焊接结构生产电子书

前言

第1章 焊接结构概述

1.1 焊接结构特点及类型

1.1.1 焊接结构的特点

1.1.2 焊接结构的类型

1.1.3 典型建筑焊接结构

1.1.3.1 焊接钢桁架

1.1.3.2 大跨空间钢结构

1.1.3.3 工业厂房钢结构

1.1.3.4 多、高层房屋钢结构

1.2 焊接结构常用金属材料

1.2.1 焊接结构对钢材的要求

1.2.1.1 钢材的力学性能

1.2.1.2 钢材的化学成分

1.2.1.3 金属的焊接性

1.2.2 焊接结构选材的基本原则

1.2.2.1 母材的选择原则

1.2.2.2 焊接材料的选择原则

思 考 题

第2章 焊接应力与变形

2.1 焊接内应力与变形

2.1.1 应力、应变基本概念

2.1.2 自由杆件模型及自由变形率、外观变形率和内部变形率

2.1.3 三杆件模型

2.2 焊接热应力与变形产生原因

2.2.1 焊接热应力

2.2.2 研究焊接应力与变形的基本假定

2.3 焊接应力与变形的形成过程

2.3.1 长板条中心加热

2.3.2 长板条单侧加热

2.4 焊接结构中形成的应力与变形

2.4.1 焊接应力与变形的影响因素及受约束杆件应力应变演化过程

2.4.2 焊接应力与变形的演化过程

2.4.3 焊接热应变循环

2.4.4 热循环过程中材料性能的变化

2.5 焊接残余应力

2.5.1 纵向残余应力的分布

2.5.2 横向残余应力的分布

2.5.2.1 纵向收缩的影响

2.5.2.2 横向收缩的影响

2.5.3 厚板中的残余应力

2.5.4 拘束状态下焊接的内应力

2.5.5 封闭焊缝引起的内应力

2.5.6 相变应力

2.6 焊接残余应力对构件的影响

2.6.1 残余应力对构件承载力的影响

2.6.2 残余应力对结构脆性断裂的影响

2.6.3 残余应力对结构疲劳强度的影响

2.6.4 残余应力对构件刚度的影响

2.6.5 残余应力对受压杆件稳定性的影响

2.6.6 残余应力对应力腐蚀的影响

2.6.7 残余应力对构件精度和尺寸稳定性的影响

2.7 焊 接 变 形

2.7.1 焊接变形的分类

2.7.2 纵向收缩变形及其引起的挠曲变形

2.7.2.1 纵向收缩

2.7.2.2 纵向收缩引起的挠曲变形

2.7.3 横向收缩变形及其引起的挠曲变形

2.7.3.1 横向收缩变形

2.7.3.2 横向收缩引起的挠曲变形

2.7.4 角变形

2.7.5 薄壁焊接构件的翘曲（波浪变形）

2.7.6 焊接错边和扭曲变形

2.7.7 焊接变形的影响因素

2.7.8 焊接变形量的控制

2.8 焊接应力的调控和消除

2.8.1 焊接过程中应力的调控

2.8.1.1 设计措施

2.8.1.2 工艺措施

2.8.2 焊接残余应力的消除

2.8.2.1 整体高温回火

2.8.2.2 局部高温回火

2.8.2.3 机械拉伸法

2.8.2.4 温差拉伸法

2.8.2.5 振动法

2.8.2.6 爆炸法

2.9 焊接变形的控制和消除

2.9.1 设计和制造阶段采取的措施

2.9.1.1 选择合理的焊缝尺寸和形状

2.9.1.2 尽可能减少焊缝数量并合理安排焊缝位置

2.9.1.3 构件制造时的措施

2.9.2 焊后矫形的措施

2.9.2.1 机械矫形法

2.9.2.2 锤击法

2.9.2.3 滚压法

2.9.2.4 强电磁脉冲矫形法

2.9.2.5 火焰矫正法

思 考 题

第3章 焊接接头断裂

3.1 焊接接头的基本形式

3.1.1 焊接接头类型

3.1.1.1 焊接接头的基本概念

3.1.1.2 焊接接头的分类和基本类型

3.1.2 焊缝的类型

3.2 焊接接头脆性断裂

3.2.1 脆性断裂事故分析

3.2.2 脆性断裂断口形貌特征

3.2.3 影响脆性断裂的原因

3.2.3.1 应力状态的影响

3.2.3.2 温度的影响

3.2.3.3 加载速度的影响

3.2.3.4 材料状态的影响

3.2.4 焊接结构抗脆断性能的评定

3.2.4.1 抗开裂性能测试方法

3.2.4.2 止裂性能试验方法

3.2.5.1 正确选用材料

3.2.5.2 采用合理的焊接结构设计

3.3 焊接接头的疲劳断裂

3.3.1 疲劳断裂事故案例

3.3.2 疲劳强度和疲劳极限

3.3.3 疲劳断裂过程及断口形貌特征

3.3.3.1 疲劳断裂过程和断裂机理

3.3.3.2 疲劳断口特征

3.3.4 影响焊接接头疲劳强度的因素

3.3.4.1 应力集中的影响

3.3.4.2 焊接缺陷的影响

3.3.4.3 焊接残余应力的影响

3.3.4.4 构件尺寸的影响

3.3.5 提高焊接接头疲劳强度的措施

3.3.5.1 降低应力集中

3.3.5.2 调整残余应力场

3.3.5.3 改善材料的力学性能

3.3.5.4 特殊保护措施

思 考 题

第4章 焊接接头设计与焊接工艺评定

4.1 焊接接头设计

4.1.1 焊接接头的设计原则

4.1.2 焊接接头设计的内容与准则

4.1.3 焊接坡口的设计与选择

4.1.4 接头形式和坡口类型

4.2 焊接接头静载强度计算

4.2.1 常用焊接接头的工作应力分布

4.2.1.1 应力集中

4.2.1.2 电弧焊接头的工作应力分布

4.2.2 焊接接头静载强度计算的假定

4.2.3 对接、搭接和T形接头焊缝强度计算

4.3 焊接工艺评定

4.3.1 焊接工艺评定目的和意义

4.3.2 焊接工艺评定方法

4.3.2.1 试件准备

4.3.2.2 试件的焊接位置

4.3.2.3 试样的截取及其数量

4.3.2.4 焊接工艺评定报告的内容

4.4 焊接结构工艺审查

4.4.1 焊接结构工艺性审查目的

4.4.2 焊接工艺性审查的内容

4.4.2.1 从降低应力集中角度分析结构的合理性

4.4.2.2 从焊接生产工艺性分析结构的合理性

4.4.2.3 从焊接生产的经济性分析结构的合理性

4.4.2.4 从焊接结构强度的可行性分析结构的合理性

4.4.2.5 从减小焊接应力与变形的角度分析结构的合理性

4.4.4 焊接工艺规程的编制程序

4.4.5 焊缝标注

4.4.5.1 焊缝符号与焊接方法代号

4.4.5.2 焊接方法在图样上的表示代号

4.4.5.3 焊缝符号的标注方法

4.4.5.4 焊缝无损检测符号

4.4.5.5 焊接结构件标注实例

思 考 题

第5章 焊接结构生产工艺

5.1 焊接结构生产组织

5.1.1 生产过程的空间组织

5.1.2 生产过程的时间组织

5.2 焊接结构生产工艺过程

5.2.1 钢材的变形矫正

5.2.1.1 钢材在轧制过程中产生的变形

5.2.1.2 钢材在下料过程中引起的变形

5.2.1.3 钢材的矫正原理

5.2.1.4 钢材的矫正方法

5.2.2 钢材的预处理

5.2.3 焊接结构零件备料工艺

5.2.3.1 放样

5.2.3.4 下料

5.2.4 零件的成形加工工艺

5.2.5 零件的拉深成形

5.2.5.1 拉深原理

5.2.5.2 封头拉深

5.2.6 其他零件成形方法

5.2.6.1 旋压工艺

5.2.6.2 爆炸压制成形

5.2.7 焊接结构的装配

5.2.7.1 装配基准选择

5.2.7.2 零件的装配方法

5.2.7.3 装配中的定位焊

5.2.7.4 典型焊接结构的装配过程

思考题

第6章 焊接夹具设计与焊接机械装备

6.1 焊接与装配夹具设计

6.1.1 夹具概述

6.1.2 装配夹具的分类和组成

6.1.3 装配夹具的设计要求

6.1.3.1 装配夹具的设计要求

6.1.3.2 焊接装配夹具的设计步骤

6.1.3.3 夹具制造的精度要求

6.1.3.4 夹具结构工艺性

6.1.4 定位元件设计

6.1.4.1 定位原理

6.1.4.2 定位方法及定位元件分类

6.1.5 夹紧机构设计

6.1.5.1 夹紧力的确定

6.1.6 夹具体设计

6.1.6.1 对夹具体的基本要求

6.1.6.2 夹具体毛坯制造方法

6.1.6.3 夹具体的外形尺寸

6.2 焊接夹具设计实例

6.2.1 摇臂焊接夹具结构分析

6.2.1.1 摇臂焊接结构件的组成与分析

6.2.1.2 制订焊接结构件的焊接工艺

6.2.1.3 摇臂焊接夹具的设计步骤

6.2.1.4 夹具体的设计

6.2.1.5 夹紧装置的设计

6.2.1.6 夹具材料的选择

6.2.1.7 夹具体尺寸公差及粗糙度

6.2.2 绘制夹具草图

6.2.3 绘制装配图

6.2.4 绘制零件图

6.3 装配-焊接机械装备

6.4 焊接变位机械

6.4.1 焊件变位机械

6.4.2 焊机变位机械

6.4.3 焊工变位机械

6.4.4 焊接机器人

思考题

第7章 焊接结构生产实例

7.1 压力容器焊接生产

7.1.1 压力容器概述

7.1.2 压力容器的分类

7.1.3 压力容器的主要参数

7.1.4 压力容器的基本结构形式

7.1.5 压力容器的组成

7.1.6 压力容器焊接接头的分类

7.1.7 分汽缸压力容器焊接生产

7.1.7.1 分汽缸结构及焊接工艺评定项次

7.1.7.2 分汽缸焊接工艺规程

7.2 桥式起重机主梁焊接生产

7.2.1 桥式起重机的结构

7.2.2 桥式起重机桥架组成及主要部件的结构特点和技术要求

7.2.3 桥式起重机主梁的制造工艺

思考题

第8章 焊接结构生产管理与安全

8.1 现代企业管理概述

8.1.1 5S企业管理模式

8.1.2 精益管理模式

8.2 焊接生产管理

8.2.1 焊接生产质量保证体系

8.2.2 焊接材料的管理

8.2.3 焊工档案管理制度

8.3 焊接生产安全

8.3.1 国家安全生产条例

8.3.2 生产安全用电

8.3.2.1 电焊发生触电的原因及预防措施

8.3.2.2 电焊机的安全使用

8.4 焊工劳动卫生防护与现场急救处理

8.4.1 焊工劳动卫生防护

8.4.1.1 焊接烟尘和有害气体的危害与防护措施

8.4.1.2 弧光辐射的危害与防护措施

8.4.1.3 高频电磁辐射的产生与防护

8.4.2 焊工个人防护

思考题

参 考 文 献