ICS25.020 CCSJ31 中华人民共和国国家标准 GB/T43483—2023 重型机械 焊接件设计规范 Heavymechanical—Designspecificationforweldments 2023-12-28发布 2023-12-28实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 焊接件设计的基本要求 1 ………………………………………………………………………………… 5 焊接件用钢材的选择 1 …………………………………………………………………………………… 5.1 一般要求 1 …………………………………………………………………………………………… 5.2 金属的焊接性 2 ……………………………………………………………………………………… 6 焊接接头的型式 2 ………………………………………………………………………………………… 6.1 一般要求 2 …………………………………………………………………………………………… 6.2 选用原则 3 …………………………………………………………………………………………… 7 焊接件焊缝强度计算 3 …………………………………………………………………………………… 7.1 不同焊缝的强度计算 3 ……………………………………………………………………………… 7.2 焊缝的许用应力 5 …………………………………………………………………………………… 7.3 不同载荷条件下焊接件设计要素 7 ………………………………………………………………… 8 焊接件设计的经济性和合理性 7 ………………………………………………………………………… 8.1 焊接件设计的基本原则 7 …………………………………………………………………………… 8.2 T形接头焊缝及角焊缝设计原则 8 ………………………………………………………………… 8.3 选择合理的坡口形式 10 ……………………………………………………………………………… 8.4 选择钢材和焊材的合理性与经济性 10 ……………………………………………………………… 8.5 焊缝位置的合理性与经济性 11 ……………………………………………………………………… 8.6 减少结构件焊接后的辅助工序 11 …………………………………………………………………… 8.7 减少焊缝内应力和收缩变形时的焊缝布置 12 ……………………………………………………… 8.8 减少由于内应力在厚度方向而形成的层状撕裂 14 ………………………………………………… 9 焊接件图样要求 17 ………………………………………………………………………………………… 9.1 技术要求 17 …………………………………………………………………………………………… 9.2 图样标注要求 17 ……………………………………………………………………………………… 10 设计举例 17 ……………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 焊接件图样规范 18 ……………………………………………………………………… 附录B(资料性) 设计举例 19 ……………………………………………………………………………… ⅠGB/T43483—2023 前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国冶金设备标准化技术委员会(SAC/TC409)提出并归口。 本文件起草单位:中国重型机械研究院股份公司、一重集团大连工程技术有限公司、太原重工股份 有限公司、二重(德阳)重型装备有限公司、中煤北京煤矿机械有限责任公司、西安海威信诚检验检测咨 询有限公司。 本文件主要起草人:吴量、王頔、任玉成、丘铭军、樊志勤、夏娟、刘勇、王霞、权晓惠、荆东青、邓廷宇、 高璐、郑永红、张立刚、林凯、阮东辉、贾丽颖、刘军毅、阎颖、沈扬。 ⅢGB/T43483—2023 重型机械 焊接件设计规范 1 范围 本文件规定了焊接件材料、焊接接头选用规定、焊缝强度计算及焊接件设计的合理性和经济性等一 般规范。 本文件适用于重型机械及零部件中的钢制焊接件的焊接制造。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T324 焊缝符号表示法 GB/T985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口 GB/T985.2 埋弧焊的推荐坡口 GB/T5313 厚度方向性能钢板 GB/T37400.3 重型机械通用技术条件 第3部分:焊接件 JB/T6967 电渣焊通用技术条件 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4 焊接件设计的基本要求 焊接件设计时以可靠性为前提,以实用性为核心,以工艺性和经济性为制约条件,宜注意设计结构 的造型美观,并应符合下列要求: ———实用性:焊接件达到所要求的使用功能和预期效果; ———可靠性:焊接件在使用期内安全可靠,能满足强度、刚度、稳定、抗震、耐蚀等方面的要求; ———工艺性:焊接件所选材料既具有良好的焊接性能,又具有良好的焊前预加工性能和焊后热处理 性能,焊接件设计的结构具有焊接和检验检测的可达性,并易于实现机械化和自动化焊接; ———经济性:制造焊接件消耗的原材料、能源和工时最少,其综合成本低。 5 焊接件用钢材的选择 5.1 一般要求 焊接结构材料使用最多的是钢,常用的钢材有碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢、控轧 钢、不锈钢、耐热钢和低温钢等。设计时应按照使用条件(工作载荷、工作温度、工作介质、使用寿命)、环 境条件(环境温度、环境介质)、体积、刚性与重量要求、工艺性能(金属的焊接性,切割性能,冷、热加工工 1GB/T43483—2023 艺性能,热处理性能,可锻性,组织均匀稳定性、大截面淬透性)、合理性、经济性等方面,进行全面分析对 比及精确计算。 5.2 金属的焊接性 5.2.1 金属的焊接性是指被焊金属材料在采用一定的焊接工艺方法、焊接材料、工艺参数及结构型式 条件下,获得优质焊接接头的难易程度。同一金属材料,采用不同焊接方法或焊接材料,其焊接性有很 大差别。 5.2.2 焊接性分为工艺焊接性和使用焊接性两方面: a) 工艺焊接性主要指金属或材料在一定的焊接工艺条件下,能否获得优质致密、无缺陷和具有一 定使用性能的焊接接头的能力,涉及焊接制造工艺过程中的焊接缺陷,即金属对形成裂纹、气 孔、夹渣、断裂等缺陷的敏感性。 b) 使用焊接性主要指焊接接头在使用中的可靠性,包括焊接接头的机械性能(强度、塑性、韧性、 硬度以及抗裂纹扩展的能力等)和其他特殊性能(如耐热、耐蚀、耐低温、抗疲劳、抗时效等)。 5.2.3 可通过碳当量法或焊接工艺评定试验对金属材料焊接性进行评价,具体分类如下。 a) 中高强度的非调质低合金高强钢(500MPa≤Rm≤900MPa),wC≥0.18%,其碳当量CE(%) 的计算公式见式(1)。 CE(%)=wC+wMn 6+wCr+wMo+wV 5+wNi+wCu 15……………………(1) b) 普通碳钢和低合金钢,wC<0.6%、wMn<1.6%、wNi<3.3%、wCr<1.0%、wMo<0.6%、0.5%≤ wCu≤1.0%、0.05%≤wP≤0.15%的合金钢,其碳当量CE(%)的计算公式见式(2)。 CE(%)=wC+wMn 6+wSi 24+wMi 15+wCr 5+wMo 4+wCu 13+wP 2………………(2) c) 低碳调质低合金高强钢(500MPa≤Rm≤1000MPa),wC≤0.2%、wSi≤0.55%、wMn≤1.5%、 wCu≤0.5%、wNi≤2.5%、wCr≤1.25%、wMo≤0.7%、wV≤0.1%、wB≤0.006%,其碳当量CE (%)的计算公式见式(3)。 CE(%)=wC+wMn 6+wSi 24+wNi 40+wCr 5+wMo 4+wV 14……………………(3) 公式(1)、公式(2)、公式(3)中,wC表示C的质量分数,其他类同。 5.2.4 根据经验: ———当CE<0.4%时,钢材的淬硬倾向不明显,可焊性优良,当被焊工件厚度小于40mm、环境温度 大于5℃时焊接时可不用预热; ———当0.4%≤CE≤0.6%时,钢材的淬硬倾向逐渐明显,焊接性变差,应采取适当预热,控制线能 量等工艺措施; ———当CE>0.6%时,钢材的淬硬倾向强,属于较难焊的钢材,应采取较高的预热温度和严格的工 艺措施。 6 焊接接头的型式 6.1 一般要求 在设计焊接接头及焊缝型式时,宜充分考虑焊接材料消耗量、可达性、坡口加工、焊接变形等因素。 根据焊接接头的作用可将其分为三类(见图1): ———联系焊接接头的焊缝称为联系