哈爾濱工業大學
材料成形工藝大作業
題目：題目三
院系：專業：機械設計製造及其自動化
班級：學號：
姓名：題目：如圖所示，焊接梁，材料為20鋼，現有鋼板最大長度為2500mm，設計要求：
確定腹板、上、下翼板、筋板的焊縫位置；選擇焊接方法；畫出各條焊縫的接頭形式；確定各條焊縫的焊接次序。
設計內容：
1.選擇材料
題目已經選用20鋼。
2.確定焊縫位置
因為本題當中所提供的鋼板的最大長度為2500mm，因此，上下翼板均需焊接連線。為了避免焊縫在最大應力的位置，採用三段式焊接，其板長分別為：1250mm，2500mm和1250mm。
對於下翼板，為了避免應力集中，轉折處不宜採用焊接方式，於是兩段的轉折處採用彎曲的方式，同時也採用三段焊接，中間部分板長為2500mm。其餘上下翼板和腹板、筋板之間均為縱焊縫連線，焊縫的具體位置如圖所示：
圖1工藝方案簡圖及焊縫位置分布
3.選擇焊接方法和焊接材料
上下翼板與筋板、上下翼板與腹板之間的連線，厚度較小，焊縫直徑不大，且焊接空間位置為立焊，為了便於操作和降低成本，故採用焊條電弧焊，電焊條為e5015。上下翼板的焊縫為長直焊縫，為了保證焊接質量穩定，可採用埋弧自動焊，焊絲為h08a、h08mna或h10mn2配合焊劑hj431。
4.設計接頭形式
為了保證焊接質量，所有的焊接接頭均選用對接接頭。由於腹板厚度為8mm，與上下翼板之間的焊接方式為焊條電弧焊（小於6mm選用i形坡口，大於6mm選用其它坡口），並且為了保證焊接變形較小，故採用對接方式雙y形坡口，接頭形式如圖2所示。而其餘的焊接板厚為10mm，採用的焊接方式為埋弧電弧焊（小於14mm選用），選用的對接方式為i形坡口，其介面形式如圖3所示。
圖2雙y形坡口圖3 i形坡口
5.設計焊接順序
為了能通過後來部分焊接產生的變形抵消開始焊接時產生的微量變形，採用對稱法焊接。具體焊接順序如下：
(1)焊上翼板：1、2（或2、1）。
(2)焊下翼板：3、4（或4、3）。
(3)焊接上下翼板與腹板：5、7，9、11，6、8，10、12，13、15，17、19，14、16，18、20。
(4)焊接上下翼板和筋板：21、22、23、24
6.主要工藝流程
圖4工藝流程圖
哈工大材料成型大作業
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