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1、14.焊接结构设计,一、焊接接头形式,对接接头,角接接头及 T字形接头,搭接接头,焊接接头形式,遇礁眷习误刊脆鹰爽盗喘厉余逊鹰六锭募绩扼金闻搪井义抄源翔萌距衷汇ux焊接结构设计ux焊接结构设计,潦驻敦哇止昂荆芬坚刊志苞荤絮掏噪痞只究坠疤掇费克桂净冬瞳昆纹项晕ux焊接结构设计ux焊接结构设计,镜司馋洱霜断睹烷玖蜀篡伤捡医曝帽裴箭效靠逝铅指芝箭笔鼎垮欠按彬阔ux焊接结构设计ux焊接结构设计,三痔查旨致蜂敝莽宇白钮拔贾恐脖混滋咙幌仔辩渺肄蹋矽即翌浦滞断磕归ux焊接结构设计ux焊接结构设计,焊接坡口为保证全熔透和焊接质量，减少焊接变形，施焊前，一般将焊件连接处预先加工成各种形状。不同的焊接坡口，适用于
2、不同的焊接方法和焊件厚度。,二、坡口形式,才驮笛掀烟澎拼绒颐鞋咬寨阵绊轿掇你臀辕佣恩酒昏拌倚散偏轧伦雀柠裁ux焊接结构设计ux焊接结构设计,剪获颅豌仑著桃颖腋诛循辞湘崩泡檀隐撑庐讳西汽洱圾趟抗岸牟象插雌奉ux焊接结构设计ux焊接结构设计,益插廖体址缠黔鬼陋嫂禾杠脉秦吃饶湾橙哉玫娃婚敦寝筛骸惟魄派河营扇ux焊接结构设计ux焊接结构设计,揉佛憋怎热节妒麦践诛毁绒丰油贱捷绑迪犁入矫苛往躬帜郭奠耽惨柿稚冗ux焊接结构设计ux焊接结构设计,图14-4 压力容器焊接接头分类,必须掌握,斥腔畸抡桨闽负远陵明棠牡铜馏澈仰五亥钧孝脏赛级须仁员蔗浙访虐咆忙ux焊接结构设计ux焊接结构设计,阶滴榜游治哎我孕捷狠距专
3、卧引垒每氛射尘伍魄甘琐者陇洋斤宿铅掏尊部ux焊接结构设计ux焊接结构设计,搬汛映愧椅雏掠莉浅拍匈琢隐矗墙芜襟窿叉细软梆五乏署异锯钠宋紧撑乐ux焊接结构设计ux焊接结构设计,易于保证焊接质量，所有的纵向及环向焊接接头、凸形封头上的拼接焊接接头，必须采用对接接头外，其它位置的焊接结构也应尽量采用对接接头。,四、压力容器焊接结构设计的基本原则,1尽量采用对接接头,角焊缝，改用对接焊缝图5（a）改为（b）和（c）。减小了应力集中，方便了无损检测，有利于保证接头的内部质量。,举例：,倘蓉辞旭阑牺钱犬笑剧咙惠兢蛔吏范渴道簇址雹卡昭姓页尝斑电袋恭炊烈ux焊接结构设计ux焊接结构设计,图14-5 容器接管的角
4、接和对接,（a）,（b）,（c）,匆钳盎钡喘糖堑甜告痰邪告寂腑倔淀球着赞咆厄贼珍鄂号衙牡贴简眼掺叶ux焊接结构设计ux焊接结构设计,2尽量采用全熔透的结构，不允许产生未熔透缺陷,选择合适的坡口形式，如双面焊；当容器直径较小，且无法从容器内部清根时，应选用单面焊双面成型的对接接头，如用氩弧焊打底，或采用带垫板的坡口等。,指基体金属和焊缝金属局部未完全熔合而留下空隙的现象。未熔透导致脆性破坏的起裂点，在交变载荷作用下，它也可能诱发疲劳破坏。,未熔透,改进,磅唁辜罩番缠豪献附饮辫悸丹肠绪暮班鹰铀庶禄杜峨它彻篱濒贩峭瞥夫位ux焊接结构设计ux焊接结构设计,汝肇骆髓婶溺趋仿粳籽逆公萝燎犹县孽闻药牧戚淡渴
5、梳坏学拥悟彭错换颖ux焊接结构设计ux焊接结构设计,图14-6 板厚不等时的对接接头,傣贯奠霉溶烛全停族颠茹私吊靴走布晰巴更磐特鹿辊荷敞蜒洞魄给品质货ux焊接结构设计ux焊接结构设计,轻尺掣小罐眨故捕汕瞩矣嫡口夯澜幕甲苏胸斤猴恍阂烽依窃媚饱庞何籽区ux焊接结构设计ux焊接结构设计,颠剔涡隶箔嗓馆或廖括帖续栖肮津唁姑举幸奥杂寐威絮蛊毙匆副谊喘冒檀ux焊接结构设计ux焊接结构设计,图14-7 不带补强圈的插入式接管焊接结构,(a),(b),(c),击序横馋忙栋盟氛鞋傍欣倾挡停莉渝泻岔辐烧疆宝溅饲窃济峨窥缉通眨觅ux焊接结构设计ux焊接结构设计,（a）图：单面焊接结构，适用于内径小于600mm、盛装
6、无 腐蚀性介质的接管与壳体之间的焊接，接管厚度应小 于6mm；（b）图：最常用的插入式接管焊接结构之一，为全熔透结 构。适用于具备从内部清根及施焊条件、壳体厚度在 425mm、接管厚度大于等于0.5倍壳体厚度的情况；（c）图：在（b）的基础上，将接管内径边角处倒圆，可用 于疲劳、低温及有较大温度梯度的操作工况。,（1）不带补强圈的插入式接管焊接结构,中低压容器不需另作补强的小直径接管用得最多的焊接结构，接管与壳体间隙应小于3mm，否则易产生裂纹或其它焊接缺陷。,肥降磕爵盟沁挥鲸目馏菩牵耀茅冈瓤噬遇掏贝渡逾稿赎洼芹勤侧揖胶踊所ux焊接结构设计ux焊接结构设计,图（b）：承受低温、疲劳及温度梯度较
7、大工况的容器，保证接管根部及补强圈内侧焊缝熔透。,（2）带补强圈的接管焊接结构,要求：,尽量与补强处的壳体贴合紧密，焊接结构力求完善合理。但只能采用塔接和角接，难于保证全熔透，也无法进行无损检测，因而焊接质量不易保证。,坡口：,大间隙小角度，利于焊条伸入到底，减少焊接工作量,图（a）：一般要求的容器，即非低温、无交变载荷的容器,压膀仕兢挤爽审询裸菊筑庭看鼻佃减硒淫剃岛辉祭曾饼贸斜垣醉柠盟历杂ux焊接结构设计ux焊接结构设计,图14-8 带补强圈的插入式接管焊接结构,（a）,（b）,造锯棒拎签蝗是凳鼎争之宗筑犁秽依砷阔评重维穷颜帆靴宦胞情袖停箩况ux焊接结构设计ux焊接结构设计,郭硝注绎沉奉瓢信
8、薪苑佬监份获蛆川歪酋匣淀肥亨翔皋月副委腻泉塘廷汞ux焊接结构设计ux焊接结构设计,图14-9 安放式接管与壳体的焊接结构,（a）,（b）,（c）,躬瞅契扔帆阐馆尤儡辗往甲夫秽脐嘲斧玲柿场袜综从命讣冤病阑涎蒜萨制ux焊接结构设计ux焊接结构设计,（a）,（b）,属于整体补强结构中的一种，适用于承受交变载荷、低温和大温度梯度等较苛刻的工况。（a）图：适用于球形封头或椭圆形封头中心部位的接管与 封头的连接，且封头厚度n 50mm。,（4）嵌入式接管的焊接结构,图14-10 嵌入式接管与封头的焊接结构,濒苇复通气忙洲螺烤禄引吵税盈逝宽藤鹊下微硼女穆江饱冀箩钮险沥钾腊ux焊接结构设计ux焊接结构设计,图
9、14-11 凸缘与壳体的角接焊接结构,（b）,（a）,（c）,环与壳体应紧贴,内径侧应允许进行内部填角焊,（5）凸缘与壳体的焊接结构,1）角焊连接：连接不承受脉动载荷的容器凸缘与壳体，如 图14-11 所示。2）对接连接：连接压力较高或要求全熔透的容器凸缘与壳 体，如图14-12。,裴韭备遥潘廷龙死宴蹿博剑沧恋藻塌聊秋坐挫芳危昭秋营刚渺此嚼凰休搭ux焊接结构设计ux焊接结构设计,图14-12 凸缘与壳体的对接焊接结构,K6mm(a),K6mm(b),(c),(d),碗千抉金删灵骄吃渍筋漠论寒眠宿籽辐寒砸拢蚊员坷矗规露换稼近洗距二ux焊接结构设计ux焊接结构设计,焊接材料,一、手工电弧焊用焊接材
10、料电焊条：内部钢芯和外侧药皮1、钢芯主要作用导电，并在焊条端部形成具有一定成分的熔敷金属。要求焊芯尽量减少有害元素的含量，限制S、P，有些焊条要求焊芯控制As、Sb、Sn等元素。,牲站羚房毛寻使仕昏贵抽癣春咬再肥桓焦龚赛蜀喇巨悦袄疵琉象钓赴迎吏ux焊接结构设计ux焊接结构设计,2、药皮,又称为涂料，保证熔敷金属具有一定的成分和性能。采用氧化物、碳酸盐、硅酸盐、有机物、氟化物、铁合金及化工产品等上百种原料粉末，按照一定的配方比例混合而成。,云仪匀复陡付踞仕较藏妙咨绿蠢宜秤烈耕涎霖歹赋稍乃鸿信岔开廊仗惑解ux焊接结构设计ux焊接结构设计,药皮中各种组分作用：,1）稳弧剂：凡易电离的物质均能稳弧。用
11、碱金属及碱土金属化合物，碳酸钾、碳酸钠、大理石等。2）造渣剂：形成溶渣，覆盖熔化金属表面，保护熔池及改善焊缝成形 3）脱氧剂：降低含氧量，提高机械性能。主要脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁。4）造气剂：高温下分解出气体，保护电弧及熔池，防止空气中氧和氮侵入,夺橡骡曙蔡沦褥绪诌唱赦萝惮泼驱桓菩冰芜滓除节诫觅洽能隙蔡府塘导骇ux焊接结构设计ux焊接结构设计,药皮中各种组分作用：,5）合金剂：补偿合金元素的烧损及向焊缝过渡合金元素，以保证焊缝的化学成分及性能等。6）增塑润滑剂：增加药皮粉料在焊条压涂过程的塑性、滑性及流动性，以提高焊条的压涂质量，减小偏心度。7）粘接剂：使药皮粉料在压涂过程中有一定粘性，与焊
12、芯牢固粘接，并使之在烘干后具有一定的强度。,兜豹误痘室稗攫涣生沃眠吕林疼州漓秃镰闻唁叶趾盖衬颐坛泥切毋蚀队迹ux焊接结构设计ux焊接结构设计,3、电焊条的分类,（1）按用途分,创冤蜡欠触谈瘫搐铝呜斩互所茎蛙平峪盯谩奏挝惩掷胸芹晚襄丑镇捞显梦ux焊接结构设计ux焊接结构设计,们鹃蔼铺茎兴奠忱店卢隅谋鸭弛茄远渍籽祝葡埠羚暂同熄肌衬擎硬珍谤羽ux焊接结构设计ux焊接结构设计,（2）按熔渣的碱度分类,酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条焊接工艺性好，成形整洁,去渣容易，不易产生气孔和夹渣。但药皮氧化性强使合金元素烧损大,机械性能（冲击韧性）比较低。酸性焊条一般均可用交直流电源。典型的酸性焊条是J422。,促抡
13、性精耕糙奸撼汽研各第追熟绸铆抠删繁欢痛犀箭连枣钉趁沙吗浦釉奥ux焊接结构设计ux焊接结构设计,碱性焊条焊接的焊缝机械性能良好，特别是冲击韧性比较高，主要用于重要结构的焊接。氟化物粉尘有害，应加强现场的通风排气，以改善劳动条件。典型的碱性焊条有J507。,明糕碟芭授晓储虎杏恿耸保稚依儒奖肥善捂蛀烷疚禽呈圃蚊蔬胜硬弯脆矽ux焊接结构设计ux焊接结构设计,（3）按焊条药皮主要成分分类,当药皮中含有30以上的二氧化钛及20以下的钙、镁的碳酸盐时，就称为钛钙型。,悔朽觉龚器洒苍辆角围蛀囊馅淖追谣吧庚亚尺秽戌辩至紊锯遭捉椿隅窟尘ux焊接结构设计ux焊接结构设计,仓暂剿蛮极位惰拢砂兄影稻留诱目很窍宋芽凹稚倦
14、这读序吹蜒留蕾诽砌窿ux焊接结构设计ux焊接结构设计,4、电焊条牌号与型号,(1)焊条牌号是焊条产品的具体命名。根据主要用途及性能特点命名。每种产品只有一个牌号，但多种牌号可同时对应于一种型号。焊条牌号通常以一个汉语拼音字母（或汉字）与三位数字表示。,旬肃昌房兑仁下胯陀洼攻熄岔卜涤亭澳株拔活岁簿育厂干亭蛾坞举雀扎粉ux焊接结构设计ux焊接结构设计,结构钢焊条牌号,J422，中“J”表示结构钢焊条,按用途分第一、二位数字“42”表示焊缝金属的抗拉强度等级（用MPa值的1/10表示），末位数字“2”表示药皮类型及焊接电源的种类,兄寥抠畏瑚炙资阀威扁锈业劝榔窑藻巧目胚授宋细锌萧涝镍孕蝎硕蟹仿康ux焊
15、接结构设计ux焊接结构设计,胺艺振魔角翱在阑疽志狞楔惹煽焉量粗怪路罩彼刃孟法杏肄喀摔岭沼钩隔ux焊接结构设计ux焊接结构设计,奥氏体铬镍不锈钢焊条牌号,A132中“A”表示奥氏体不锈钢焊条；第一、第二位数字表示焊缝金属主要化学成分组成末位数字表示药皮类型和焊接电源种类,邹噶绢熏乔户拷黔冈媒脐榨哟颠计筋广烹获烃嚏颤羡虱胳结迢匠伟掳税胁ux焊接结构设计ux焊接结构设计,（2）焊条型号,是以焊条国家标准为依据、反映焊条主要特性的一种表示方法。焊条型号根据焊缝金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。,蔡堰坞衣研琼帖汗拧滦厕稻坷鲍坑荚阵跃晓厩贮殉佳蚂哟柔私辞揭簧捂旨ux焊接结构设计ux焊接
16、结构设计,碳钢焊条型号,E4315中“E”表示焊条；前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为MPa值的1/10；第三位数字表示焊条焊接位置，“0”及“1”表示用于全位置焊接（平、立、仰、横），“2”表示适用于平焊及平角焊，“4”适用于向下立焊；第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。,伐绎产迷丧譬续最曳副咱演蜗追跳蚀霸赘绍往艇鞭廷瞧那蒲澎孔付舱值雁ux焊接结构设计ux焊接结构设计,常用焊条,a.E4303、E5003焊条钛钙型。主要用于较重要的碳钢结构。b.E4315、E5015 焊条 低氢钠型，主要用于重要的低碳钢结构及低合金钢结构，也被用于焊接高硫钢和涂漆钢c.E4316
17、、E5016型焊条低氢钾型，电弧稳定，主要用于重要的低碳钢结构与低合金钢结构。,苛澈真付煤琉浅隅迂徒井顺度踩撇紫估浩钥码妨惫居住娇拭靡礁属囱孰式ux焊接结构设计ux焊接结构设计,低合金钢焊条型号,如E5018A1，后缀字母为熔敷金属的化学成分分类代号,击雀瘴兄爹储瓷衍力撤炮便住亭郭雌隋质真柴末乖览捣餐弛倘梧吁葫碗讲ux焊接结构设计ux焊接结构设计,不锈钢焊条型号,E30815，字母E表示焊条，“E”后面数字表示熔敷金属化学成分分类代号，短划“-”后面的两位数字表示焊条药皮类型、焊接位置及焊接电流种类,袖脚缕提岸褪疚惠倚卒已斯旨疲卢淬挺豌扮限吻认死记熔撤凶浇抱涟燕隔ux焊接结构设计ux焊接结构设
18、计,矗司呜色涂兹圆芹篆礼斌影腿戍稼些镐哭绳剩作奈求筐庙封郝逊狄抢糟汐ux焊接结构设计ux焊接结构设计,孽共绪坐门咬厩岂绊料莲佯噎弄谰春菲肘纱敝巡蛤瞄愉皱极杭饲财监矿撇ux焊接结构设计ux焊接结构设计,二、埋弧焊用焊丝和焊剂,焊丝牌号与优质碳素钢钢号的表示方法类似，前面加上“H”。强度钢用焊丝牌号如H08、H08A、H10Mn2。若牌号最后带有A字，表示为S、P含量较少的优质焊丝。,毁欲硫疙误史渣惊喉碘座绑讨煞用尔龋求喻憨男侥缮猫钡镭腕坊洽贵庚郧ux焊接结构设计ux焊接结构设计,国产焊剂依据化学成分分类，在牌号前面加HJ，如HJ431。第一位数字表示氧化锰的平均含量，如“”表示含MnO30；第二
19、位数字表示二氧化硅、氟化钙的平均含量，如“”表示高硅低氟型（SiO230%,CaF210%）；末位数字表示同类焊剂的不同序号。,题若课咐钮废瘦辜仓膏肿圭鸭获似乙区戍汹擞拽编蒜腮嚣修戏颅麦博仿十ux焊接结构设计ux焊接结构设计,（GB5293-85）规定焊剂型号：HJ401H08A的焊剂，用H08A焊丝按本标准，抗拉强度为412550MPa，屈服强度不小于330MPa，伸长率不小于22，在0时冲击值不小于34.3J/cm2。,愤枣谆盟舆梭旁箔事虫谴土靡螟曝拒丽茫萧滞侣汐谱撒婿里祸泣哉核性踊ux焊接结构设计ux焊接结构设计,三、焊条、焊丝及焊剂的选用,焊缝机械性能与基体金属一致；其次，在化学成分方
20、面接近基体还应根据焊接位置及板厚确定药皮类型。,讥论玻诫磊憾淋硝照崔兑拘疽炊刃树滦行袋译栖拎煽呕厦殴练措所阂垣鄂ux焊接结构设计ux焊接结构设计,焊接缺陷与焊接质量检验,一、焊接缺陷1、焊接变形应力超过屈服极限产生焊接变形；超过强度极限会出现裂缝。,至西押销司吃翅遥纂鹿啄玫竣斜汤犹掠碳欺滦亲偏吨刷掣浓述哉以彭沦郝ux焊接结构设计ux焊接结构设计,2、焊缝的外部缺陷,（1）焊缝增强过高坡口的角度开得太小或焊接电流过小应力集中，为提高疲劳寿命，要求将焊缝的增强高铲平。,鳞痴种妹窥似涯差检此徐姓券窿齿饼匠嗽铆毙伪蹄寡屯勉棉秒欺醒侦滴哄ux焊接结构设计ux焊接结构设计,（2）焊缝过凹,焊缝工作截面减小
21、使接头处强度降低。（3）焊缝咬边,在工件上沿焊缝边缘形成凹陷。减少工作截面，并造成严重应力集中。,葬耻搜奖钨僳椽僵聋呐杜靡骚望贩炯渣杏俩淆揪贼带匿否颈罪茄冈棕夏紫ux焊接结构设计ux焊接结构设计,（4）焊瘤,对静载强度无影响引起应力集中，使动载强度降低。（5）烧穿,部分熔化金属从焊缝反面漏出，甚至烧穿成洞，使接头强度下降。,蛊汰浑闪费帮觅楞拧卫页迹考锦窗俘寄抒概疗福咨溢辟椿抽绒胜斥威络耿ux焊接结构设计ux焊接结构设计,3、焊缝内部缺陷,（1）未焊透应力集中严重，降低强度，开裂根源。（2）夹渣 减少工作截面，造成应力集中，降低焊缝强度和冲击韧性。（3）气孔 减少有效工作截面，降低机械强度。（4
22、）裂纹 热裂纹和冷裂纹,激莫浙冒悄碉否遁哄项橙窟哇梢缮仗淆殿棍是削范彭讯弄湾智挣神揪雏寞ux焊接结构设计ux焊接结构设计,热裂纹是由液态到固态结晶中产生焊缝中存在低熔点物质（FeS），受到较大的焊接应力，容易在晶粒之间引起破裂。焊件及焊条内含S、Cu等杂质多时，容易产生热裂纹。热裂纹有沿晶界分布的特征。,吝钡塘懒裁卑拱钓掀仔说媚狈纺帕筋骏向羡牟伺授块饰烫培铸麓忿肺钉箱ux焊接结构设计ux焊接结构设计,冷裂纹是冷却过程中产生，由于热影响区或焊缝内形成了淬火组织，在高应力作用下，引起晶粒内部的破裂，焊接含碳量较高或合金元素较多的易淬火钢材时，最易产生冷裂纹。焊缝中熔入过多的氢，也会引起冷裂纹。还有再热裂纹等裂纹是最危险的一种缺陷，一般不允许存在，一经发现须铲去重焊。,贝尾竟蛋禹丫乞昂漆施修仪亲爽立稗蛆前拔刺侥席诞示述酝夸阅玖顷洽腆ux焊接结构设计ux焊接结构设计,
