钢结构焊接制造

介绍：钢结构焊接制造本书系统介绍了钢结构的类型、特点、材料、焊接应力及变形、焊接接头及其破坏形式，对从备料、工艺方案设计、工艺规程的制定到钢结构装配、钢结构焊接的全过程进行了全面阐述，并介绍了钢结构装配?焊接用机械、机器人及焊接生产安全等。第1章钢结构概述1 1?1钢结构的特点和类型1 1?1?1钢结构的特点1 1?1?2钢结构的类型2 1?2钢结构的材料5 1?2?1钢结构对材料的要求5 1?2?2钢结构的破坏形式5 1?2?2?1结构的整体失稳破坏5 1?2?2?2结构和构件的局部失稳7 1?2?2?3结构的塑性破坏8 1?2?2?4结构的损伤累积破坏9 1?2?2?5防止钢结构各种破坏的总体思路9 1?2?3钢材料的主要性能10 1?2?3?1受拉、受压及受剪性能10 1?2?3?2冷弯性能11 1?2?3?3冲击韧性11 1?2?4影响钢材主要性能的因素12 1?2?4?1化学成分12 1?2?4?2冶金缺陷12 1?2?4?3钢材硬化13 1?2?4?4温度影响13 1?2?4?5结构中的应力集中现象14 1?2?4?6反复荷载作用14 1?2?5钢结构用钢材的分类15 1?2?5?1钢材的品种和牌号15 1?2?5?2国外钢材品种和牌号简介16 1?2?6钢材的选择18 1?2?6?1选用原则18 1?2?6?2钢材选择的建议18 1?3钢结构的应用与发展18 1?3?1钢结构的应用18 1?3?2钢结构的发展19 第2章焊接应力与钢结构的变形21 2?1焊接应力与变形21 2?1?1应力与变形的概念21 2?1?1?1应力21 2?1?1?2温度产生内应力的原因21 2?1?1?3残余应力21 2?1?2变形22 2?1?3研究焊接应力与变形的基本假定22 2?2焊接应力与变形产生的原因23 2?2?1简单杆件受热的应力和变形23 2?2?1?1不受约束的自由杆件均匀加热和冷却时应力变形23 2?2?1?2受绝对刚性约束杆件均匀加热和冷却时的应力变形23 2?2?2长板条不均匀受热时的应力和变形24 2?3焊接残余应力及分布26 2?3?1焊接残余应力26 2?3?1?1纵向应力26 2?3?1?2横向应力27 2?3?1?3厚板中的残余应力28 2?3?1?4管板焊接的残余应力分布29 2?3?1?5工字梁中的残余应力29 2?3?1?6拘束状态下焊缝的残余应力分布30 2?3?2残余应力对结构的影响30 2?3?2?1对静载强度的影响30 2?3?2?2对构件加工尺寸精度的影响30 2?3?2?3对受压杆件稳定性的影响31 2?3?2?4对应力腐蚀裂纹的影响31 2?3?3焊接变形及其对钢结构的影响31 2?4消除焊接残余应力的方法32 2?4?1热处理32 2?4?2锤击法32 2?4?3振动消除法32 2?5常见的变形及产生原因33 2?5?1焊接变形33 2?5?1?1纵向收缩变形计算及其影响因素34 2?5?1?2横向收缩变形计算及影响因素35 2?5?1?3收缩引起的挠曲变形(弯曲变形)38 2?5?1?4角变形39 2?5?2原材料的变形40 2?5?3其他加工过程产生的变形40 2?6防止和减少变形的措施41 2?6?1从设计方面考虑防止变形41 2?6?1?1合理选择构件截面提高构件的抗变形能力41 2?6?1?2合理选择焊缝尺寸和布置焊缝的位置42 2?6?1?3合理选择焊缝的截面和坡口形式42 2?6?1?4尽量减少不必要的焊缝42 2?6?2制定合理的工艺措施42 2?6?2?1钢材的运输堆放42 2?6?2?2焊前准备43 2?6?2?3选择合理的焊接线能量43 2?6?2?4选择合理的装配焊接顺序44 2?6?2?5刚性固定45 2?6?2?6散热法46 2?6?3加工中防止变形47 2?6?3?1制造零件或部件留余量47 2?6?3?2焊接前反变形47 2?6?3?3装配中防止变形49 2?7钢桥对变形的要求49 2?8焊接变形的矫正50 2?8?1冷加工矫正50 2?8?1?1手工矫正50 2?8?1?2机械矫正51 2?8?2火焰矫正法51 2?8?2?1加热位置的确定51 2?8?2?2加热温度的控制51 2?8?2?3加热方式51 2?8?3火焰矫正对钢结构承载能力的影响53 第3章焊接接头形式及静载强度的计算54 3?1焊接接头的基本类型54 3?1?1常用接头类型55 3?1?1?1对接接头55 3?1?1?2T形接头55 3?1?1?3搭接接头55 3?1?1?4角接接头55 3?1?2电弧焊接头与焊缝56 3?1?3焊接接头的力学性能检验57 3?1?3?1取样的一般原则57 3?1?3?2焊缝金属和焊接接头的拉伸性能58 3?1?3?3接头的冲击试验及试样58 3?1?3?4焊接接头的弯曲试验59 3?1?3?5管接头的压扁试验59 3?1?3?6对接接头的硬度试验59 3?2常用手弧焊接头应力分布60 3?2?1焊接接头的应力集中概念60 3?2?2电弧焊对接接头的应力分布60 3?2?3搭接接头的应力分布61 3?2?3?1正面角焊缝61 3?2?3?2侧面角焊缝62 3?2?3?3斜向角焊缝62 3?2?4T形(十字形)接头的应力分布63 3?2?4?1未开坡口T形(十字形)接头63 3?2?4?2开坡口T形(十字形)接头64 3?3点焊接头的应力分布64 3?4焊接接头的选择与静载强度计算65 3?4?1工作焊缝和联系焊缝65 3?4?2焊接接头的设计与选择65 3?4?2?1设计与选择焊接接头应考虑的问题65 3?4?2?2钢结构焊接接点67 3?4?2?3坡口的设计原则67 3?4?3焊缝的符号68 3?4?4焊接接头的静载强度计算71 3?4?4?1静载强度计算的假定71 3?4?4?2对接、搭接和T形接头焊缝强度计算72 3?5焊接接头的疲劳断裂76 3?5?1疲劳断裂特征76 3?5?2疲劳断口的宏观和微观形貌76 3?5?2?1疲劳断口的宏观形貌76 3?5?2?2疲劳断口的微观形貌77 3?5?3疲劳裂纹的萌生和扩展机理78 3?5?3?1疲劳裂纹的萌生机理78 3?5?3?2疲劳裂纹的扩展机理79 3?5?4影响焊接接头疲劳强度的因素81 3?5?4?1应力集中的影响81 3?5?4?2表面状态82 3?5?4?3零件的几何形状及载荷特性83 3?5?4?4金属材料的组织和性能83 3?5?5提高疲劳强度的措施83 3?5?5?1降低应力集中和危险部位上的实际应力83 3?5?5?2表面强化84 3?5?5?3减少焊缝中的缺陷84 3?6脆性断裂84 3?6?1脆性断口宏观形貌特征84 3?6?1?1解理断口84 3?6?1?2准解理断口85 3?6?1?3晶界脆性断口85 3?6?2脆性断口微观形貌特征85 3?6?2?1解理断口85 3?6?2?2准解理断口86 3?6?2?3沿晶断口86 3?6?3影响脆性断裂的原因86 3?6?3?1拉应力86 3?6?3?2使用温度87 3?6?3?3加载速度87 3?6?3?4焊接质量87 3?6?3?5化学成分与组织87 3?6?4防止脆性断裂的措施88 3?6?4?1零件的设计与制造88 3?6?4?2冶金方面88 3?6?4?3钢材的热处理89 第4章钢结构焊接生产工艺90 4?1钢结构加工工艺的基本知识90 4?2钢结构焊接工艺审查92 4?2?1产品结构工艺性审查的一般要求和任务92 4?2?2工艺性审查的内容92 4?2?3工艺性审查的方式和程序96 4?3焊接生产工艺方案的设计97 4?3?1工艺分析和编制工艺方案的原则97 4?3?2工艺分析的依据和内容97 4?3?3工艺方案设计的程序98 4?4钢结构焊接加工工艺规程98 4?4?1焊接工艺规程的内容98 4?4?2工艺规程的类型和工艺规程的文件99 4?4?3设计工艺规程的基本要求101 4?4?4设计工艺规程的主要依据和审批程序101 4?5钢结构的焊接工艺评定102 4?5?1焊接工艺评定的程序102 4?5?2焊接工艺评定的规则102 4?5?3焊接工艺评定试验104 4?5?4焊接工艺评定报告105 第5章钢结构零件备料加工工艺106 5?1型材的矫正106 5?1?1型材变形的原因106 5?1?2矫正原理107 5?1?3型材的矫正方法107 5?2材料的预处理109 5?2?1机械除锈法109 5?2?1?1喷砂法109 5?2?1?2弹丸法110 5?2?1?3抛丸法110 5?2?2化学除锈法110 5?3加工前的准备110 5?3?1钢结构施工图110 5?3?2划线111 5?3?3放样111 5?3?3?1放样工具111 5?3?3?2放样方法112 5?3?4样板与样杆116 5?4号料118 5?4?1号料的方法118 5?4?2材料的合理利用118 5?5下料119 5?5?1剪切119 5?5?1?1剪床的分类119 5?5?1?2剪切断面121 5?5?1?3剪切力121 5?5?2冲裁121 5?5?2?1冲裁设备121 5?5?2?2冲裁变形过程122 5?5?2?3冲裁间隙的影响122 5?5?2?4冲裁模124 5?5?3热切割124 5?5?3?1气割的原理和条件124 5?5?3?2仿形气割125 5?5?3?3光电跟踪气割127 5?5?3?4数控气割127 5?5?4等离子弧切割128 5?5?4?1等离子弧切割原理128 5?5?4?2等离子弧切割应用128 5?5?5激光切割128 5?6坯料的边缘加工129 5?7弯曲131 5?7?1弯曲的基本原理及弯曲过程131 5?7?1?1弯曲过程131 5?7?1?2最小弯曲半径131 5?7?1?3弯曲回弹132 5?7?2折弯设备及弯模133 5?7?2?1折弯设备133 5?7?2?2弯曲模具133 5?7?2?3通用模具弯曲134 5?7?3卷弯135 5?7?3?1卷弯的基本原理135 5?7?3?2弯卷136 5?7?3?3型材的辊弯138 5?7?3?4管子弯曲139 5?8压制成型141 5?8?1拉延141 5?8?1?1拉延基本原理141 5?8?1?2封头坯料的计算142 5?8?1?3封头的拉延143 5?8?2旋压144 5?8?2?1旋压成形的基本原理145 5?8?2?2封头的旋压145 5?8?3爆炸成形145 5?8?4缩口、缩颈、扩口成形146 5?8?4?1缩口146 5?8?4?2扩口147 5?9锅炉气包筒身备料举例147 第6章钢结构的装配149 6?1钢结构的装配149 6?1?1装配的基本条件149 6?1?2装配基准的选择149 6?1?3零件的定位原理及定位焊150 6?1?3?1定位原理150 6?1?3?2定位基准的选择150 6?1?3?3零件的定位方法151 6?1?3?4定位焊151 6?1?4装配中的测量152 6?1?4?1测量基准152 6?1?4?2测量项目的测量152 6?2装配用工具与设备154 6?2?1装配中常用的工具154 6?2?2装配中常用的设备154 6?2?2?1对装配用设备的一般要求154 6?2?2?2装配用平台154 6?2?2?3胎架155 6?2?3钢结构的装配155 6?2?3?1装配前的准备155 6?2?3?2零件的定位和装配方法156 6?2?4装配方法的选择158 6?2?4?1装配工作中应该注意的问题158 6?2?4?2装配?焊接顺序的类型159 6?2?4?3装配工艺方法的选择159 6?3典型焊接结构的装配160 6?3?1钢板的拼接160 6?3?2框架柱的装配160 6?3?3梁的拼接161 6?3?3?1T形梁的装配161 6?3?3?2箱形梁的装配162 6?3?3?3工字梁的装配162 6?3?4屋架结构的装配163 6?3?5容器的装配164 6?3?6机架结构的装配165 6?4钢结构的焊接工艺参数选择166 6?4?1焊接工艺参数的内容和原则166 6?4?1?1焊接工艺参数的内容166 6?4?1?2制定焊接工艺参数的原则166 6?4?2焊接方法的选择166 6?4?3焊接工艺参数的选定166 6?4?4确定合理的焊接热参数167 第7章钢结构装配?焊接用机械装备168 7?1概述168 7?1?1装配?焊接机械装备在焊接中的作用168 7?1?2装配?焊接机械装备的分类169 7?1?3装配?焊接机械装备的设计169 7?1?3?1设计原则169 7?1?3?2设计的程序和方法169 7?1?4装配?焊接机械的选用170 7?2装配?焊接夹具171 7?2?1概述171 7?2?1?1装配?焊接工装夹具的分类与组成171 7?2?1?2装配?焊接工装夹具的特点171 7?2?1?3装配?焊接工装夹具的设计要求172 7?2?2加工定位173 7?2?2?1物体定位原则——六点定则173 7?2?2?2定位基准的选择174 7?2?2?3定位方法及定位器175 7?2?3装配?焊接夹紧机构176 7?2?3?1夹紧力的确定176 7?2?3?2各种夹紧机构179 7?2?3?3典型夹紧结构的分析188 7?3装配?焊接中的变位机械194 7?3?1焊件变位机械194 7?3?1?1焊件变位机械的功能及结构形式194 7?3?1?2驱动系统195 7?3?2焊接滚轮架197 7?3?2?1焊接滚轮架的功能及结构形式197 7?3?2?2导电装置及焊剂垫198 7?3?3焊接翻转机械200 7?3?4焊接回转台202 7?3?5焊机变位机械202 7?3?6焊工的操作台208 7?4焊接机器人210 7?4?1焊接机器人的发展概论210 7?4?2焊接机器人的分类211 7?4?3焊接机器人的系统组成213 第8章典型钢结构生产工艺214 8?1压力容器的生产工艺214 8?1?1压力容器的基础知识214 8?1?1?1压力容器的分类214 8?1?1?2压力容器的结构特点215 8?1?2压力容器焊缝规定215 8?1?3压力容器焊接接头的设计要求216 8?1?3?1压力容器中的A类和B类焊缝216 8?1?3?2压力容器C类焊缝217 8?1?3?3压力容器D类焊缝217 8?1?3?4压力容器E类焊缝217 8?1?4HG410／100锅炉气包容器工艺219 8?1?4?1主要规格及技术条件219 8?1?4?2HG410／100锅炉气包制造工艺方案219 8?2起重机械221 8?2?1桥式起重机的生产工艺221 8?2?1?1桥式起重机的结构及技术要求221 8?2?1?2桥架结构特点及技术要求221 8?2?1?3主梁工艺分析222 8?2?1?4主梁制造工艺要点223 8?2?2桁架起重机生产工艺226 8?2?2?1桁架起重机的种类226 8?2?2?2桁架起重机的焊接生产227 8?2?3塔式起重机的生产工艺228 8?2?3?1零部件加工228 8?2?3?2组装229 8?2?3?3焊接230 8?2?3?4检验231 8?2?3?5塔机钢结构工艺文件232 8?3混凝土搅拌机的生产工艺232 8?3?1JS1000双卧轴强制式搅拌机的基本构造232 8?3?2JS1500双卧轴强制式搅拌机的生产工艺232 8?4建筑用钢结构237 8?4?1建筑用钢结构生产工艺237 8?4?1?1建筑用钢结构的特点237 8?4?1?2钢结构的制作过程237 8?4?1?3钢结构安装过程239 8?4?1?4钢结构焊接工艺和质量检验240 8?4?2金属网架生产工艺245 8?4?2?1网架的制作和安装245 8?4?2?2网壳的制作和安装253 8?4?3轻型钢结构生产工艺255 8?4?3?1轻型钢结构的制作255 8?4?3?2安装257 8?5船体结构加工工艺过程的制定258 8?5?1备料加工259 8?5?2拼装焊接259 8?5?3组件合拢260 8?5?4部件合拢260 8?5?5大合拢261 第9章钢结构的焊接生产安全263 9?1备料及成形加工过程中的安全技术263 9?1?1备料的安全技术263 9?1?1?1划线、号料工序操作注意事项263 9?1?1?2下料工序注意事项263 9?1?2成形加工中的安全技术263 9?2装配中的安全技术264 9?3钢结构焊接生产中的安全用电264 9?3?1焊接用电特点264 9?3?2电流对人体的危害265 9?3?3发生触电事故的原因265 9?3?4防护措施266 9?3?4?1焊钳和电缆的安全要求266 9?3?4?2焊接电源的安全措施267 9?3?4?3安全操作268 9?3?4?4焊条的安全更换268 9?3?4?5水下电弧焊接安全措施268 9?3?5触电急救269 9?4焊接劳动卫生与防护269 9?4?1焊接有害因素来源和危害270 9?4?1?1弧光辐射270 9?4?1?2金属烟尘271 9?4?1?3有毒气体273 9?4?1?4高频电磁场275 9?4?1?5放射性物质275 9?4?1?6噪声276 9?4?2焊接卫生防护措施276 9?4?2?1有毒气体的防护措施276 9?4?2?2焊接弧光防护280 9?4?2?3放射性防护280 9?4?2?4噪声防护281 9?4?2?5高频电磁场的防护281

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