焊件是不可拆卸的連接。將需要連接的兩個金屬零件局部加熱并填充熔化金屬,或通過加壓等方式熔合在一起,焊接熔合處即焊縫。
焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(重量輕、連接可靠、工藝和設(shè)備簡單等。
1)與鑄造結(jié)構(gòu)相比,焊接結(jié)構(gòu)重量輕,結(jié)構(gòu)設(shè)計自由度大。由于不需要成型,制造周期短,成本低,小批量時優(yōu)勢更加突出;
2)與鉚接和螺栓結(jié)構(gòu)相比,該結(jié)構(gòu)無縫隙,易于防腐。此外,由于不需要附件,結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕。
焊接結(jié)構(gòu)對焊接質(zhì)量要求很高,保證焊接質(zhì)量是采用焊接結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。
有三種方法可以保證或提高焊接質(zhì)量:1)材料:選材的重要條件之一是可焊性。碳鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.22%,可焊性好;
2)工藝:工藝包括前處理、后處理和焊接工藝,不銹鋼非標定制 ,其中焊接技能是決定性因素。
3)結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)影響因素主要是焊縫的承載形式、尺寸、是否有利于焊接工藝的實施等。
焊件結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范:1)幾何連續(xù)性準則:
焊縫及其影響區(qū)的強度,尤其是其動載荷強度,一般低于周圍材料,往往具有內(nèi)應力。因此,焊縫應盡可能設(shè)置在應力水平較低的區(qū)域。
舉例來說:避免在幾何形狀突變處設(shè)置焊縫(因為這里的應力集中);
焊縫兩側(cè)有時無法保證幾何形狀的連續(xù)性,常見的是板厚不同。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應保留過渡結(jié)構(gòu),以減少幾何形狀的突變。
工程應用實例:
(1)焊接不同板厚時,留有過渡結(jié)構(gòu),減少幾何形狀的突變;
(2)焊接壓力容器時(曲率突變點,應力集中嚴重,也是高應力區(qū),不宜設(shè)置焊縫),封頭在離焊接處一定距離的區(qū)域彎曲,使焊縫處不再有曲率突變;
(3)焊接不同厚度的管道時,盡量錯開焊縫,避免圓周焊縫。
2)避免焊縫重疊的原則:
復雜結(jié)構(gòu)的焊接往往會遇到多個焊縫交叉重疊的問題,焊縫交叉剛度大,結(jié)構(gòu)翹曲嚴重,從而增加焊縫的內(nèi)應力。結(jié)構(gòu)多次過熱,材料性能下降,容易出現(xiàn)裂紋。這將導致焊接結(jié)構(gòu)承載力下降,因此應避免焊縫的交叉重疊。