4 销连接
4.1 销的类型、特点和应用
（表2.2-33）
表2.2-33 销的类型、特点和应用
（续）
4.2 销的选择和销连接的强度校核
销的类型由工作要求选定。
连接用销的直径一般是根据连接的结构特点按经验确定，必要时作强度校核。
定位销通常不受载荷或只受很小的载荷，其直径可按结构确定，数目不得少于两个，销间的距离尽可能大一些，这样可获得较高的定位精度，且分布在与被连接件整体结构的对称位置上。销在每一被连接件内的长度，约为销直径的1～2倍。中、小尺寸的机械常用直径为10～16mm的销钉。
安全销直径应按销的抗剪强度τb进行计算，一般可取τb=（0.6～0.7）Rm（Rm——销材料的抗拉强度）。
销的材料：通常采用35及45钢。对受力较大、要求抗腐蚀等场合可采用：30CrMnSiA、H62、HPb59-1、QSi3-1、1Cr13、Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti等。材料的热处理及表面处理见GB/T 121。
安全销的材料可用35、45及50钢或T8A、T10A，热处理后硬度为30～36HRC，销套材料可用45钢、35SiMn、40Cr等、热处理后硬度为40～50HRC。
销的强度校核见表2.2-34。
表2.2-34 销联接的强度校核
注：[τ]为许用切应力，对于45钢，取[τ]=80MPa；[RP]为许用挤压力，按键连接表2.2-3选取。
4.3 销的标准件
（表2.2-35～表2.2-46）
表2.2-35 圆柱销不淬硬钢和奥氏体不锈钢（摘自GB/T 119.1—2000）圆柱销淬硬钢和马氏体不锈钢（摘自GB/T 119.2—2000） （mm）
①d的其他公差由供需双方协议。
②公称长度l大于200mm按20mm递增。
表2.2-36 内螺纹圆柱销不淬硬钢和奥氏体不锈钢（GB/T 120.1—2000）内螺纹圆柱销淬硬钢和马氏体不锈钢（GB/T 120.2—2000）
注：d的其他公差由供需双方协议。
表2.2-37 弹性圆柱销直槽重型（GB/T 879.1—2000）、弹性圆柱销直槽轻型（GB/T 879.2—2000） （mm）
注：1.d1值为参考。
2.G*min为最小双面剪切载荷值。它仅适用钢和马氏体不锈钢；对奥氏体不锈钢弹性柱销，不规定双面剪切载荷值。
3.公称长度大于200mm，按20mm递增。
4.表中以外的其他材料由供需双方协议。
5.销孔的公称尺寸应等于弹性销的公称直径（d公称），公差带为H12。
6.销子装入允许的最小销孔时，槽口也不得完全闭合，同时槽口位置不应装在销子受压的一面。
7.槽的形状和宽度由制造者任选。
表2.2-38 圆锥销（摘自GB/T 117—2000） （mm）
注：1.A型（磨削）：锥面表面粗糙度Ra=0.8μm。B型（切削或冷镦）：锥面表面粗糙度Ra=3.2μm。
2.材料：易切钢：Y12、Y15，碳素钢：35（硬度38～46HRC）及45（硬度38～46HRC）、合金钢：30CrMnSiA（硬度35～41HRC），合金钢：1Cr13、2Cr13、Cr17Ni2、OCr18Ni9Ti。
3.d的其他公差，如a11、c11和f8，由供需双方协议。
4.公称长度大于200mm，按20mm递增。
5.表面处理：对于钢：不经处理、氧化、磷化等；对于不锈钢：简单处理。
表2.2-39 内螺纹圆锥销（摘自GB/T 118—2000） （mm）
注：1.d的其他公差，如a11、c11和f8，由供需双方协议。
2.材料及表面处理见表2.2-38。
表2.2-40 螺尾锥销（摘自GB/T 881—2000） （mm）
注：1.d的其他公差由供需双方协议。
2.公称长度大于400mm，按40mm递增。
3.材料及表面处理见表2.2-38中的“注”。
表2.2-41 开尾锥销（摘自GB/T 877—2000） （mm）
表2.2-42 无头销轴（摘自GB/T 880—2008） （mm）
注：1.长度l系列：6～32（2进位）、35～100（5进位），120～200及200以上（20进位）。
2.d的其他公差，如a11、c11、f8应由供需双方协议；孔径d1等于口开销的公称规格（见GB/T 91）。
表2.2-43 销轴（摘自GB/T 882—2008） （mm）
注：1.长度l系列：6～32（2进位），35～100（5进位）、120～200及200以上（20进位）。
2.孔径d1等于开口销的公称规格（见GB/T 91）；d的其他公差，如a11、c11、f8应由供需双方协议。
表2.2-44 槽销中部槽长为1/3全长（GB/T 13829.3—2004）槽销中部槽长为1/2全长（GB/T 13829.4—2004） （mm）
注：1.最小抗剪切力仅适用于由碳钢制成的槽销。
2.扩展直径d2仅适用于由碳钢制成的槽销。对于其他材料，由供需双方协议。
3.扩展直径d2应使用光滑通、止环规进行检验。
表2.2-45 槽销半长倒锥槽（GB/T 13829.7—2004） （mm）
注：1.最小抗剪切力仅适用于由碳钢制成的槽销。
2.扩展直径d2仅适用于由碳钢制成的槽销。对于其他材料，由供需双方协议。
3.扩展直径d2应使用光滑通、止环规进行检验。
4.材料及表面处理见表2.2-44。
5.长度l系列：8～32（按2递增）、35～100（按5递增）、120～200（按20递增）。
表2.2-46 开口销（摘自GB/T 91—2000） （mm）
注：1.开尾销材料：碳素钢：Q195、Q215、Q235；铜合金；不锈钢：1Cr17Ni7、OCr18Ni9Ti。其他材料由供需双方协议。
2.公称规格等于开尾销的直径d。销孔直径推荐公差为：当公称规格d≤1.2mm时：H13；d＞1.2时：H14。
3.根据供需双方协议，允许采用公称规格d为3.6mm或12mm的规格。
第3章 焊接、铆接与黏接
1 焊接
与铆接相比、焊接具有强度高、容易保证紧密性、工艺简单、操作方便、工人劳动强度低等优点。
1.1 焊接方法分类、代号及应用
（见表2.3-1～表2.3-2）
表2.3-1 焊接方法分类、代号及应用
（续）
（续）
①硬钎焊可分为：红外线硬钎焊、火焰硬钎焊、炉中硬钎焊、浸渍硬钎焊、盐浴硬钎焊、感应硬钎焊、电阻硬钎焊、扩散硬钎焊和真空硬钎焊等。
②软钎焊的分类与硬钎焊相同，但还多出以下四种：即超声波软钎焊、波峰软钎焊、烙铁软钎焊及拖焊。
表2.3-2 常用金属材料所适用的焊接方法
（续）
注：△—被推荐的焊接方法。
1.2 焊条及金属材料的焊接性
1.2.1 焊条
1）焊条选用原则见表2.3-3。
2）碳钢焊接常用焊条表2.3-4及表2.3-5分别为低、中碳钢焊接用焊条。高碳钢用焊条，当要求强度高时，一般用E7015或E6015，要求强度不高时，则可选用E5016或E5015。高碳钢在焊接前应先行退火。
表2.3-3 焊条选用原则
表2.3-4 低碳钢焊接用焊条示例
注：国标焊条型号意义：
碳钢焊条用一宇母E及宇母后面的4位数来表示。
E4301，其中E代表焊条，型号中前两位数43表示熔敷金属的最低抗拉强度Rm420MPa；第三位数0（或1）表示焊条适用的焊接位置为平焊、立焊、仰焊、横焊：第四位数宇表示焊条药皮类型及焊接电源；第三、四位组合时，01表示钛铁矿型、03表示钛钙型。
表2.3-5 中碳钢焊接用焊条示例
注：
焊条牌号是焊条产品的具体命名。焊条牌号是用一个汉语拼音宇母（或汉宇）及其后面的三位数宇所组成，如J442中J表示结构钢焊条；前两位数宇42表示焊缝金属抗拉强为420MPa，2表示该牌号焊条的药皮为钛钙型、焊接电源为交流或直流。
1.2.2 金属材料的焊接性
在选择被焊件材料的时候，须考虑其焊接性。焊接性是指在一定的焊接方法、工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。常用标准钢材的焊接性、铸铁的焊接性、非铁材料的焊接性以及异种金属间的焊接性分别见表2.3-6～表2.3-9及图2.3-1。
图2.3-1 异种金属的熔焊焊接性
表2.3-6 常用钢材的焊接性
（续）
表2.3-7 铸铁的焊接性
表2.3-8 铝及铝合金各种焊接方法的焊接性
注：A—好；B—较好；C—尚可；D—差。
表2.3-9 常用铜及铜合金的电阻焊焊接性
1.3 焊接接头的基木形式、坡口及其选择
焊接接头是焊接结构的重要组成部分，其性能好坏直接影响焊接结构的可靠性。
根据被焊件在空间的相对位置，熔焊接头有对接接头、T形（十宇形）接头、搭接接头、角接接头和端面接头等类型。对接接头是把同一平面上的两被焊接件焊接在一起而形成的接头，接头受力状况较好，是优先选用的接头形式，它有开坡口和不开坡口的两种；T形（十宇形）接头是相互垂直或近似垂直的被焊件焊接在一起的接头，能承受各方向的外力和力矩，这种接头也有开坡口的和不开坡口的；两焊件端部间夹角在30°～135°范围内的接头称为角接接头；搭接件部分地重叠在一起构成的接头称为搭接接头、搭接接头的应力分布不均匀、疲劳强度较低；端接接头是两被焊工件重叠放置（或两焊件间的夹角不大于30°），在端部进行焊接的接头。
各焊接接头常用坡口及其选用见表2.3-10。坡口的选择一般应考虑以下几方面的因素：被焊件的厚度、焊接方法、被焊材料以及填充料为最少、可达性好、有利于控制焊接变形、易加工制造等。
1.4 焊接接头的静载强度计算
1.4.1 电弧焊接头的静载强度计算
（1）计算假定焊接接头的工作应力较为复杂，为简化计算，在保证焊接结构安全性的前提下，作以下一些假定：不考虑焊接残余应力及应力集中对接头强度的影响；工作应力均匀分布，以平均应力计算；焊脚尺寸的大小对角焊缝的强度没有影响；不考虑正面角焊缝与侧面角焊缝的强度差别；角焊缝是在切应力作用下破坏的，故按切应力计算其强度；角焊缝的破坏截面（计算截面）在角焊缝截面最小高度a（计算厚度）上。
（2）工作焊缝和联系焊缝按焊缝所起的作用来分，焊缝可分为工作焊缝（又称承载焊缝）和联系焊缝（又称非承载焊缝）。工作焊缝承担着全部载荷的作用，且与被连接的焊件是串联的（见图2.3-2中图a及图b）。联系焊缝只起连接作用，传递很小的载荷，它与被连接的焊件是并联的（见图2.3-2中图c）。因此在计算焊缝的强度时，只要计算工作焊缝的强度，联系焊缝不用计算。
图2.3-2 工作焊缝和联系焊缝
表2.3-10 熔焊接头、常见坡口及选择
（续）
（续）
（3）焊缝设计与计算中的相关数据
1）对接焊缝（焊透的焊缝）
①对接焊缝强度计算中的计算截面等于焊缝的计算厚度与计算长度的乘积。
②对接焊缝的计算厚度等于被连接件的板厚，当被连接的两板厚度不等时，则取较薄的板厚；T宇和十宇形接头的计算厚度取立板的板厚，如图2.3-3所示。
图2.3-3 对接焊缝的计算厚度a
图2.3-4 常用角焊缝截面形状的计算厚度
K—焊脚尺寸 a—计算厚度 P—熔入母材深度
③对接焊缝的计算长度，当无法用引弧板施焊时计算长度为其实际长度减去10mm（或减去2倍的较薄板厚）。
2）角焊缝
①角焊缝的计算厚度应取其内切三角形的最小高度，等腰直边角焊缝的计算厚度a=Kcos45°，即a=0.7K，K为较小焊脚尺寸。常用角焊缝的截面形状及计算厚度a，如图2.3-4所示。当具有较大均匀熔深P时（如采用埋弧焊和CO2气体保护焊），则计算厚度a=0.7（K+P）；K≤8mm时，a可取为K；当K＞8mm时，熔深P一般取3mm。
②开坡口部分熔透的角焊缝，其计算厚度见图2.3-5。
③焊脚尺寸。为避免焊接区的基本金属过熔，角焊缝的焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。
角焊缝的焊脚尺寸不得小于
，δ′为较厚焊件的厚度（mm）。当焊件厚度小于或等于4mm时，焊脚尺寸可取与焊件厚度相同。
④角焊缝的计算长度，取其实际长度减去10mm（或减去较小焊脚尺寸长度的2倍）。如果焊缝为自身身闭合或特别注意在焊缝长度的端部避免出现凹弧时，则不必减去此尺寸。
⑤搭接接头的侧面角焊缝的最大计算长度不宜大于40K（动载时）或60K（静载时），K为侧面角焊缝的焊脚尺寸；计算长度也不能太短，一般应大于8K，且不能小于40mm。
图2.3-5 部分熔透角焊缝的 计算厚度a的确定
a）P＞K（θP＞θK），a=P/sinθPb）P＜K（θP＜θK），a=（P+K）sinθK
（4）电弧焊接头的静载强度计算（表2.3-11）
表2.3-11 电弧焊焊接接头静载强度计算
（续）
（续）
（5）焊缝的许用应力（表2.3-12）
表2.3-12 机器焊接结构焊缝的许用应力
注：1.表中[σ]为基本金属的拉伸许用应力。
2.本表适用于低碳钢及500MPa级以下的低合金结构钢。
1.4.2 电阻焊接头的静载强度计算
（表2.3-13）
表2.3-13 电阻焊接头静载强度计算公式
注：1.点焊的焊点布置参数的估算式：
焊点的直径
（δ为较小板厚）；节距t≥2d；边距e1≥2d；边距e2≥1.5d
焊点布置参数亦可从有关手册中查得。
2.计算假定：表中的计算是在以下条件下进行的：①同一搭接接头上的焊点受力是均匀的；②每个焊点都在切应力作用下破坏；③焊点上的应力集中对静载强度没有影响。
3.电阻点焊和缝焊的许用切应力[τ0′]=（0.3～0.5）[σl]，[σl]为低碳钢、低合金钢及铝合金的许用拉应力。
1.5 焊缝在图样上的表达及标注
（GB/T 324—2008及GB/T 12212—2012）
为简便清晰表达图样中的焊缝或接头的信息，不使图样增加更多的注解，并能准确无误地表达所要求的焊缝，我国制定了一系列有关标准，下面作一一介绍。
（1）焊缝基本符号、基本符号组合和补充符号（表2.3-14及表2.3-15）
（2）焊缝尺寸符号及标注示例（表2.3-16及表2.3-17）
表2.3-14 焊缝基木符号、基木符号组合和补充符号
（续）
表2.3-15 补充符号应用示例
表2.3-16 焊缝尺寸符号
（续）
表2.3-17 焊缝尺寸标注的示例
（续）
（3）焊缝在图样上的标注
焊缝的标注方法，一般是将焊缝的各种符号、代号以及相关数据等均注写在基准线上，再用指引线的箭头指明焊缝位置，以实现标注。从图2.3-6中可得知：指引线用细实线绘制；基准线由两条相互平行的细实线和细虚线组成。基准线一般与图样标题栏的长边相平行（必要时，也可与图样标题栏的长边相垂直）。
焊缝符号及有关数据等在基准线上的标注规则见表2.3-18。
图2.3-6 基准线、指引线画法
表2.3-18 焊缝符号及数据在基准线上的标注规则
（续）
①箭头直接指向的接头侧为“接头的箭头侧”，与之相对的则为“接头的非箭头侧”，如图
接头的“箭头侧”及“非箭头侧”示例
（4）基本符号及补充符号的标注示例（表2.3-19）
（5）焊缝符号的简化标注方法及其示例（表2.3-20及表2.3-21）
表2.3-19 焊缝符号的标注示例
表2.3-20 焊缝符号的简化标注方法
表2.3-21 焊缝的图示法及简化注法示例
（续）
（续）
（续）
注：1.图中L、L1、L2、l、e、e1、e2、s、d、c、n等是尺寸代号，在图样中应标出具体数值。
2.在焊缝符号标注中省略焊缝段数和非箭头侧的基准线（虚线）时，必须认真分析，不得产生误解。
1.6 焊件设计中一般应注意的问题
（表2.3-22）
表2.3-22 焊件设计中一般应注意的问题
（续）
（续）
（续）
1.7 焊接结构的一般尺寸公差和几何公差
（1）线性尺寸公差（表2.3-23）
（2）角度尺寸公差（表2.3-24）应采用角度的短边作为基准边，其长度可以延长至某特定的基准点。基准点应标注在图样上。
（3）直线度、平面度和平行度（表2.3-25）表2.3-25中规定的直线度、平面度及平行度公差既适用于焊件、焊接组装或焊接构件的所有尺寸，也适用于图样上标注的尺寸。
表2.3-23 线性尺寸公差（摘自GB/T 19804—2005） （mm）
表2.3-24 角度尺寸公差（摘自GB/T 19804—2005）
注：t为△α的正切值，它可由短边的长度计算得出，以mm/m计，即每米短边长度内所允许的偏差值。
表2.3-25 直线度、平面度和平行度公差（摘自GB/T 19804—2005） （mm）
