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哈工大工程材料成型大作业--第1页
哈尔滨工业大学
材料成形工艺大作业
题目：题目三
院系：
专业：机械设计制造及其自动化
班级：
学号：
姓名：
1
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哈工大工程材料成型大作业--第2页
题目：如图所示，焊接梁，材料为20钢，现有钢板最大长度为2500mm，设计要求：确定腹
板、上、下翼板、筋板的焊缝位置；选择焊接方法；画出各条焊缝的接头形式；确定各条焊
缝的焊接次序。
设计内容：
1.选择材料
题目已经选用20钢。
2.确定焊缝位置
因为本题当中所提供的钢板的最大长度为2500mm，因此，上下翼板均需焊接连接。为了
避免焊缝在最大应力的位置，采用三段式焊接，其板长分别为：1250mm，2500mm和1250mm。
对于下翼板，为了避免应力集中，转折处不宜采用焊接方式，于是两段的转折处采用弯曲的
方式，同时也采用三段焊接，中间部分板长为2500mm。其余上下翼板和腹板、筋板之间均为
纵焊缝连接，焊缝的具体位置如图所示：
图1工艺方案简图及焊缝位置分布
2
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3.选择焊接方法和焊接材料
上下翼板与筋板、上下翼板与腹板之间的连接，厚度较小，焊缝直径不大，且焊接空间
位置为立焊，为了便于操作和降低成本，故采用焊条电弧焊，电焊条为E5015。上下翼板的
焊缝为长直焊缝，为了保证焊接质量稳定，可采用埋弧自动焊，焊丝为H08A、H08MnA或H10Mn2
配合焊剂HJ431。
4.设计接头形式
为了保证焊接质量，所有的焊接接头均选用对接接头。由于腹板厚度为8mm，与上下翼
板之间的焊接方式为焊条电弧焊（小于6mm选用I形坡口，大于6mm选用其它坡口），并且为
了保证焊接变形较小，故采用对接方式双Y形坡口，接头形式如图2所示。而其余的焊接板
厚为10mm，采用的焊接方式为埋弧电弧焊（小于14mm选用），选用的对接方式为I形坡口，
其接口形式如图3所示。
图2双Y形坡口图3I形坡口
5.设计焊接顺序
为了能通过后来部分焊接产生的变形抵消开始焊接时产生的微量变形，采用对称法焊接。
具体焊接顺序如下：
(1)焊上翼板：1、2（或2、1）。
(2)焊下翼板：3、4（或4、3）。
(3)焊接上下翼板与腹板：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
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6.主要工艺流程
图4工艺流程图
4
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