跨度大時，采用析架制作的梁具有節(jié)省鋼材、重量輕、可以充分利用材料的優(yōu)點。同時，桁架運輸和安裝方便，制造時易于控制變形。但析架節(jié)點處均用短焊縫連接

38、，裝配費工，難于采用自動化、高效率的焊接方法。因此，一般認為跨度大于30 m、載荷較小時，使用析架是比較經濟的。 1.桁架的結構特點 (1)呈平面結構或由幾個平面析架組成空間構架。 (2)桿件多，焊縫多而且短，難于采用自動化焊接方法。 (3)整體看來，對稱于長度中心;在受力平面內有較大的剛度，在水平平面內，剛度小，易變形，特別容易彎曲。下一頁返回6 .4 桁架的生產 2.桁于架的技術要求 (1) 節(jié)點處是匯交力系，為保證桁架的平衡，要求各元件中心線或重心線要匯交于一點。 (2)各片析架要求保證高度、跨度，特別是連接及安裝接頭處。 (3)要求保證撓度，防止扭曲。 3.型鋼析架節(jié)點結構分析 為了保

39、證析架結構的強度和剛度，析架桿件截面所用的型鋼種類越少越好，且桿件所用角鋼一般不得小于50 mm X 50 mm X 5 mm，鋼板厚度不小于5 mm，鋼管壁厚不小于生mm。桿件截面官用寬而薄的型鋼組成，以增大剛度。上一頁下一頁返回6 .4 桁架的生產 從桁架的技術要求及生產工藝看，分析析架節(jié)點結構的主要目的是防止在節(jié)點處產生附加力矩及減少節(jié)點處應力集中。如圖6-38所示為屋頂析架八處節(jié)點結構設計的四種形式。圖6-38(a)節(jié)點的幾何中心線不重合，將產生附加力矩，同時件1,2,3間距小，使施焊比較困難。圖6-38 (b)節(jié)點的幾何中心線重合，附加力矩小，但型鋼1, 3和件2的過渡尖角大，易在尖

40、角處形成應力集中。圖6-38 (c)節(jié)點選用連接板生，使件1, 2, 3與件生的焊縫過長，焊后易使析架產生變形，且增加了裝配工作量，浪費材料。圖6-38 (d)節(jié)點結構采用帶弧形的連接板，降低了節(jié)點的應力集中，提高了節(jié)點的承受力。為使焊縫不至于太密集，又有足夠長度以滿足強度要求，桁架節(jié)點處應多設置節(jié)點板。原則上析架節(jié)點板越小越好;節(jié)點結構形式越簡單，切割次數(shù)越少越好，最好用矩形、梯形和平行四邊形的節(jié)點板。 綜上所述，要使型鋼析架節(jié)點結構合理，必須要做到以下幾點。上一頁下一頁返回6 .4 桁架的生產 (1)桿件截面的重心線應與析架的軸線重合，在節(jié)點處各桿應匯交于一點。 (2)析架桿件宜直切或斜切

41、，不可尖角切割。如圖6-39 (a) , (b) , (c)所不較好，圖6一39 (d)不宜采用。 (3)在鉚接結構中析架的節(jié)點必須采用節(jié)點板;焊接析架節(jié)點板可有可無。當采用節(jié)點板時其尺寸不官過大，形狀應盡可能簡單。 (4)角鋼析架弦桿為變截面時，應將接頭設在節(jié)點處。為便于拼接，可使拼接處兩側角鋼肢背平齊。為減小偏心可取兩角鋼的重心線之間的中心線與析架軸線重合，如圖6-40 (a)所示。對于重型析架，弦桿變截面的接頭應設在節(jié)點之外，以便簡化節(jié)點構造，如圖6-40 (b)所示。上一頁下一頁返回6 .4 桁架的生產6. 4. 2 桁架的裝配工藝 在工廠生產中，析架的裝配工時占全部制造工時的比例很大

42、，這將嚴重影響生產率的提高。析架的裝配方法有下列四種。 (1)放樣裝配法。在平臺上劃出各桿件位置線，之后安放弦桿節(jié)點板、豎桿及撐桿等，定位并焊接。這種方法適用于單件或小批生產，生產率低。 (2)定位器裝配法。在各元件直角邊處設置定位器及壓夾器。按定位器安放各元件，定位并焊接。這種方法適于成批生產，降低了對工人技術水平的要求，提高了生產率。 (3)模架裝配法。首先采用放樣裝配法制出一片桁架，將其翻轉180。作為模架，之后將所要裝配的各元件按照模架位置安放并定位。在另一工作位置焊接，繼續(xù)進行裝配。這種裝配方法，也稱為仿形復制裝配法，其精度較定位器法差。如將模架法與定位器法結合使用，效果將更好。上一

43、頁下一頁返回6 .4 桁架的生產 (4)按孔定位裝配法。這種方法適用于裝配屋架，如圖6一41所示。裝配時，先定位各帶孔的連接板，這就確定了上下弦桿的位置，并且保證了整個析架的安裝連接尺寸。其他節(jié)點處如有水平析架而帶孔者，仍按孔定位;無孔者，則用墊鐵或擋鐵定位。 采用上述各種方法裝配的析架，在焊接前必須檢查幾何尺寸，都須保證節(jié)點處各元件的中心線匯交于一點。6. 4. 3 桁架的焊接工藝 桁架焊接時的主要問題是撓度和扭曲。由于析架僅對稱于其長度中心線，故焊縫焊完后將產生整體撓度;在上下弦桿節(jié)點之間，也可能產生小的局部撓度(對于單片式析架，可能有超出平面的水平彎曲);由于長度大，焊縫不對稱等因索也可

44、能產生扭曲，所有這些變形都將影響其承載能力。因此，析架在裝配焊接時，要求支撐面要平，盡量在夾固狀態(tài)下進行焊接。上一頁下一頁返回6 .4 桁架的生產 為了保證焊接質量和減小焊接變形，析架制造時可遵從下列原則。 (1)從中部焊起，同時向兩端支座處施焊。 (2)上下弦桿同時施焊為宜。 (3)節(jié)點處焊縫應先焊端縫，再焊側縫，如圖6-42所示。焊接方向應從外向內，即從豎桿引向弦桿處。 (4)焊接節(jié)點時，應先豎后斜(按圖6-42中、次序)，兩端側縫也可按工桿形式焊接，但在焊接焊縫1時，焊縫2應事先定位，以防變形。焊后變形量超過技術要求時，應選用火焰矯正法進行矯正。上一頁返回6 .5 薄板結構的生產 有一些

45、結構的外殼在設計時不考慮承受載荷，載荷由構架承擔，外殼只是附加在構架上，因此材料得不到充分利用。如果在設計結構時把外殼也作為承受載荷的一部分加以考慮，則可以充分利用材料，達到節(jié)約材料和減輕結構自重的目的，這對于運輸工具有很大意義。薄板結構在機器制造業(yè)應用很廣，尤其是在汽車制造業(yè)，薄板結構應用最多。如載重汽車的駕駛室，大小客車的車體等。其次是農業(yè)機器，各種機器的外罩及控制箱等，這些結構多屬于受力不大或不承受載荷的殼體。有些車輛的外殼則是承受載荷的結構，例如鐵路運輸?shù)目蛙嚒⑴镘嚭蛢热紮C車的車體等。如果這些車輛的車體不作為承載結構，則底架必須承受全部載荷。由于車底架的高度受限制，要把底架設計成具有足

46、夠的剛度和強度，必然浪費大量材料。如果把車體設計成為承載的薄板結構，則可大大減輕底架重量。下一頁返回6 .5 薄板結構的生產 薄板結構不限于機器外殼和車輛的車體，而且也用于其他的承載結構。焊接的薄板鋼梁廣泛用來代替析架結構。例如橋式起重機的箱形主梁可以說是薄板結構，其腹板的高度與其厚度之比常達200以上，如果不采取措施增強其腹板的局部剛度，在載荷作用下腹板可能局部失穩(wěn)，而導致整個結構失去承載能力。承受彎矩的箱形結構需要較大的斷面慣性矩和斷面系數(shù)。只提高作用力方向的單方面的斷面慣性矩還不足以提高結構的承載能力，還必須同時提高結構的整體穩(wěn)定性。箱形結構的整體穩(wěn)定性最好，薄板結構設計成為箱形的較為合

47、理，也比較普遍。設計薄板結構最重要的問題是要保證其局部穩(wěn)定性，提高局部穩(wěn)定性的主要辦法是設置加強筋或把薄板壓制成為帶凸筋和波紋形的。確定合理結構形式必須充分考慮結構制造工藝性和經濟性問題。薄板結構焊接變形也是個突出的問題。上一頁下一頁返回6 .5 薄板結構的生產6.5.1薄板結構的特點 薄板結構最突出的一個弊端就是局部失穩(wěn)，防止薄板局部失穩(wěn)的方法是設置加強筋或增加板厚，兩者互有利弊。增設太多的加強筋在工藝方面不利，既費工又易引起焊接變形。但是，要減少加強筋就必須增加板厚，因而增加結構重量，這也是不利的。必須從兩方面分析權衡利弊，既考慮工藝性又考慮經濟性。 對于薄板失穩(wěn)，設有一矩形薄板(見圖6-

48、43)在x=0和x=a。的邊緣上作用均勻分布的壓應力，在彈性范圍內臨界應力為:上一頁下一頁返回6 .5 薄板結構的生產 K值隨邊界條件及a/b之值而變化。當ab時，在y=0及y=b的邊緣鉸支的條件下，K=4；在y=0固定，y=b自由時，K=1.33;在y=0鉸支，y=b自由時，K=0. 46。 常用于制造薄板結構的材料是低碳鋼，它的屈服點，as=210240 N/mm2，而鋼的彈性模量E=2. 1 X 105 N/mm2，泊松比為0. 3 。上一頁下一頁返回6 .5 薄板結構的生產 如果薄板構件受軸向壓力，臨界應力 則可以認為薄板構件將不會發(fā)生局部失穩(wěn)，因為工作應力必然小于 。 常見的薄板構件

49、斷面形式如圖6-44所示。寬度b相當于兩側鉸支，K=4，按上述臨界應力值計算，必須 ，方能保證不失穩(wěn);寬度b,相當于一側鉸支，一側自由，K=0. 26，則必須 ，才能不失穩(wěn)。用沖壓方法制薄板桿件時，應遵守上述原則。 將薄鋼板壓制成各種斷面形式的桿件，可以提高局部穩(wěn)定性。圖6 - 44 (f)所示的薄壁圓管局部穩(wěn)定性最好，所以承受軸向壓力的柱類構件經常用管子。薄壁圓管承受軸向壓力時也存在局部失穩(wěn)問題，薄壁管的局部失穩(wěn)臨界應力為:上一頁下一頁返回6 .5 薄板結構的生產 式中 D薄壁圓管的直徑。 如果 ，則不能失穩(wěn)，對于低碳鋼制的薄壁管，必須 。 為了提高薄板結構的局部穩(wěn)定性，常把薄鋼板壓成波紋狀

50、(見圖6-45)。波紋的方向應該和壓應力的方向一致。兩波紋間的平面寬度應該小于板厚的60倍。 薄壁梁的腹板同時承受彎矩和切力，在腹板上部產生壓應力和切應力。下面以橋式起重機的箱形主梁為例分析薄腹板的穩(wěn)定性問題。一般橋式起重機的箱形主梁的腹板是6 mm厚的鋼板，而大跨距的橋式起重機的主梁高度在1 500 mm左右，這種寬度和厚度的腹板存在局部失穩(wěn)問題，必須合理布置加強筋板以增強腹板局穩(wěn)定性。箱形主梁的局部結構剖面圖如圖6-46所示，起重小車的輪子在鋼軌上運行，小車輪壓通過鋼軌作用在上翼板上，上翼板的背面有橫隔板起著支撐上一頁下一頁返回6 .5 薄板結構的生產 鋼軌的作用。橫隔板有兩種:一種是短隔

51、板，其高度h1 =h/4h/3;另一種是長隔板，與腹板等高。長隔板除了支撐鋼軌之外，還起增強腹板局部穩(wěn)定性的作用，它把腹板分隔為若干區(qū)段，每一區(qū)段內在短隔板的下端設置一根角鋼作為縱向加強筋，它對于增強薄腹板的局部穩(wěn)定性起著重要作用。在腹板下半部拉伸區(qū)安置的一根縱向板條，是從工藝角度而設的，用以克服腹板的焊接波浪變形。作用在腹板上的切力也會引起腹板局部失穩(wěn)，合理地布置長隔板可以克服它引起的局部失穩(wěn)。6.5.2 薄板結構的焊接工藝 用于制造薄板結構的材料一般是6 mm以下的低碳鋼鋼板，焊接變形是制造薄板結構突出的工藝問題，在設計和制造過程中都要給子充分考慮。用電阻焊點焊制造薄板結構不僅能提高生產率

52、，而且能減少焊接變形。上一頁下一頁返回6 .5 薄板結構的生產 例如客車車體的側壁板與加強筋的焊接，用電弧鉚焊，側壁板的焊接變形將十分嚴重，用電阻焊點焊，可以較好地解決變形問題。薄板結構的特點是必須設置加強筋以增進薄板結構的局部穩(wěn)定性，加強筋的數(shù)量必須適當，設計加強筋時必須分析它的可焊到性，盡量減少施焊不便的加強筋。 例如橋式起重機的箱型主梁，其內部的隔板和縱向加強筋與其腹板之間的焊縫都處于不便施焊的位置，焊接這些焊縫時，施焊的條件很差，應該從工藝方法或結構設計方面研究改進。例如把部分加強筋設在箱形梁的外部，把薄腹板壓制成帶縱向凸筋或波紋形狀，都會改善箱形梁的工藝性，值得進一步研究。 幾種薄壁

53、梁的設計方案如圖6-47所示。這幾種薄壁梁的加強筋均上一頁下一頁返回6 .5 薄板結構的生產 設置在外部，焊接工作量也少，但備料工作量將增加。圖6-47 (a)所示的薄壁梁的腹板帶有壓制成型的凸筋，不必再設置縱向加強筋。腹板直接支撐鋼軌，因此不必設置隔板。上述方案由于兩腹板間有一定距離，梁的整體穩(wěn)定性比單腹板的工字梁高得多。如果不承受橫向力或扭矩，這種梁可以獨立工作，而不必用輔助析架增強其整體穩(wěn)定性。但是，這種梁水平方向的剛度和抗扭剛度都還較低，如果要承受一部分水平力或扭矩，這種梁則顯得不足。圖6-47 (b)及(c)所不的兩種結構形式比前者抗扭剛度提高很多，可以承受一定的水平方向力和扭矩。圖

54、6-47 (d)所示的形式是單腹板梁，但其上部構成一封閉斷面，抗扭剛度提高很多，不但垂直方向的剛度和強度高，而且水平方向和抗扭剛度也較強。 為了適應電阻焊點焊的工藝要求，薄板結構的點焊接頭應盡量設計成為便于施焊的搭接接頭或卷邊接頭(圖6-48中(a)、(b)及(c)所示)，便于用固定式或懸掛式的點焊機進行焊接，以保證焊接質量的穩(wěn)定。電阻焊點焊工藝最適于焊接兩層板厚度相近的接頭，三層板的接觸焊點焊接接頭質量不易保證，應盡量不采用三層板的點焊接頭。上一頁下一頁返回6 .5 薄板結構的生產6. 5. 3 薄板結構實例 鐵道運輸?shù)能囕v，如客車、棚車以及內燃機車的車體等都是承受載荷的薄板結構。 客車車體

55、的側壁是由2.53 mm厚的耐候低碳鋼鋼板拼焊而成。側壁板雖然不厚，由于它的高度大，垂直方向的剛度很大，所以能承受大部分載荷。車底架的中梁雖然是由大型鋼構成，因為它的高度受到限制，而且跨距很大，所以垂直方向的剛度相對來說比較小，能承受的載荷也就很小。側壁作為承載結構必須保證它的穩(wěn)定性，在側壁板上設置加強筋。側壁的局部結構如圖6-49所示。橫向的加強筋為Z字形斷面的薄鋼板壓制件，以電阻焊點焊方法與側壁板焊在一起。側壁板沖壓成帶縱向凸筋，以保證側壁板的局部穩(wěn)定性，使之能像箱形梁的腹板一樣承受載荷。側壁的上端焊接一根通長的角鋼和頂棚連接;側壁的下端和底架的側梁焊在一起。整個客車車體近似一個箱形梁，整

56、個車體除局部受反復沖擊外，是個承受靜載荷的結構。上一頁返回6 .6 建筑鋼結構的生產 建筑鋼結構具有自重輕、建設周期短、適應性強、外形豐富、維護方便等優(yōu)點，其應用范圍廣泛。自20世紀80年代以來，中國建筑鋼結構得到了空前的發(fā)展，高層鋼結構、空間鋼結構、橋梁鋼結構、輕鋼結構和住宅鋼結構如雨后春筍。如鳥巢、水立方、CCTV新址大樓、上海環(huán)球中心、廣州新電視塔及法門寺舍利塔等具有代表性的鋼結構建筑達到了世界領先水平，表現(xiàn)為高、大、奇、新等特點。尤其是鳥巢和CCTV新址大樓成為世界建筑史上兩大奇跡。 焊接作為構建鋼結構的一種主要連接方法，在物理、化學、冶金、材料、電子、計算機、自動控制等學科迅猛發(fā)展的

57、今天，隨著新技術、新材料、新設備、新工藝的不斷涌現(xiàn)，在我國建筑鋼結構建設中發(fā)揮更加重要的作用。據(jù)統(tǒng)計，50%以上的鋼材在投人使用前需要經過焊接加工處理。因此，焊接水平的提高是實現(xiàn)鋼結構技術快速發(fā)展和確保建筑鋼結構施工質量的關鍵所在。下一頁返回6 .6 建筑鋼結構的生產6. 6. 1 建筑鋼結構的特點和焊接難點 縱觀目前我國建筑鋼結構工程現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，越來越具有現(xiàn)代化建筑風格和科技含量高的建筑特征，其主要特點如下。 (1)造型新穎獨特，結構體系繁多，節(jié)點構造復雜，焊接接頭形式多，構件制作和現(xiàn)場安裝中的焊接技術難度越來越大。例如:國家體育場“鳥巢”鋼結構工程有大量的復雜的析架柱、主析架、次結構焊

58、接節(jié)點，焊縫縱橫交錯，施工難度很大。如圖6一50所示。 (2)建筑高度高，結構跨度大，抗震性能設計對主要鋼結構焊接質量要求很高。如:框架梁與柱的連接焊縫，剪力板與柱的連接焊縫，梁腹板與柱的連接焊縫和柱的拼接焊縫等，都是結構的主要部位，基本上都是坡口熔透一級焊縫，100%超聲波探傷，對焊接質量要求非常高。上一頁下一頁返回6 .6 建筑鋼結構的生產 (3)使用鋼材品種規(guī)格多，而且越來越多趨向于使用低合金高強度結構鋼和大厚度鋼材，隨著鋼鐵生產工藝水平的不斷提高，鑄鋼、奧氏體不銹鋼、復合鋼板也得到越來越多的應用。因此，要求現(xiàn)場施工前，釗對所使用鋼材的交貨狀況，要實時進行新鋼種的焊接性試驗，探索科學的焊

59、接工藝參數(shù)，制定相應的焊接工藝措施。 (4)工廠制作和現(xiàn)場安裝鏈接因索多，不同工種交叉作業(yè)多，現(xiàn)場安裝難度較大。6.6.2 建筑鋼結構的焊接工藝 1.建筑鋼結構的分類 建筑鋼結構以房屋鋼結構為主，也用于各類構筑物。從當前的發(fā)展情況看，大致可分為普通鋼結構和輕型鋼結構。其中普通鋼結構包括采用大截面和厚板的結構，如高層鋼結構、重型廠房和某些公共建筑等;輕型鋼結構主要指采用輕型屋面和墻面的門式鋼架房屋、某些多層建筑、壓型鋼板薄壁拱殼屋蓋等。此外，還有網(wǎng)架、網(wǎng)殼等空間結構。鋼結構在橋梁、工業(yè)構架等方面也有廣泛應用。上一頁下一頁返回6 .6 建筑鋼結構的生產 (1)高層鋼結構。高層結構的行業(yè)標準高層民用

60、建筑鋼結構技術規(guī)程已經頒布，存在問題是鋼框架一混凝土核心筒這種造價低、用鋼省、我國目前應用最多的結構體系，在應用范圍和技術上還有待進一步研究和完善。在高層鋼結構的設計和制圖方面，彈性設計問題不大;國外應用較多的靜力強塑性分析還很少采用;彈塑性動力時程分析是難點。 (2)組合結構。組合結構除組合樓板外，目前用得較多的是鋼骨混凝土柱和鋼管混凝土柱。前者主要用于高層建筑下部樓層和高層鋼結構地下部分;后者已較多用于多高層建筑的局部和整體。 (3)輕鋼結構。目前主要指用輕型板材作圍護結構的門式剛架輕型房屋鋼結構(簡稱“輕鋼”)和壓型鋼板拱殼屋蓋，它們是我國各類鋼結構中近年發(fā)展最快的。上一頁下一頁返回6