机械设计——焊接结构件设计原则

焊接件结构设计概括起来讲就是要保证产品的制造合理性、经济合理性、使用安全性。

1.制造合理性

1）焊接件应具有好的定位基准——保证组装的可操作性。

2）考虑焊接时操作方便，结构特殊更应考虑焊缝的布置，在设计图1 结构中应保证焊接作业时的最小间距L;在图2中（a）结构设计不合理，（b）结构设计合理。

3）毛坯上与其他件连接的部分应离开焊缝至少3mm

4）焊缝的位置应使焊接设备的调整次数和工件的翻转次数为最少。

2.经济合理性方面

1）考虑最有效的焊接位置，以最小量焊接达到最大量效果。

2）在不影响产品性能的前提下，长焊缝尽量采用间断焊缝。

3）根据产品机构特点，尽量设计为平焊、横焊，避免 立焊、仰焊。

4）正确选用角焊缝的计算厚度。角焊缝在较小的负载下，不必计算强度，可按经验确定焊角高度尺寸K，即按连接钢板中较薄的板厚考虑。

5）一般情况下尽量不要把焊缝布置在加工面上。

6）根据不同的焊接方法和板厚确定合理的坡口形式：如V型坡口焊缝制备简单，但焊接工作量大，使焊接成本提高；X型坡口焊缝，但制备较复杂，焊接工作量小，在对接焊缝中可适当选用，在角缝中双面角焊缝填充金属小，并能承受较高负载，变形也小，应优先采用。

3.使用安全性方面

1）避免将焊缝设计在应力容易集中的地方，特别是重要部件或承受反复载荷的焊接件，更应注意这一点。合理布置构件的相互位置，以保证焊接件的刚性。

2）焊缝的根部在避免处于受拉应力的状态

3）直接传递负载的焊接件，采用整体嵌接为好，将工作焊缝转为联系焊缝。

4）箱形焊接结构件应设计为折弯件的拼焊。

5）避免焊缝过分集中，以防止裂纹、减少变形；同时，焊缝间应保持足够的距离。

6）焊接端部产生锐角的地方，应尽量使角度变缓；薄板筋的锐角必须去掉，因为尖角处融化。