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大众汽车标准_VW_01105-1_接触点焊.pdf

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大众汽车 标准 _VW_01105 接触 点焊
资源描述:
2004年 4月 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 标准中心 04 81 5 04 81 5 04 81 5 04 81 5 共 27 页 第 1 页 首次采用 日期 专业负责 批准 更改负责 采用 翻译 曹哲 日期 2004.09.01 译校 日期 技校 日期 抄写 萧明 日期 2004.11.15 主题词:焊接 ,点焊 ,接触点焊 ,焊点 ,板材 ,钢 ,钢板 目录 1 适用范围 2 定义 2.1 点焊 2.2 热影响区 WEZ 2.3 未受影响的母材 2.4 结构设计 3 技术要求 3.1 材料 (焊接适应性 ) 3.2 设计 (焊接可靠性 ) 3.3 生产 (焊接可能性 ) 4 原理 4.1 最小剪拉力 F min4.2 U形抗拉力 F K4.3 抗拔拉力 F Schael(F拔拉 ) 4.4 扭力 (扭转 ) M t4.5 静负荷和动负荷 4.6 安全作业 5 图纸数据 6 相关参考文献 前言 一般计算实例 ,在本标准的附录中均可找到 . 修订 同 VW 011 05-1:2003-11比较 ,作了如下修改 : — 第 1条 : 涂层钢板的厚度比有所充实 — 3.1条 : 图 2,关于首次校准点有所补充 , 1.2 kA有所缩小 — 3.2.5.10条 ,表 1: 法兰宽度有所校正 — 参考文献有所更新 — 附录 1中焊点个数的计算有所更改 以前版本 1977-05,1993-12,2003-05;2003-06;2003-11 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 2 页 1 适用范围 本标准遵循的基本原则 ,其基础知识是从低级到高级发展的机械化基本经验 ,丰硕的 试验成果 ,以及公开发行的标准 ,权威的文献 ,例如德国焊接技术协会焊接须知 2902 第 1,第 2,第 3册等等 . 本标准适用于钢板构件静负荷、动负荷接触点焊的设计、计算和结构 .在以后的叙述 中统称为“点焊连接” . 本标准适用范围还包括 DIN EN ISO 4063规定的特征数 21接触点焊 ,例如厚度 0.5~ 4 mm的板厚比≤ 3.0: 1的切入面点焊连接工艺 ,以及单点和多点焊接安全作业 方面的质量特征 . 在特殊场合 ,在专业科室配合之下 ,还有可能处理更大的板厚和板厚比的焊接问题 .不过 按 DIN EN 10139标准的规定 ,板厚 必 须 限制 在 3.0 mm之 内 . 如果采用 镀锌 钢板 ,例如 DIN EN 10142和 DIN EN 10292标准 指出 的钢板 ,或者 采用表 面 硬 化的高 强 度和更高 强 度的钢板 ,则 势必加 大 电极帽 的 直径 和 电极杆 的 直径 ( 16 mm 或 20 mm).在 电极 表面 硬 化 情况 下 ,点焊法兰 挠曲时 ,熔核 会更 加偏离搭 接板 (腹 板 ).由 于 熔核与腹 板的 距离扩 大 ,自然 会 减弱 构件的 刚 性和 强 度 . 关于接触点焊连接其 他 技术要求还包括 : — VW 011 05-2 铝 材焊接 — VW 011 05-4多钢板连接 ,双 切面和多切面连接 关于 奥迪汽车 点焊连接的质量 ,在试验标准 PV 6702 和 PV 6717中的工艺规 程 ,起着 决 定性作用 . 2 定义 2.1 点焊 在接触点焊 时 ,由 于 电阻 热、 电极对 工件的 压 力同 时起 作用 ,在 此情况 下 ,受焊工件之 间 的焊接区 被加 热 直 到 溶 化为 止 ,熔 化的母 体金属 的量 值 ,形 态 和 部位 ,取决 于 短暂 的 三维 空间总间隙 中形成焊区 周 围的 介 质和 放出 热量的 情况 .工件在 电极压 力作用下 ,靠 熔融 金属 的 凝固而 连接 起来 .此外也 可以 这样 理 解 ,这种 点 状 的、 很像透镜 般的“ 熔核 ”,便 形成了称为焊点的 电 焊连接 (图 27).工件 便 在焊接 冲突 中连接 起来 (图 6) 这时候 ,在焊区 光滑平 面 上测出熔融金属 的 直径 ,并 从接合 平 面 上把它 作为 熔核直径 d L 记 录下 来 . 2.2 热影响区 (WEZ) 热影响区 就 是 这样 一个区 域 ,它 在点焊 时虽因 热能作用 而 发生结构 上 的 变 化 ,但 母 体 金属却牢固地保持不变 . 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 3 页 2.3 未受影响的母 体金属 指 母 体金属上 点焊产生的能量 来引起 明 显组织 改 变 的区 域 . 在化 学 成 分 和点焊适应性 上 (DIN 8528-1)基本 没 有区 别 的母 体金属 ,被视 为同 种 材料 . 在化 学 成 分 和在点焊适应性 上 有明 显 区 别 的母 体金属 ,被视 为 异 质材料 . 2.4 结构设计 2.4.1 点焊连接 如果在焊接接 头上通过 “焊点” 或 “焊 缝 ”直 接 地牢固 连接 ,则在图纸中以 ZSB ( 焊接 – 安 装 )或者 SGR(焊接 组 )加 以标 记 .点焊连接可以 由 1个 或 多个“焊点” 或 焊接 组 构成 . 2.4.2 焊接接 头 焊接接 头 是 这样 的结构单 元 ,在 此 单 元内 ,零 件相 互间通过 点焊结合在一 起 ,接 头种类 是 根 据设计的实 际情况由 工件 间 相 互位置 关 系决 定的 . 2.4.3 钢板厚度 单切面点焊连接的板厚 通常 用 t 1 和 t 2 来 标 记 ,为了定义的一 致 性 ,特 别 是为了计算 方 便 ,对 于 不 同厚度的钢板 ,总 是 把 最 薄 的 排 在前 ,就 是 说 ,用 t 1 来 标 记 最 薄 的连接 钢板 ,而 用 t 2 来 标 记 最厚的 . 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 4 页 3 技术要求 在点焊连接生产中 ,设计的目的是实 现足够 的安全性和最 佳 成本 - 质量 ,获得尽 可能 高的成 型强 度 .为 此 ,必 须要求为 每 个焊点设计 出 “满意 的焊接” ,就 是 说 ,在开展 这项 工作的 研究时 ,一定要考 虑 焊接设 备 的 尺寸 范围 ,电极空间 要求以及工件的可接触性 . 可焊性 取决 于 三 个影响 因素 : — 焊接适应性 (材料 ) — 焊接可靠性 (设计 ) — 焊接可能性 (生产 ) 对 于可焊接性 而 言 ,这三 条准则同 属优先 考 虑 的问题 ,见 图 1 图 1. 点焊连接可焊性 示意 图 (引自 DIN 8528-1) 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 5 页 3.1 材料 (焊接适应性 ) 焊接适应性是 金属 材料的一 种 性能 .如果一 种 材料 就 其化 学 成 分而 言 ,每种 成 分都 能 满足 标准焊接生产所 提出 的技术要求 ,则 视 为适应焊接 . 为了首次 敲 定焊接参数 ,建议 实行接 缝分 配 ,建立 一个焊接区 曲线 图 (时间 /电流 – 曲线 图 , 见 图 2).在图中 ,针对恒 定的 电极压 力和 电极类型划出 最小和最大 熔核直径 的 边界线 . 参 见 DIN EN ISO 14327标准 . 图 2. 焊接范围 曲线 图 解 为了 敲 定焊接参数 ,最 好 是在焊接 时间 和焊接 电流值 之 间进 行 选择 ,就 是在 d Lmin 或 d Pmin 和 d Lmax 或 d Pmax 之 间 从下面的数 值 中 选出 一个 电流差 . — △≥ 1.2 kA,带帽 形 铣削装置 的接触点焊 装置 的数 值 , — △≥ 1.5 kA,无 帽 形 铣削装置 的接触点焊 装置 的数 值 . 化 学 成 分对 点焊 组织 的形成、 硬 化、 ,熔核 的形成和 坚固 性 都 有 重 要影响 . 在生产和设计中 必 须 注意 的是 :各种金属 材料 都 算在 内 (见 DVS 2902-2),材料 限制 的 因素越少 ,则其焊接的适应性 就越好 . 在 混 合 型 连接中的点焊连接 (特 别 是 S/W连接 ),通常必 须 进 行 探索 性试验 ,研究好熔核 位置 ,熔核 性 状 以及焊接范围的 情况 . C含 量在 0.25%(最高 0.3%)的钢材 ,都 适应于点焊 .在大多数 情况 下 ,障碍就 是在 确 定 非 合 金 钢 与 合 金 钢的焊接适应性 时 ,要考 虑碳当 量问题 .为了 很好地克服这 个 障碍 ,下 面 提供 一个关 系式 (按 DVS 2902-2): CE = C + Mn/6 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 6 页 图 3. 熔核 最高 硬 度 与碳当 量的相关性 图 3指 明了 熔核 最高 硬 度 与碳当 量的相关性 对 于合 金 钢 ,由 于 存 在 着 影响到可 硬 化性的合 金元素 ,也许 还 需 要采 取 一 些 特殊 措施 (例如 再加 热 ,多 脉冲 焊接等等 )和 渗碳 ,因此 应同专业主 管部 门商 定和单 独审 议 . 从 熔核 /热影响区 硬 度 极限值 (GW)考 虑 ,建议 使抬 高 硬 度的 因素 ≤ 3.5. 例如 : 熔核硬 度 /热影响区 (WEZ) 350 HV = = 3 . 5 硬 度 极限值 100 HV 熔核 /WEZ的最大 硬 度 不得 超 过 550 HV 0.2 (1)的 硬 度 ,参 见 DVS 2905. 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 7 页 3.2 设计 (焊接可靠性 ) 对 设计 而 言 ,具 有特殊 意 义的是焊接的可靠性 ,设计 上 所规定的焊接可靠性 ,主要是受 到材料的影响 ,而与 生产工艺的影响 不 大 ,如果一个焊接构件 ,它 使 用 常 规 金属 材料 ,按 企 业规 章 确 定的结构设计 制 成 而 能 保持 其 功 能 不变时 ,那 就 可以称之为 达 到了设计 上 所规定焊接可靠性 . 3.2.1 焊点 位置 焊点的 位置 要 由 结构、 制 造 和计 划来确 定 ,电极 要力求 垂 直地 安 放 ,因 为在 倾斜 安 放时 , 熔核 会形成 得 小 ,而 且 会成 椭圆 形 . 能 否垂 直 于法兰 盘 ,这对 于 确 定焊点 距离来说 ,有 决 定性影响的是 导 电体 的最小 距离 A = 2.0 mm,是最大 半 径 R i 以及焊条 杆直径 d s 和焊条 帽直径 d k . 焊点 位置 的 误 差 (焊点 距离 误 差 )见 图纸 或 DIN ISO 2768-1标准 . 关于点焊连接结构的设计数据的其 他说 明 ,见 DVS 2902-3. 3.2.2 焊接 顺序 连 续 的点 系 列 是 由 焊机 确 定的 ,不 允 许 有 25 mm的 贴 得 太近 的点 距离 ,点 距离 较 近 时 , 可以在 空隙 处 进 行焊接 (把 细 小 或零 散 的 序列 焊点一个接 着 一个 地 连接 起来 .见 图 9). 3.2.3 焊点 排 列 (焊点 位置 ) 焊点 排 列 方 案 的 选择 ,要 使 得 传递 的力 F尽 可能均 匀 地分 配到 每 一个点 上 ,如果负荷 分 配 不 均 ,不 仅 会 削弱 抗 振 强 度 ,而 且碰撞 状态 还会 造 成 不 良 影响 . 遇 有多行点焊接 缝时 ,焊点的 排 列 要用科 学 的 分 配方法 ,对 计算 ,强 度 ,设计和生产 起 到 调节 的作用 . 如果 由 于接触 困难 而不 能 圆 满地 完 成焊接 ,这样 的焊点 就 应 该避免 (见 图 8) 3.2.4 焊点 距离 如果焊点 距离 是在焊点 距 e Neb 之下 (表 1),则 分流 的影响 绝 对不 可 疏忽 . 分流常常 会 扩 大的 ,如果 : — 焊点 直径 — 板厚 — 电极压 力和 — 电极 附 加 表面缩小 ,以及 — 焊点 距离减 小 . 为了生成 具 有相等 直径 的 熔核 ,焊接 电流必 须 随 着分流 的大小 而或 多 或少地突然 升 高 , 这样流 经焊 缝现 有焊点的 部分电流就 无 助 于原 来 焊合处的 加 热 .因此 ,从一条焊 缝 的第 2焊点 起 ,在 过分 小的焊点 距离 和 恒 定的安 置 数据 情况 下 ,只 能 获得 较小的 熔核直径 (图 4) 如果动用可 编 程 序 的 ,也就 是 过程 调节 的 控 制装置 参 与 工作 ,就 可能 抵消 分流 的 这种 影响 . 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 8 页 图 4. 焊点 距离变 小 时分流 的 避免 方法 图 5是为了 说 明 分流流 经的 各种 可能性 图例 说 明 : a) 经 电极装置 达 到钢板 上 的 分流 b) 距离 近 时通过 定 位 销 的 分流 图中未表 示出来 的 ,可以 通过 下 列 各部分流来说 明 : c) 夹具 d) 变压 器 接 地 e) 装置 图 5. 分流 的可能性 3.2.5 设计实例和 尺寸 不 良 接触的设计是可以 避免 的 ,因 为在 必 要 时 ,这 里 可以采用特殊结构的 电极或电极 架 . (见 图 6) 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 9 页 图 6. 焊接 电极 在焊接表面 上 接触 良 好与不好 实例 3.2.5.1 搭 接度 b 搭 接度 b是工件焊接法兰接触面的宽度 ,两 个接触面的 平 面 必 须是 平 行 放置并 密 切 接触 (图 7至 17) b 是 边界线 的最 短距离 .一般为 : b ≥ 2v. 图 7.单 列 单面点焊 缝 图 8.双 列 单面点焊 缝 3.2.5.2 焊点 距离 焊点 距离 e是 邻近 的 两 个焊点中心 距 (图 7至 图 10).焊点 距离 e Neb 则表 示 ,在 该 距离上 , 焊接发展 过程 中 分流 下 降 e ≥≥≥≥ e Neb接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 10 页 图 9.双 列 单面 错 位 点焊 缝 图 10.双 列 双 面点焊 缝 3.2.5.3 焊点 距离 f 在多 列 点焊 缝情况 下 ,焊 缝距离 f就 是相 对 于焊点中心的相 邻 焊 缝 之 间 的最小 距离 (图 8至 图 10).一般为 : f ≥ e. 3.2.5.4 焊 缝 长 度 I 焊 缝 长 度 I是在一条焊 缝上 第 1个焊点 与 最后一个焊点中心之 间 的 距离 (图 7至 图 10) 3.2.5.5 边 缘 间距 v 边 缘 间距 v是焊点中心到接触面最 近 边界线 的 距离 (图 7至 图 17) 图 11. 边 缘 距离 1 图 12. 边 缘 距离 2 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 11 页 图 13. 边 缘 距离 3 图 14. 边 缘 距离 4 3.2.5.6 法兰宽度 a 法兰宽度 a (图 15和图 16)只 在 折弯 的钢板 上 才 会 出现 的 ,这 个 尺寸 是从法兰 端 到 折弯 钢板之 间 量 得 的 ,它 是 边 缘 距离 v,自由尺寸 FM和公 差 T G 之和 (见 3.2.6条 ),即 : a = v + FM + T G法兰宽度是一个 必 须从工艺 直 观 上 求 得 的数 值 ,由此 : a) 焊点 不得 邻近 钢板的 边 缘 b) 电极装置 (电极帽 和 电极 柄 )没 有 趋向折弯 钢板的 分流 ,以及 c) 折弯 钢板的 曲 率半 径不必进 行 太 多的 选择 ,法兰宽度 上 的 平直部分 能 保 证 电极 有 足够 的接触面 . 法兰的宽度是在结构、设计和 操 作 者 之 间进 行 调整 的 . 计算 辅助器 见 VW 011 05-1附录 1 图 15. 法兰宽度 1 图 16. 法兰宽度 2 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 12 页 在多 列 点焊 缝情况 下 ,法兰宽度 a相 当 于 扩 大的焊 缝距离 f. 法兰宽度可 划分 为 : 导向 法兰宽度 导向 法兰宽度 导向 法兰宽度 导向 法兰宽度 a F导向 法兰是 指根 据结构设计 ,它 具 有较大的 组装 功 能、 并对组装 的工件 起 到 限制 作用 的法兰 . 匹 配法兰的宽度 a A匹 配法兰是 指根 据结构设计 ,它 的 组装意 义较小 ,但它 要 很好地 配合 导向 法兰 ,不得 凸 出 于 导向 法兰之 外 的法兰 . 3.2.5.7 法兰 偏 移 法兰 偏 移 法兰 偏 移 法兰 偏 移 i 法兰 偏 移 i,是 指 导向 法兰 与 配合法兰最大 超 出距离 , 例如 密封 的验 收 (图 15) 3.2.5.8 法兰高度法兰高度法兰高度法兰高度 c和和和和 h,偏 移 偏 移 偏 移 偏 移 g 尺寸 c和 h(图 15和图 16)是考 虑 了点焊设 备 的 尺寸 ,电极空间 要求和 制 造 时 工件的 接触性 而 给 出 的 尺寸 (图 19和图 21),尺寸 g是 允 许 最大的 偏 移 (图 17). 这些 数 值 是在结构、设计和 执 行 者 之 间进 行协 商 后规定的 . 3.2.5.9 法兰和 搭 接 距离 法兰和 搭 接 距离 法兰和 搭 接 距离 法兰和 搭 接 距离 k 法兰和 搭 接 距离 k是 搭 接 长 度 b和 过 渡半 径 之 间 的最小 距离 (图 17). 图 17. 偏 移 g, 距离 k 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 13 页 3.2.5.10板厚 t 表 1. 与 钢板厚度 t min 和焊接技术条件相关的法兰 几何 尺寸 尺寸 单 位 :mm 法兰 尺寸 符号 说 明 : v min= 1.25 d L边 缘 距离 (图 13和图 14) b ≥ 2 v 搭 接度 (图 13和图 14) 和 b ≥ a - r i 法兰 偏 移 (图 15) g max 搭 接 偏 移 (图 17) k min 法兰和 搭 接的 距离 (图 17) d K 电极帽直径 d s 电极 柄 直径 FM = d s /2+2 电极 柄 自由尺寸 a = v + FM + T G 法兰宽度 (T G= 3.5时 计算 出来 的数 值 在表 1中 ) 3.2.5.11对 比板厚 对 比板厚 对 比板厚 对 比板厚 t v在用 不 同板厚 ( t 1 < t 2= 的钢板连接 时 ,对 比板厚 t v 可充 当 焊接参数计算的标准 值 t v= 0.8 * t 1 + 0.2 * t 2接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 14 页 3.2.6 公 差 公 差值 应在结构、设计和生产 者 之 间进 行协 商 取得 一 致 ,在括 号 中的是 近似 值 . 边 缘 公 差 边 缘 公 差 边 缘 公 差 边 缘 公 差 Ta 这 里 的 着重 点 ,是在 制 作单件 时 要写 上边 缘 公 差 ,并 且 必 须算 进 去 (例如 ± 0.5 mm = 1 mm公 差 ). 一般 粗精 确 度结构公 差 一般 粗精 确 度结构公 差 一般 粗精 确 度结构公 差 一般 粗精 确 度结构公 差 T R这 里 的 着重 点 ,是在 车 身 构 造 中 (包括工业机 器人 的 不 精密 度在 内 )要 注意 到一般 粗 精 确 度结构公 差 ,并 且 必 须 把它 们 算 进 去 (例如写 上 0.4 mm). 结构公 差 补充 值 结构公 差 补充 值 结构公 差 补充 值 结构公 差 补充 值 T K这 里 的 着重 点 ,是在 注意 法兰 偏 移 问题 ,予 以 细 心 调整 ,并把 公 差值 写 进 去 (例如写 进 2.0 mm). 设 备 公 差 设 备 公 差 设 备 公 差 设 备 公 差 T V这 里 的 着重 点 ,是要 注意 设 备 的准 确 精 度 ,并 且 必 须 把它 写 进 去 (例如写 进 0.4 mm). 总 公 差 总 公 差 总 公 差 总 公 差 T G总 公 差就 是 按 考 虑 到的、 把 以前 记 录下 来 的单个公 差 汇集 在一 起 的公 差 . T G = Ta + T R + T K + T V这些 数据在设计法兰的宽度 时都 是用 得上 的 . 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 15 页 3.3 生产 (焊接可能性 ) 在设计 时 ,必 须 注意 到目前的焊接可能性 (焊接可靠性的生产条件 ).业 已 准 备就 绪 的 焊接生产 ,必 须要 由 具 有相应技术 现状进 行 衡 量 ,看看 是 否 可以 达 到合 乎 业 务 要求的 生产 水 平 . 在设计构件 时 ,首 先 要从生产技术 上 考 虑 以下 几 个方面 : 如果要求设计 出 具 备 较大的 伸 距 和较大的 悬臂 距离 的工 具 ,那 就必 须及 时 弄清 , 现 有的焊接设 备对此 是 否 合适 (图 18). 图 18. 必 须 免 用的焊接 电极 架 实例 双 面和多面连接 见 VW 011 05-4标准 工件的点焊法兰 虽然平 坦 ,而 焊点的 距离却很 小 ,则最 好 采用 凸 焊方 式 . 电极外直径或电极 架 与薄 板 内边 之 间 的 距离 至 少 应为 (2 + 0.5) mm (图 19).其 他 规定 与 主 管部 门商 定 . 设计 时 ,应 尽 可能 使支柱 式电极 架 短而 挺 直 ,以 便电极 架 和 电极都 可以 使 用 (图 18). 图 19. 键控 和 滞 后的 电极 造 成 劣 质焊接 示 图 在点焊 缝 焊接 情况 下 ,焊接 顺序 的 选择 要 使 钢板之 间不 可能 出现空 腔 (图 20) 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 16 页 图 20. 避免 出现空 腔 的焊接 顺序 电极 轴 线 应 与薄 板 平 面 垂 直 (90°± 1° ).在 串 行 操 作中 ,不对 称的 电极帽 是 不 允 许 的 (图 21左 ),这 一切 都不 宜 用接触点焊 来 做 修 整 工作 . 图 21. 电极 接触 得好与不好 实例 示 图 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 17 页 4 基本原理 构件的结构设计 (2.4条 )难免 出现不 同的应力 .例如 : — 剪拉力 (图 22) — U形拉力 (图 23) — 拔拉力 (图 24) — 扭转力 (图 25) 应 尽 可能 地 使 点焊连接 只承 受剪拉力 ,因 为在 该 应力作用下 ,每 个焊点 都 能 传递 最大量 的动力 .单 纯 的 U形拉力 ,拔拉力以及扭转力应 尽 量 避免 . 4.1 最小剪拉力 F min在单面连接 情况 下 ,最小剪拉力 F min 产生 弯 曲 力 矩 M b= F* r s,它 随 着 应力的 增 大 ( 直 至 F max )而 增 大 ,并 且导 致部分 U形拉力的产生 .这 里 的 r s 算 式 如下 : 图 22. 剪拉力 有了接 近 实 际 技术要求的 测 验 ,并 且 试验结果的数 值离 散 很 小 ,所以可 把 表 1中最小 剪拉力 F min 作为点焊连接的计算基础 ;该 F min 是从 PV 6702标准的剪拉力试验中 求的 ,它与 DVS 2902第 3部分 中计算 出来 的剪拉力 F min 一 致 . F min= F max . *R m min ./ R m(单 位 kN) R m min . = 按 DIN 50 124测 定的母材最小抗剪拉 强 度 [MPa] R m= 不 受母材影响的实 际 抗拉 强 度 [MPa] F max= 按 DIN 50 124在剪拉试验中 测 定的最大剪拉力 [MPa] 接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 18 页 4.2 U形拉力 Fk 图 23. U形拉力 按 DVS 2902标准第 3部分 (用于 DIN 1623-1规定的材料 )的规定 ,在 该 应力下 ,允 许 负荷 总 共 只 能为剪拉力 F min 的 60%. F K ≤ 0.6 F min4.3 拔拉力 F Schael图 24. 拔拉力 在 该 应力 情况 下 ,允 许 负荷 总 共 只 能为剪拉力 F min 的 20%.见 表 2和 DVS 2902-3 F Schael ≤ 0.2· F min接触点焊接触点焊接触点焊接触点焊 设计设计设计设计 , , , ,计算计算计算计算 , , , ,安全作业安全作业安全作业安全作业 有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板有涂层和无涂层的钢板 VW 011 05-1 共 27 页 第 19 页 4.4. 扭转力 (扭力 ) Mt 图 25. 扭转力 牢固 的连接 至 少 要 通过 2个焊点 才 能 达 到 ,因 为在扭转 时 只 1个焊点构成可转 移 力 矩 Mt太 小 .只 靠一个焊点 来 支承 的设计应 该避免 . 4.5 静负荷 与 动负荷 静负荷 或 动负荷的计算基本 上 是 分 开处理的 .以公 式 方法表 达 的关 系式 可用于静 负荷计算 . 以下 各 条 说 明 ,适用于动负荷下结构件 强 度的验 证 : — 由 于 对 点焊连接设计的影响和计算的 不 可靠性还 没 有 足够 的知识 ,而 应力 又 总 是 总 是 总 是 总 是 处于 摆 动 状态 ,故 连接处的 承载 能力 就 只 有 通过 试验 来 验 证 了 . — 在 给 定材料的 情况 下 ,焊接处的 牢 度 取决 于负荷的 摆幅 ,取决 于 R值 和应力的 种类 (图 26),在应力的 种类 中 ,剪拉力和拔 脱 力是经 常出现 的 ,U形拉力和扭力则 不 经 常 出现 .在 通常情况 下 ,应力的 出现 在 种类 和形 式上都不 会是单一的 . 图 26. 负荷 摆幅 — 优先选择 单 列 单面连接 — 动 态 的 U形拉负荷 ,拔 脱 负荷和扭转负荷 ,那怕 是 微 小的应力 也 要 避免 — 其 他 数据 资 料 (包括基本设计 部分 在 内 )请 参 见 DVS 2902-3中的 引 用 资 料
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