如何合理设计结构形式？

1.焊接件结构尽量简单

焊接件的结构设计不应模仿铸件，致使简单问题复杂化。

如图8⁃5a所示焊接件，按照铸件结构形式设计，其采用圆周焊接，结构复杂，焊接加工不方便。将其改为图8⁃5b所示结构，在保证使用功能前提下，采用矩形结构设计，采用角焊缝焊接，结构简单，施焊方便。

2.焊接结构对强度的影响

如图8⁃6a所示卷筒，其焊接件的结构设计中没有考虑到钢绳水平分力的作用，导致焊接强度不够，应在端板外侧加放射状肋板。可以将其改为图8⁃6b所示结构，改进后的结构具有以下两个特点：①考虑到了钢绳的水平分力作用；②在两轮毂之间增加圆钢管，既增加了刚性，又有利于轮毂的定位与加工。

图8⁃5 焊接件的结构

图8⁃6 卷筒的结构

3.防止变形的焊接结构设计

如图8⁃7a所示焊接箱体，该结构存在如下两个问题：①该焊接结构的焊接处承受拉伸应力，应力较大时容易使焊缝断裂；②焊接封闭箱体时散热困难。若改为图8⁃7b所示结构，则具有：①将焊接结构改为横向，拉伸应力较小，结构工作可靠；②设计散热孔，防止焊接过热影响箱体变形。

图8⁃7 焊接箱体的结构

4.坡口、加强筋处结构设计

图8⁃8a所示，“1”处坡口无法定位，而且筋板需特意加工坡口，操作复杂，使简单问题复杂化；“2”处加强筋端部锐角影响施焊，并且对筋板的作用也产生一定的削减；“3”处仅采用几处定位焊焊接，拨叉轴套焊接不稳定，从而影响工作件的连接。可以将其改为图8⁃8b所示结构，这样一来，“1”处可以直接进行角焊接，操作方便，而且不用加工坡口；“2”处将加强筋端部锐角切去，可以提高加强筋焊接效率及强度；“3”处采用全周焊接，焊接稳定性好，轻度好。

5.链轮外锥套的焊接结构设计

如图8⁃9a所示链轮，其中“1”处无焊接定位结构，从而无法准确焊接；“2”处I形坡口适合于薄板之间的焊接形式，在此不适合。若改为图8⁃9b所示结构，则“1”处有良好的焊接定位结构，便于施焊；“2”处选择角焊缝，焊接结构牢固、强度好，有利于结构件的稳定性能。

图8⁃8 坡口、加强筋的结构

图8⁃9 链轮的结构(www.xing528.com)

图8⁃9 链轮的结构（续）

6.密闭容器焊接结构设计

在设计密闭容器的焊接结构时，应考虑螺孔的位置，使液体不易流出。

如图8⁃10a所示密闭容器，若采用这种结构，液体易从螺孔流出。可将其改为图8⁃10b所示结构，通过改变结构，将螺孔所在的零件直接焊接，容器密闭性好，不存在溶液从螺孔流出的现象。

图8⁃10 密闭容器的焊接结构

7.重要拉杆接头的焊接结构设计

图8⁃11a、b所示为游艺机的拉杆部件及局部剖视图。实际工作环境下，由于游艺机旋转时产生很大的离心力，而且载荷常常不平衡，使焊缝受变载荷作用，若此处焊缝强度不够，易造成焊缝疲劳开裂。将其相应改为图8⁃11c、d所示结构，即改成圆钢与接头螺纹连接后再焊接，如此减轻了焊缝承受的载荷；或接头尾部加工一圆柱插入钢管内，与钢管塞焊。

图8⁃11 拉杆部件的结构

8.避免焊接裂纹的产生

图8⁃12a所示为汽轮机转子，锻制的圆环套在轴上，采用角焊缝。因为材料是合金钢，而且很厚，焊接时预热有困难，易产生裂纹。改为图8⁃12b所示结构，开缓和槽后，局部预热易于进行，焊接时可避免产生裂纹。

9.折弯板焊接件应注意折弯处留有圆滑过渡和缓冲结构

如图8⁃13a所示，“1”处采用直角折弯，没有圆滑过渡，板的刚性差；“2”处上板在侧拉应力的作用下，在端头焊接处容易产生裂纹，使抗拉强度降低。将其改为图8⁃13b所示结构，“1”处的拐角采用较大半径的圆滑过渡，应力集中小，强度高；“2”处的结构对侧面拉应力有缓冲作用，可以提高板材的抗拉强度。

图8⁃12 汽轮机转子的结构

图8⁃13 折弯板的结构