典型焊接结构分析

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11．4．6．1 焊接机身

焊接机身的功能、要求、常用材料等内容介绍如下：

(1)功能：支承各运动部件质量、运动部件之间的作用力和运动时产生的惯性力．

(2)要求：足够的强度和刚度．

(3)常用材料：焊接机身常选用焊接性好的低碳钢、普通低合金钢(如16Mn等)．

(4)比较各种开放型断面梁的抗弯、抗扭刚度及减振性能(图11-127、表11-96)．

(5)减速器箱体：减速器箱体的基本功能是对齿轮传动机构的刚性支承，要求具有足够的刚度，应按刚度进行设计，同时必须满足致密性和尺寸稳定性的要求．箱体材料主要为Q235A钢．箱体结构见图11-128及表11-97和表11-98．防止漏油设计见图11-129．规定箱体做致密性试验，建议用磁粉或着色渗透性检验．焊后应做消除应力热处理．图11-130示出一单壁板剖分式减速器箱体的下箱体结构．

图11-127 各种形式的焊接梁试件

表11-96 焊接梁试件的抗弯、抗扭刚度及减振性能

图11-128 减速器箱体两相邻轴承座结构

表11-97 剖分式箱体、轴承座的结构形式

表11-98 轴承座和法兰与壁板间的焊接接头设计

图11-129 防止漏油的设计

(a)不易保证质量，易造成渗漏；(b)采用圆柱形的螺钉座，较好A点是三条焊缝交汇处，B点、C点是焊缝方向发生90°转弯处，这些点的焊接质量不易保证

图11-130 单壁板剖分式减速器箱体的下箱体结构

11．4．6．2 焊接容器

焊接容器的功能、要求、设计和制造、典型结构特点等内容介绍如下：

(1)功能：贮存气体或液体，有时承受高温高压条件．

(2)要求：足够的强度及良好的密封性．

(3)设计和制造：应遵守专门的规程，如JB／Z105—73《钢制高压容器的焊接规程》．

(4)典型结构特点：容器一般为圆筒形或球形，断面为圆形；筒体由厚钢板弯制以纵缝连接而成；封头为球形或椭球形，与筒体用环缝实现连接；主要为对接焊缝，厚度无突变．

(5)薄壁容器：薄壁容器的壁厚比直径小得多，可认为应力在壁厚方向上分布是均匀的，可按薄膜应力计算(表11-99)．

焊接容器用材除满足使用性能外，要求有良好的焊接性．表11-100～表11-103列出锅炉用钢和压力容器用钢及其适用范围．

从工艺上看，由于纵缝所承受的环向应力是环缝承受轴向应力的两倍，因而纵缝的焊接要求高，应保证质量，环缝则可选较软材料．对于用σ_b≥1400MPa的高强钢制造的容器(见图11-131)，不允许采用环形垫圈，应尽量采用对接，保证焊缝与母材平滑过渡．为了保证焊缝双面成形良好，施焊时在焊缝背面设置可拆卸的临时垫板．如果封闭容器内部无法装卸临时垫板，则必须采用工艺措施保证焊缝背面成形良好．为防止冷裂纹，每道焊接工序都需高温回火，产品焊完之后要进行调质处理．

表11-99 薄壁容器的应力

表11-100 锅炉用钢按组织的分类

表11-101 常用锅炉钢板适用范围

表11-102 按焊接特性分类的压力容器用钢

表11-103 压力容器用钢的容许使用温度范围

图11-131 薄壁高压容器