《焊接结构课程设计》说明书--支架焊接结构设计

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1、《焊接结构课程设计》说明书设计题目：支架焊接结构设计院系：*********专业：材料成型及控制工程姓名：*****学号：200805024指导老师：*******目录第一章支架焊接结构设计概述21.1支架焊接结构设计简介31.2支架材料的选择3第二章支架焊接工艺设计42.1确定焊缝的位置52.2焊接接头形式的设计52.3焊接方法的选择82.4焊接材料的选择92.5焊接工艺参数的选择92.6确定焊接顺序112.7焊接工艺卡片的制定11第三章结构设计的工艺过程123.1焊接原材料的准备123.2焊前准备133.3焊接过程133.4焊后处理及检验13第四章课程设计总结14第五章参考文献1

2、4附表一：15附表二：16附表三：17附表四：18附表五：19第一章支架焊接结构设计概述1.1支架焊接结构设计简介1.1.1支架的结构组成及制造关键点（1）组成主要有底座、两侧支撑板、加强筋、圆筒体（2）制造关键点支架上各个焊缝的焊接。1.1.2支架的简介及设计要求（1）简介：支架是用于支承轴的机构，支架以Ф30孔套在轴上，此支架既传递运动并保持其他零件工作方式和保持互相之间的正确位置。（2）设计要求：壁厚：底座20mm、圆筒10mm、肋板12mm、两侧板20mm。生产类型：单件生产1.2支架材料的选择铸件HT150的化学成分如下：C％:3.2-3.8Si%：2.1-2.7Mn%：0

3、.5-0.8P%：〈2S%：〈0.15在HT150中，由于片状石墨的存在,使其抗拉强度和塑性大大低于钢材，但抗压强度和硬度均接近于钢材，属于中强度铸铁件，有一定机械强度和良好的减震性和消磨性，用于制造承受中等载荷的零件。由以上叙述可知，如果将材料为HT150的铸造支架改为焊接结构，可采用物理性能和力学性能与HT150铸件相似的材料，并且具有良好的焊接性能。支架是一种全焊结构，支架材料作为一种支撑轴的结构材料，应具有一定的抗压强度、减震性和消磨性。其次材料应具有良好的焊接性能。1.2.1支架材料的性能要求（1）对强度性能的要求由于支架是承受中等载荷的零件，因此采用屈服强度约大于150M

4、Pa的碳素结构钢，即可满足支架材料对强度性能的要求。（1）对支架材料化学成分的要求由于碳素结构钢的性能主要取决于钢的含碳量及显微组织。在退火和热轧状态下，随含碳量的增加，刚的强度和硬度升高，而塑性和冲击韧性下降，焊接性变差，所以选择支架材料应限制含碳量，所以选用低碳钢较为合适。1.2.2材料的确定综上所述，在支架用原材料中，选择普通碳素结构钢中的低碳钢，其中Q235、Q255、Q275均能满足强度、硬度、减震性和消磨性以及焊接性等要求，但支架材料只需承受中等强度载荷，而Q275常用于制造强度要求高的零件，Q235和Q255均满足作为承受中等强度载荷的零件材料，因此，选择Q235的钢板

5、作为支架底座、两侧板、加强筋的原材料，选材料为Q235的壁厚为10mm的钢带为圆筒体的原材料。底座以及两侧板用厚度为20mm的钢板，加强筋用厚度为12mm的钢板。第二章支架焊接工艺设计2.1确定焊缝的位置如下图所示，图1为支架的示意图，图2为支架的焊缝位置示意图。图1支架示意图图2支架焊缝位置示意图2.2焊接接头形式的设计在此支架结构中，焊接接头的形式有两种，对接接头和角接接头。2.2.1焊接接头的选择（1）底板与两侧板之间的连接应采用全焊透的单面角接接头，如图3所示。图3底板与侧板之间的角接头（2）两侧板与圆筒形结构之间的连接应采用单面焊T形接头，如图4所示。图4侧板与圆筒体之间的

6、角接头（1）加强筋与两侧板之间的连接应采用双面焊缝的T型接头，如图5所示。图5肋板与侧板之间的角接头（1）加强筋与底板之间的连接应采用双面焊缝的T型接头，如图6所示。图6肋板与底板之间的角接头（2）加强筋与圆筒形结构之间的连接应采用双面焊缝的T型接头，如图7所示。图7肋板与圆筒体之间的角接头（3）圆筒体上的纵焊缝应采用对接接头，如图8所示。图8圆筒体上的对接接头2.2.2坡口的设计由于底板与两侧板的板厚均为20mm，属于中厚板；圆筒形结构壁厚为10mm，属于薄板；加强筋板厚为12mm，也属于薄板。（1）若采用I形坡口，如果预留间隙过小，则出现未焊透；预留间隙过大，则容易焊穿，装配间隙

7、要求精度严格，难以控制。（2）若采用U形坡口，坡口制备困难，成本高；（3）若采用单面V形坡口，并留有一定间隙，焊接过程中金属填充量少，易于焊透。综上所述，底板与两侧板之间的连接应采用带钝边单边V形坡口，两侧板与圆筒之间的连接应采用带钝边单边V形坡口，肋板与底板、两侧板、圆筒体之间的连接均采用带钝边双单边V形坡口，圆筒体上的纵焊缝开V形坡口。2.3焊接方法的选择在支架制造中，生产中常用的焊接方法有焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、熔化极气体保护焊、钨极惰性气体保护