鋼結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)工藝

1、鋼結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)工藝1 鋼結(jié)構(gòu)加工工藝的基本知識鋼結(jié)構(gòu)焊接制造（即焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)）是從焊接生產(chǎn)的準備工作開始的，它包括結(jié)構(gòu)的工藝性審查、工藝方案和工藝規(guī)程設(shè)計、工藝評定、編制工藝文件（含定額編制）和質(zhì)量保證文件、定購原材料和輔助材料、外購和自行設(shè)計制造裝配焊接設(shè)備和裝備；然后從材料入庫真正開始了焊接結(jié)構(gòu)制造工藝過程，包括材料復驗入庫、備料加工、裝配焊接、焊后熱處理、質(zhì)量檢驗、成品驗收；其中還穿插返修、涂飾和噴漆；最后合格產(chǎn)品入庫的全過程。典型的焊接制造工藝順序，如圖1所示。鋼結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)的準備工作是鋼結(jié)構(gòu)制造工藝過程的開始。它包括了解生產(chǎn)任務(wù)，審查（重點是工藝性審查）與熟悉結(jié)構(gòu)圖樣，了解產(chǎn)品技術(shù)要

2、求，在進行工藝分析的基礎(chǔ)上，制定全部產(chǎn)品的工藝流程，進行工藝評定，編制工藝規(guī)程及全部工藝文件、質(zhì)量保證文件，訂購金屬材料和輔助材料，編制用工計劃（以便著手進行人員調(diào)整與培訓）、能源需用計劃（包括電力、水、壓縮空氣等），根據(jù)需要定購或自行設(shè)計制造裝配焊接設(shè)備和裝備，根據(jù)工藝流程的要求，對生產(chǎn)面積進行調(diào)整和建設(shè)等。生產(chǎn)的準備工作很重要，做得越細致，越完善，未來組織生產(chǎn)越順利，生產(chǎn)效率越高，質(zhì)量越好。材料庫的主要任務(wù)是材料的保管和發(fā)放，它對材料進行分類、儲存和保管并按規(guī)定發(fā)放。材料庫主要有兩種，一是金屬材料庫，主要存放保管鋼材；二是焊接材料庫，主要存放焊絲、焊劑和焊條。焊接生產(chǎn)的備料加工工藝是在合格

3、的原材料上進行的。首先進行材料預處理，包括矯正、除銹（如噴丸）、表面防護處理（如噴涂導電漆等）、預落料等。除材料預處理外，備料包括放樣、劃線（將圖樣給出的零件尺寸、形狀劃在原材料上）、號料（用樣板來劃線）、下料（沖剪與切割）、邊緣加工、矯正（包括二次矯正）、成形加工（包括冷熱彎曲、沖壓）、端面加工以及號孔、鉆（沖）孔等為裝配焊接提供合格零件的過程。備料工序通常以工序流水形式在備料車間或工段、工部組織生產(chǎn)。裝配焊接工藝充分體現(xiàn)焊接生產(chǎn)的特點，它是兩個既不相同又密不可分的工序。它包括邊緣清理、裝配（包括裕裝配）、焊接。絕大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)要經(jīng)過多次裝配焊接才能制成，有的在工廠只完成部分裝配焊接和預裝配，

4、到使用現(xiàn)場再進行最后的裝配焊接。裝配焊接順序可分為整裝整焊、部件裝配焊接總裝配焊接、交替裝焊三種類型，主要按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復雜程度、變形大小和生產(chǎn)批量選定。裝配焊接過程中時常還需穿插其他的加工，例如機械加工、預熱及焊后熱處理、零部件的矯形等，貫穿整個生產(chǎn)過程的檢驗工序也穿插其間。裝配焊接工藝復雜和種類多，采用何種裝配焊接工藝要由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)規(guī)模、裝配焊接技術(shù)的發(fā)展決定。焊后熱處理是焊接工藝的重要組成部分，與焊件材料的種類、型號、板厚、所選用的焊接工藝及對接頭性能的要求密切相關(guān)，是保證焊件使用特性和壽命的關(guān)鍵工序。焊后熱處理不僅可以消除或降低結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的尺寸，而且能改善接頭的金相

5、組織，提高接頭的各項性能，如抗冷裂性、抗應(yīng)力腐蝕性、抗脆斷性、熱強性等。根據(jù)焊件材料的類別，可以選用下列不同種類的焊后熱處理；消除應(yīng)力處理、回火、正火回火（又稱空氣調(diào)質(zhì)處理）、調(diào)質(zhì)處理（淬火回火）、固溶處理（只用于奧氏體不銹鋼）、穩(wěn)定化處理（只用于穩(wěn)定型奧氏體不銹鋼）、時效處理（用于沉淀硬化鋼）。檢驗工序貫穿整個生產(chǎn)過程，檢驗工序從原材料的檢驗，如入庫的復驗開始，隨后在生產(chǎn)加工每道工序都要采用不同的工藝進行不同內(nèi)容的檢驗，最后，制成品還要進行最終質(zhì)量檢驗。最終質(zhì)量檢驗可分為：焊接結(jié)構(gòu)的外形尺寸檢查；焊縫的外觀檢查；焊接接頭的無損檢查；焊接接頭的密封性檢查；結(jié)構(gòu)整體的耐壓檢查。檢驗是對生產(chǎn)實行有

6、效監(jiān)督，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。在全面gb/t 19000-iso 9000質(zhì)量管理和質(zhì)量保證標準工作中，檢驗是質(zhì)量控制的基本手段，是編寫質(zhì)量手冊的重要內(nèi)容。質(zhì)量檢驗中發(fā)現(xiàn)的不合格工序和半成品、成品，按質(zhì)量手冊的控制條款，一般可以進行返修。但應(yīng)通過改進生產(chǎn)工藝、修改設(shè)計、改進原供應(yīng)等措施將返修率減至最小。鋼結(jié)構(gòu)的后處理是指在所有制造工序和檢驗程序結(jié)束后，對焊接結(jié)構(gòu)整個內(nèi)外表面或部分表面或僅限焊接接頭及鄰近區(qū)進行修正和清理，清除焊接表面殘的飛測，消除擊弧點及其他工藝檢測引起的缺陷。修正的方法通常采用小型風動工具和砂輪打磨，氧化皮、油污、銹斑和其他附著物的表面清理可采用砂輪、鋼絲刷和拋光機等進

7、行，大型焊件的表面清理最好采用噴丸處理，以提高結(jié)構(gòu)的疲勞強度。不銹鋼焊件的表面處理通常采用酸洗法，酸洗后再作鈍化處理。產(chǎn)品的涂飾（噴漆、作標志以及包裝）是焊接生產(chǎn)的最后環(huán)節(jié)，產(chǎn)品涂裝質(zhì)量不僅決定了產(chǎn)品的表面質(zhì)量，而且也反映了生產(chǎn)單位的企業(yè)形象。圖1中序號111表示出焊接結(jié)構(gòu)制造流程，其中序號15為備料工藝過程的工序，還包括穿插其間的1214工序，應(yīng)當指出，由于熱切割技術(shù)，特別是數(shù)字切割技術(shù)的發(fā)展，下料工序的自動化程度和精細程度大大提高，手工的劃線、號料和手工切割等工藝正逐漸被淘汰。序號6、7以及1517為裝配焊接工藝過程的工序。需要在結(jié)構(gòu)使用現(xiàn)場進行裝配焊接的，還需執(zhí)行1821工序。序號22需

8、在各工藝工序后進行，序號23、24表明焊接車間和鑄、鍛、沖壓與機械加工車間之間的關(guān)系，在許多以焊接為主導工藝的企業(yè)中，鑄、鍛、沖壓與機械加工車間為焊接車間提供毛坯，并且機加工和焊接車間又常?；ハ嗵峁┝慵?、半成品。2 鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝審查2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性審查的一般要求和任務(wù)生產(chǎn)準備工作最重要的任務(wù)之一，是審查與熟悉結(jié)構(gòu)圖樣，了解產(chǎn)品技術(shù)要求。這些由生產(chǎn)綱領(lǐng)一道提供的圖樣，既有企業(yè)新設(shè)計和改進設(shè)計的產(chǎn)品，它們在設(shè)計過程中進行工藝審查；也有隨訂單來的外來圖樣，企業(yè)首次生產(chǎn)前，對這些外來圖樣也要進行工藝審查。對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行工藝性審查的目的是使設(shè)計的產(chǎn)品在滿足技術(shù)要求、使用功能的前提下，符合一定的工

9、藝性指標。對鋼結(jié)構(gòu)焊接來說，主要有制造產(chǎn)品的勞動量、材料用量、材料利用系數(shù)、產(chǎn)品工藝成本、產(chǎn)品的維修勞動量、結(jié)構(gòu)標準化系數(shù)等，以便在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，能用比較經(jīng)濟、合理的方法將其制造出來，而且便于使用和維修。2.2 工藝性審查的內(nèi)容在進行焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查前，除了要熟悉該結(jié)構(gòu)的工藝特點和技術(shù)條件以外，還必須了解被審查產(chǎn)品的用途、工作條件、受力情況及產(chǎn)量等有關(guān)方面的問題。在進行焊接結(jié)構(gòu)的工藝審查時，主要審查以下幾個方面。（1）是否有利于減少焊接應(yīng)力與變形從減少和影響焊接應(yīng)力與變形的因素來說，應(yīng)注意以下幾個方面。1) 盡量減少焊縫數(shù)量 盡可能地減少結(jié)構(gòu)上的焊縫數(shù)量和焊縫的填充金屬量，這是設(shè)計焊接結(jié)

10、構(gòu)時一條最重要的原則。圖2所示的框架轉(zhuǎn)角，就有兩個設(shè)計方案，圖2 (a) 設(shè)計是用許多小肋板，構(gòu)成放射形狀來加固轉(zhuǎn)角；圖2 (b) 設(shè)計是用少數(shù)肋板構(gòu)成屋頂?shù)男螤顏砑庸剔D(zhuǎn)角，這種方案不僅提高了框架轉(zhuǎn)角處的剛度與強度，而且焊縫數(shù)量又少，減少了焊后的變形和復雜的應(yīng)力狀態(tài)。2) 選用對稱的構(gòu)件截面 盡可能地選用對稱的構(gòu)件截面和焊縫位置。這種焊縫位置對稱于截面重心，焊后能使彎曲變形控制在較小的范圍。3) 盡量減小焊縫尺寸 在不影響結(jié)構(gòu)的強度與剛度的前提下，盡可能地減小焊縫截面尺寸或把連續(xù)角焊縫設(shè)計成斷續(xù)角焊縫，減小了焊縫截面尺寸和長度，能減少塑性變形區(qū)的范圍，使焊接應(yīng)力與變形減少。4) 盡量減少焊縫數(shù)

11、量 對復雜的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用分部件裝配法，盡量減少總裝焊縫數(shù)量并使之分布合理，這樣能大大減少結(jié)構(gòu)的變形。為此，在設(shè)計結(jié)構(gòu)時就要合理的劃分部件，使部件的裝配焊接易于進行和焊后經(jīng)矯正能達到要求，這樣就便于總裝。由于總裝時焊縫少，結(jié)構(gòu)剛性大，焊后的變形就很小。圖3所示為800t壓床底座的焊接結(jié)構(gòu)示意，左側(cè)方案比右側(cè)方案的總裝焊縫少，而且施焊方便，容易控制變形。因此，按左側(cè)方案設(shè)計劃分部件是合理的。5) 避免焊縫相交 盡量避免各條焊縫相交，因為在交點處會產(chǎn)生三軸應(yīng)力，使材料塑性降低，并造成嚴重的應(yīng)力集中。（2）是否有利于減少生產(chǎn)勞動量在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，如果不努力節(jié)約人力和物力，不提高生產(chǎn)率和降低成本，就會失

12、去競爭能力。除了在工藝上采取一定的措施外，還必須從設(shè)計上使結(jié)構(gòu)有良好的工藝性。減少生產(chǎn)勞動量的辦法很多，歸納起來主要有以下幾個方面。1) 合理的確定焊縫尺寸 確定工作焊縫的尺寸，通常用強度原則來計算求得。但只靠強度計算有時還是不夠的，還必須考慮結(jié)構(gòu)的特點及焊縫布局等問題。如焊腳小而長度大的角焊縫，在強度相同情況下具有比大焊腳短焊縫省料省工的優(yōu)點，圖4中焊腳為k長度為2l和焊腳為2k長度為l的角焊縫強度相等，但焊條消耗量前者僅為后者的一半。在板料對接時，應(yīng)采用對接焊縫，避免采用斜焊縫。合理的確定焊縫尺寸具有多方面的意義，不僅可以減少焊接應(yīng)力與變形、減少焊接工時，而且在節(jié)約焊接材料、降低產(chǎn)品成本上

13、也有重大意義。因此，焊縫金屬占結(jié)構(gòu)總重量的百分比，也是衡量結(jié)構(gòu)工藝性的標志之一。2) 盡量取消多余的加工 對單面坡口背面不進行清根焊接的對接焊縫，若通過修整焊縫表面來提高接頭的疲勞強度是多余的，因為焊縫反面依然存在應(yīng)力集中。對結(jié)構(gòu)中的聯(lián)系焊縫，若要求開坡口或焊透也是多余的加工，因為焊縫受力不大。鋼板拼接后能達到與母材等強度，有些設(shè)計者偏偏在接頭處焊上蓋板，以提高強度，如圖5中工字梁的上下翼板拼接處焊上加強蓋板，就是多余的，由于焊縫集中反而降低了工字梁承受動載荷的能力。3) 盡量減少輔助工時 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中輔助工時一般占有較大的比例，減少輔助工時對提高生產(chǎn)率有重要意義。結(jié)構(gòu)中焊縫所在位置應(yīng)使焊接

14、設(shè)備調(diào)整次數(shù)最少，焊件翻轉(zhuǎn)的次數(shù)最少。4) 盡量利用型鋼和標準件 型鋼具有各種形狀，經(jīng)過相互結(jié)合可以構(gòu)成剛性更大的各種焊接結(jié)構(gòu)，對同一結(jié)構(gòu)如果用型鋼來制造，則其焊接工作量會比用鋼板制造要少得多。圖6所示為一根變截面工字梁結(jié)構(gòu)，圖6 (a) 是用三塊鋼板組成，如果用工字鋼組成，可將工字鋼用氣割分開見圖6 (c)，再組裝接起來見圖6 (b)，就能大大減少焊接工作量。5) 盡量利用復合結(jié)構(gòu)和繼承性強的結(jié)構(gòu) 復合結(jié)構(gòu)具有發(fā)揮各種工藝長處的特點，它可以采用鑄造、鍛造和壓制工藝，將復雜的接頭簡化，把角焊縫改成對接焊縫。圖7所示為采用復合結(jié)構(gòu)把t形接頭轉(zhuǎn)化為對接接頭的應(yīng)用實例，不僅降低了應(yīng)力集中，而且改善了

15、工藝性。在設(shè)計新結(jié)構(gòu)時，把原有結(jié)構(gòu)成熟部分保留下來，稱繼承性結(jié)構(gòu)。繼承性強的結(jié)構(gòu)一般來說工藝性是比較成熟的，有時還可利用原有的工藝設(shè)備，所以合理利用繼承性結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)是有利的。6) 有利于采用先進的焊接方法 埋弧焊的熔深比手工電弧焊大，有時不需要開坡口，從而節(jié)省工時；采用二氧化碳氧化保護焊，不僅成本低、變形小而且不需清渣。在設(shè)計結(jié)構(gòu)時應(yīng)使接頭易于使用上述較先進的焊接方法。圖8 (a) 箱形結(jié)構(gòu)可用焊條手弧焊焊接，若作成圖8 (b) 形式，就可使用埋弧焊和二氧化碳氣體保護自動焊。（3）是否有利于施工方便和改善工人的勞動條件。1) 盡量使結(jié)構(gòu)具有良好的可焊到性 可焊到性是指結(jié)構(gòu)上每一條焊縫都能

16、得到很方便的施焊，在審查工藝性時要注意結(jié)構(gòu)的可焊到性，避免因不好施焊而造成焊接質(zhì)量不好。如厚板對接時，一般應(yīng)開成x形或雙u形坡口，若在構(gòu)件不能翻轉(zhuǎn)的情況下，就會造成大量的仰焊焊縫，這不但勞動條件差，質(zhì)量還很難保證，這時就必須采用v形或u形坡口來改善其工藝性。2) 盡量有利于焊接機械化和自動化 當產(chǎn)品批量大、數(shù)量多的時候，必須考慮制造過程的機械化和自動化。原則上應(yīng)減少零件的數(shù)量，減少短焊縫，增加長焊縫，盡量使焊縫排列規(guī)則和采用同一種接頭形式。如采用焊條手弧焊時圖9（a）中的焊縫位置較合理，當采用自動焊時，則以圖9 (b) 為好。3) 盡量有利于檢驗方便 嚴格檢驗焊接接頭質(zhì)量是保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要措

17、施，對于結(jié)構(gòu)上需要檢驗的焊接接頭，必須考慮到是否檢驗方便。一般來說，可焊到性好的焊縫起檢驗也不會困難。此外，在焊接大型封閉容器時，應(yīng)在容器上設(shè)置人孔這是為操作人員出入方便和滿足通風設(shè)備出入需要，能從容舒適的操作和不損害工人的身體健康。（4）必須有利于減少應(yīng)力集中應(yīng)力集中不僅是降低材料塑性引起結(jié)構(gòu)脆斷的主要原因，它對結(jié)構(gòu)強度有很壞的影響。為了減少應(yīng)力集中，應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)表面平滑，截面改變的地方應(yīng)平緩和有合理的接頭形式。一般?？紤]以下問題。1) 盡量避免焊縫過于集中 圖10 (a) 用八塊小肋板加強軸承套，許多焊縫密集在一起，存在著嚴重的應(yīng)力集中，不適合承受動載荷。如果采用圖10 (b) 的形式，不

18、僅改善了應(yīng)力集中的情況，也使工藝性得到改善。2) 盡量使焊接接頭形式合理，減小應(yīng)力集中 對于重要的焊接接頭應(yīng)采用開坡口的焊縫，防止因未焊透而產(chǎn)生應(yīng)力集中。是否開坡口除與板厚有關(guān)以外，還取決于生產(chǎn)技術(shù)條件。應(yīng)設(shè)法將角接接頭和t形接頭，轉(zhuǎn)化為應(yīng)力集中系數(shù)較小的對接接頭。應(yīng)當指出，在對接接頭中只有當力能夠從一個零件平緩地過渡到另一個零件上去時，應(yīng)力集中才是最小的，如果按圖11所示結(jié)構(gòu)，將搭接接頭改為對接接頭，并不能減少應(yīng)力集中，在焊縫端部因截面突變，存在著嚴重的應(yīng)力集中，極易產(chǎn)生裂紋。3) 盡量避免構(gòu)件截面的突變 在截面變化的地方必須采用圓滑過渡，不要形成尖角。如肋板存在尖角時見圖12 (a)應(yīng)將它

19、改變成圖12 (b) 所示的形式。在厚板與薄板或?qū)挵迮c窄板對接時，均應(yīng)在接合處有一定的斜度，使之平滑過渡。4) 應(yīng)用復合結(jié)構(gòu) 不僅能夠減少焊接工作量，而且可將應(yīng)力集中系數(shù)較大的接頭形式，轉(zhuǎn)化為應(yīng)力集中系數(shù)較小的對接接頭。（5）是否有利于節(jié)約材料和合理使用材料合理的節(jié)約材料和使用材料，不僅可以降低成本，而且可以減輕產(chǎn)品重量，便于加工和運輸?shù)?，所以也是?yīng)關(guān)心的問題。設(shè)計者在保證產(chǎn)品強度、剛度和使用性能的前提下，為了減輕產(chǎn)品重量而采用薄板結(jié)構(gòu)，并用肋板提高剛度。這樣雖能減輕產(chǎn)品的重量，但要花費較多的裝配、焊接、矯正等工時，而使產(chǎn)品成本提高。因此，還要考慮產(chǎn)品生產(chǎn)中其他的消耗和工藝性，這樣才能獲得良好

20、的經(jīng)濟效果。1) 盡量選用焊接性好的材料來制造焊接結(jié)構(gòu) 在結(jié)構(gòu)選材時首先應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)工作條件和使用性能的需要，其次是滿足焊接特點的需要。在滿足第一個需要的前提下，首先考慮的是材料的焊接性，其次考慮材料的強度?，F(xiàn)在有許多結(jié)構(gòu)采用普通低合金結(jié)構(gòu)鋼來制造，這是從我國實際資源出發(fā)，冶煉出的一類鋼種，其中強度鋼已在工業(yè)各領(lǐng)域得到廣泛使用，它具有強度高，塑性、韌性發(fā)了，焊接及其他加工性能較好的性能。使用這類鋼不僅能減輕結(jié)構(gòu)的自重，還能延長結(jié)構(gòu)的壽命，減少維修費用等。因此，它已被廣泛用來制造各種焊接結(jié)構(gòu)。另外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體選材時，應(yīng)立足國內(nèi)，選用國產(chǎn)材料來制造。為了使生產(chǎn)管理方便，材料的種類、規(guī)格及型號也

21、不宜過多。2) 使用材料一定要合理 一般來說，零件的形狀越簡單，材料的利用率就越高。圖13 (b) 所示為鋸齒合成梁，如果用工字鋼通過氣割見圖13 (a)再焊接成鋸齒合成梁，就能節(jié)約大量的鋼材和焊接工時。2.3 工藝性審查的方式和程序初步設(shè)計和技術(shù)設(shè)計階段的工藝性審查一般采用各方（設(shè)計、工藝、制造部門的技術(shù)人員和主管）參加的會審方式。對產(chǎn)品工作圖的工藝性審查由產(chǎn)品主管工藝師和各專業(yè)工藝師（員）對有設(shè)計、審核人員簽字的圖樣（應(yīng)為計算機繪制的，原規(guī)定為鉛筆原圖）分頭進行審查。全套圖樣審查完畢，無改意見的，審查者應(yīng)在“工藝”欄內(nèi)簽字，對有較大修改意見的，暫不簽字，審查者應(yīng)填寫“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性審查記錄

22、”（見jb/z186.41988）與圖樣一并交設(shè)計部門。設(shè)計者根據(jù)工藝性審查記錄上的意見和建議進行修改設(shè)計，修改后工藝未簽字的圖樣返回工藝部門復查簽字。若設(shè)計者與工藝員意見不一，由雙方協(xié)商解決。若協(xié)商不成，由廠技術(shù)負責人進行協(xié)調(diào)或裁決。3 焊接生產(chǎn)工藝方案的設(shè)計在生產(chǎn)準備工作中，進行工藝分析，編制工藝方案，是作為指導產(chǎn)品工藝準備工作的依據(jù)，除單件小批生產(chǎn)的簡單產(chǎn)品外，都應(yīng)具有工藝方案，它是工藝規(guī)程設(shè)計的依據(jù)。進行工藝分析可以設(shè)計出多個工藝方案，進行比較，確定一個最優(yōu)方案供編制工藝規(guī)程和繼續(xù)進行其他的焊接生產(chǎn)準備工作。因此，在制定工藝方案，編制工藝文件之前，仔細的進行焊接生產(chǎn)全過程的工藝分析是十

23、分重要的。3.1 工藝分析和編制工藝方案的原則首先，從產(chǎn)品焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的要求入手，包括技術(shù)要求、經(jīng)濟要求、勞動保護、安全衛(wèi)生，明確焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的規(guī)模和方式，使確定的工藝方案在保證鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的同時，充分考慮生產(chǎn)周期、成本和環(huán)境保護；其次，根據(jù)本企業(yè)能力，積極采用國內(nèi)外先進工藝技術(shù)和裝備，以不斷提高企業(yè)工藝水平和生產(chǎn)能力。3.2 工藝分析的依據(jù)和內(nèi)容工藝分析是在鋼結(jié)構(gòu)的焊接生產(chǎn)要求和可能實施的生產(chǎn)工藝過程之間，尋求矛盾和解決矛盾的辦法。工藝分析的重點是裝配焊接工藝過程分析。工藝分析總是優(yōu)先考慮采用先進的焊接工藝，分析結(jié)構(gòu)形式、生產(chǎn)規(guī)模，選用保證結(jié)構(gòu)技術(shù)要求、有高的焊縫質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率、良好的勞動條

24、件的焊接方法；其次，在保證產(chǎn)品技術(shù)條件和質(zhì)量的前提下，要進行成本分析，千方百計降低產(chǎn)品成本。工藝分析的依據(jù)和內(nèi)容及相應(yīng)可考慮的措施見表1。通過工藝分析設(shè)計幾種裝配焊接方案，根據(jù)不同方案的情況，進行比較，確定最佳方案。表1 工藝分析和工藝方案編制的依據(jù)和內(nèi)容依 據(jù)內(nèi) 容著眼點與考慮的措施 產(chǎn)品設(shè)計圖樣（已通過工藝性審查），生產(chǎn)的任務(wù)（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及有關(guān)技術(shù)文件 結(jié)構(gòu)采用何種焊接工藝 在此工藝條件下，如何保證產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的結(jié)構(gòu)幾何尺寸、焊接接頭的質(zhì)量 產(chǎn)品的生產(chǎn)性質(zhì)和生產(chǎn)類型 鋼結(jié)構(gòu)的形式，焊縫的分布及其對變形和應(yīng)力的影響，為保證結(jié)構(gòu)幾何尺寸和焊縫質(zhì)量采取的工藝措施包括焊接材料選擇、需要預熱、后

25、熱和焊后熱處理 相應(yīng)采用合理的裝配焊接次序、各工序的要求，采用適當?shù)难b配焊接夾具和反變形。嚴格控制裝配質(zhì)量和焊接工藝參數(shù)，它應(yīng)該建立在嚴格工藝評定基礎(chǔ)之上、良好的可達性和最佳的旋焊位置（平焊位置） 本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件 結(jié)構(gòu)與部件的劃分 要與選定的裝配焊接工藝相適應(yīng)；劃分零件數(shù)量適當，裝配焊接工作量最少、各工種工作量比較平衡、工種交替少、易于流水作業(yè)和這種劃分的裝配焊接順序產(chǎn)生較小的焊接變形和應(yīng)力，即使有了變形也容易矯正。與車間的起重和設(shè)備能力符合 國內(nèi)外同類產(chǎn)品的工藝技術(shù)情報 可選用的工具、夾具和工藝裝備 保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量、減輕勞動強度、改善勞動條件和生產(chǎn)安全，達到提高勞動生產(chǎn)率 有關(guān)技術(shù)政策、市

26、場信息，本企業(yè)領(lǐng)導和職工的目標 選擇適當?shù)臋z驗方法、生產(chǎn)組織和管理 與結(jié)構(gòu)圖樣和技術(shù)要求、工藝方法相適應(yīng)，并要符合有關(guān)標準工藝方案內(nèi)容根據(jù)方案分類還有所不同，由新產(chǎn)品樣機試制、新產(chǎn)品小批試制到批量生產(chǎn)，一步步深入，前一階段的工藝小結(jié)是后一階段工作的基礎(chǔ)。以批量生產(chǎn)為例，其工藝方案主要包括：對小批試制階段工藝、工裝驗證情況的小結(jié)；工藝關(guān)鍵件質(zhì)量攻關(guān)措施意見和關(guān)鍵工序質(zhì)量控制點設(shè)置意見；工藝文件和工藝裝備的進一步修改、完善意見；專用設(shè)備或生產(chǎn)自動線的設(shè)計制造意見；采用有關(guān)新材料、新工藝的意見；對生產(chǎn)節(jié)拍的安排和投產(chǎn)方式的建議；裝配方案和車間平面布置的調(diào)整意見。3.3 工藝方案設(shè)計的程序根據(jù)工藝設(shè)計

27、的依據(jù)及工藝分析的結(jié)論，由主管工藝人員提出幾種工藝方案，組織討論，確定最佳方案，經(jīng)工藝主管審核，最后交由工藝師或總工程師批準。4 鋼結(jié)構(gòu)焊接加工工藝規(guī)程按照美國asmf鍋爐與壓力容器法規(guī)第九卷qw-200.1條款，焊接工藝規(guī)程定義為一種經(jīng)評定合格的書面焊接工藝文件，以指導按法規(guī)的要求焊制產(chǎn)品焊縫。具體說，焊接工藝規(guī)程可用來指導焊工和焊接操作者施焊產(chǎn)品接頭，以保證焊縫的質(zhì)量符合法規(guī)的要求。焊接工藝規(guī)程必須由生產(chǎn)該焊件的企業(yè)自行編制，不得沿用其他企業(yè)的焊接工藝規(guī)程，也不得委托其他單位編制用以指導本企業(yè)焊接生產(chǎn)的焊接工藝規(guī)程。因此，焊接工藝規(guī)程也是技術(shù)監(jiān)督部門檢查企業(yè)是否具有按法規(guī)要求生產(chǎn)焊接產(chǎn)品資

28、格的證明文件之一，目前已成為鋼結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)企業(yè)認證檢查中的必查項目之一。因而焊接工藝規(guī)程是企業(yè)質(zhì)量保證體系和產(chǎn)品質(zhì)量計劃中最重要的質(zhì)量文件之一。4.1 焊接工藝規(guī)程的內(nèi)容焊接工藝規(guī)程是指導焊工按法規(guī)要求焊制產(chǎn)品焊縫的工藝文件。因此一份完整的焊接工藝規(guī)程，應(yīng)當列出為完成符合質(zhì)量要求的焊縫所必需的全部焊接工藝參數(shù)，除了規(guī)定直接影響焊縫力學性能的重要工藝參數(shù)以外，也應(yīng)規(guī)定可能影響焊縫質(zhì)量和外形的次要工藝參數(shù)。具體項目包括：焊接方法，母材金屬類別及鋼號，厚度范圍，焊接材料的種類、牌號、規(guī)格，預熱和后熱溫度，熱處理方法和制度，焊接工藝參數(shù)，接頭及坡口形式，操作技術(shù)和焊后檢查方法及要求。對于厚壁焊件或形狀

29、復雜的易變形的焊件還應(yīng)規(guī)定焊接順序。如焊接工藝規(guī)程編制者認為有必要，也可列入對按法規(guī)焊制焊件有用的其他工藝參數(shù)，如加可熔襯墊或其他焊接襯墊等。對于一般的焊接結(jié)構(gòu)和非法規(guī)產(chǎn)品，焊接工藝規(guī)程可直接按產(chǎn)品技術(shù)條件、產(chǎn)品圖樣、工廠有關(guān)焊接材料，焊接材料和焊接工藝試驗報告以及已積累的生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)編制焊接工藝規(guī)程，經(jīng)過一定的審批程序即可投入使用，無需事先經(jīng)過焊接工藝評定。對于受監(jiān)督的重要焊接結(jié)構(gòu)和法規(guī)產(chǎn)品，每一份焊接工藝規(guī)程必須有相應(yīng)的焊接工藝評定報告作為支持，即應(yīng)根據(jù)已評定合格的工藝評定報告來編制焊接工藝規(guī)程。如所擬訂的焊接工藝規(guī)程的重要焊接工藝參數(shù)，已超出本企業(yè)焊接工藝評定報告中規(guī)定的參數(shù)范圍，則該焊

30、接工藝規(guī)程必須按下節(jié)所規(guī)定的程序進行焊接工藝評定試驗。只有經(jīng)評定合格的焊接工藝規(guī)程才能用于指導生產(chǎn)。焊接工藝規(guī)程原則上是以產(chǎn)品接頭形式為單位進行編制。如壓力容器殼體縱縫、環(huán)縫、筒體接管焊縫、封頭人孔加強板焊縫都應(yīng)分別編制一份焊接工藝規(guī)程。如容器殼體縱、環(huán)縫采用相同的焊接方法、相同的重要工藝參數(shù)，則可以用一份焊接工藝評定報告作為支持縱、環(huán)縫兩份焊接工藝規(guī)程。如某一焊接接頭需采用兩種或兩種以上焊接方法焊成，則這種焊接接頭的焊接工藝規(guī)程應(yīng)以相對應(yīng)的兩份或兩份以上的焊接工藝評定報告為依據(jù)。4.2 工藝規(guī)程的類型和工藝規(guī)程的文件jb/z 338.51988規(guī)定，工藝規(guī)程的類型有專用工藝規(guī)程、通用工藝規(guī)程

31、和標準工藝規(guī)程。工藝規(guī)程的文件形式及其使用范圍如下。 工藝過程卡片：主要用于單件小批生產(chǎn)的產(chǎn)品示例。 工藝卡片：用于各種批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。 工序卡片：主要用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品和單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。 操作指導卡片（作業(yè)指導書）：用于建立工序質(zhì)量控制點的工序。 工藝守則：某一專業(yè)應(yīng)共同遵守的通用操作要求。 檢驗卡片：用于關(guān)鍵工序檢查。 裝配系統(tǒng)圖：配合裝配的工藝過程或工序卡片使用，以便于復雜產(chǎn)品的裝配。 熱處理、成形、鍛造工藝卡片等。各工廠根據(jù)本廠的具體條件，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點、材料、設(shè)備、生產(chǎn)規(guī)模等，依照規(guī)范制定工廠的工藝規(guī)程的文件形式及其使用范圍。所有各工藝規(guī)程卡片的幅面尺寸大小以及表頭、表尾

32、、附加欄的格式，都應(yīng)按表2的格式印刷，裝配工藝過程卡片示例見表3，焊接工藝卡片示例見表4，工藝守則首頁樣式見表5。4.3 設(shè)計工藝規(guī)程的基本要求 工藝規(guī)程是直接指導現(xiàn)場生產(chǎn)操作的重要技術(shù)文件，應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一、清晰。 在充分利用本廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)外先進工藝技術(shù)和經(jīng)驗。 在保證產(chǎn)品質(zhì)量基礎(chǔ)上，盡可能提高生產(chǎn)率和降低消耗。 必須考慮生產(chǎn)安全和工業(yè)衛(wèi)生（環(huán)境保護），采取相應(yīng)措施。 結(jié)構(gòu)和工藝特征相近的構(gòu)件、零件應(yīng)盡量設(shè)計典型工藝規(guī)程。 各專業(yè)工藝規(guī)程在設(shè)計過程中應(yīng)協(xié)調(diào)一致，不得相互矛盾。 工藝規(guī)程中所用的術(shù)語、符號、代號要符合相應(yīng)標準的規(guī)定。 工藝規(guī)程中的計量單位應(yīng)全部采用

33、法定計量單位。 工藝規(guī)程的格式、幅面與填寫方法和編號應(yīng)分別按jb/z 187.3、jb/z 2541988執(zhí)行。4.4 設(shè)計工藝規(guī)程的主要依據(jù)和審批程序工藝規(guī)程設(shè)計的依據(jù)是產(chǎn)品的工藝方案，以及有關(guān)的焊接實驗或焊接工藝評定，它是編制焊接工藝規(guī)程最重要的依據(jù)之一。還有產(chǎn)品零、部件工藝路線表，有的工廠稱為工藝工序流程圖，車間分工明細表，有關(guān)的工藝標準，有關(guān)的設(shè)備和工藝裝備資料，國內(nèi)外同類產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料等。工藝規(guī)程編制好后，要經(jīng)過審核、標準化審查、會簽，最后批準的審批程序。工藝工程師設(shè)計的工藝規(guī)程首先經(jīng)主管工藝師（或工藝組長）審核，關(guān)鍵工藝規(guī)程可由工藝處（科、室）負責人審核。按照jb/z 338.

34、71988進行工藝規(guī)程標準化審查。經(jīng)審查和標準化審查后的工藝規(guī)程應(yīng)送交有關(guān)生產(chǎn)車間，車間根據(jù)車間的生產(chǎn)能力，審查工藝規(guī)程中安排的加工和（或）裝配焊接內(nèi)容在本車間能否完成；工藝規(guī)程中選用的設(shè)備和工藝裝備是否合理，進行會簽。此后成套工藝規(guī)程，一般經(jīng)由工藝處（科、室）負責人批準，成批生產(chǎn)的產(chǎn)品和單件生產(chǎn)的關(guān)鍵產(chǎn)品的工藝規(guī)程，應(yīng)由總工藝師或總工程師批準。5 鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝評定焊接工藝評定是通過對焊接接頭的力學性能或其他遙試驗證實焊接工藝規(guī)程的正確性和合理性的一種程序。焊接工藝規(guī)程是否能提供合乎技術(shù)要求的焊接接頭，需要通過焊接工藝評定或焊接試驗來確定。重要的鋼結(jié)構(gòu)如壓力容器、鍋爐、能源與電力設(shè)備的金屬

35、結(jié)構(gòu)、橋梁、重要的建筑結(jié)構(gòu)等，在編制焊接工藝規(guī)程之前都要進行焊接工藝評定。5.1 焊接工藝評定的程序 了解應(yīng)進行焊接工藝評定的結(jié)構(gòu)特點和有關(guān)數(shù)據(jù)，如材質(zhì)、板厚（管壁厚度）、焊接位置、坡口形式及尺寸，是否規(guī)定了焊接方法等。確定出應(yīng)進行焊接工藝評定的若干典型接頭，避免重復評定或漏評。 在工藝分析的基礎(chǔ)上，由焊接工程師（工藝主管）擬訂焊接工藝，編制接工藝評定指導書，其內(nèi)容有母材的鋼號、分類號和規(guī)格；接頭形式、坡口及尺寸；焊接方法、焊接參數(shù)及熱參數(shù)（預熱、后熱及焊后熱處理參數(shù)）；焊接材料（包括焊條、焊絲、焊劑、氣體等）；焊接位置（立焊還包括焊接方向）；以及包括焊前準備、焊接要求、清根、錘擊等在內(nèi)的其他

36、技術(shù)要求等，還應(yīng)有編制的日期、編制人、審批人的簽字和文件的編號。 焊接試件應(yīng)按標準規(guī)定的圖樣，選用材料并加工成待焊試件。 焊接工藝評定所用的設(shè)備、裝備、儀表應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，焊工必須是本企業(yè)熟練的持證焊工。 試件焊接是焊接工藝評定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，除要求焊工按焊接工藝評定指導書的規(guī)定認真操作外，還應(yīng)有專人做好實焊記錄，它是現(xiàn)場焊接的原始資料，是焊接工藝評定報告的重要依據(jù)。 由焊好的試件加工試樣，并進行試樣的性能試驗。 在各項檢測試驗結(jié)束、試驗報告匯集之后進行總結(jié)，編制“焊接工藝評定報告”。5.2 焊接工藝評定的規(guī)則焊接工藝評定工作是企業(yè)重要的質(zhì)保活動，因此必須規(guī)范化。我國已制定了多種焊接工藝評

37、定標準，它們是蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，部頒標準jb 442089鍋爐焊接工藝評定，jb 470889鋼制壓力容器焊接工藝評定以及jb/t 696393鋼制件熔化焊工藝評定。這些標準基本上都是按照美國asme鍋爐與壓力容器法規(guī)第九卷焊接與釬焊評定編制的。我車至今尚未專為鋼結(jié)構(gòu)制定焊接工藝評定標準，目前鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝評定規(guī)則主要依據(jù)美國aws鋼結(jié)構(gòu)焊接法規(guī)ansi/aws d1.196“鋼結(jié)構(gòu)焊接法規(guī)”有關(guān)章節(jié)的規(guī)定。按照aws“鋼結(jié)構(gòu)焊接法規(guī)”，可將焊接工藝規(guī)程分為兩大類，一類是免作評定的焊接工藝規(guī)程，或稱通用焊接工藝規(guī)程，只要規(guī)程的各項內(nèi)容均在法規(guī)規(guī)定的范圍之內(nèi)，則該焊接工藝規(guī)程可以免作焊接

38、工藝評定試驗。另一類焊接工藝規(guī)程，必須按法規(guī)的有關(guān)規(guī)定作焊接工藝評定試驗，以證明該工藝規(guī)程的正確性。這類焊接工藝規(guī)程規(guī)定的下列各重要工藝參數(shù)只要有一項超出了法規(guī)容許的范圍，必須重作焊接工藝評定。1) 焊接方法 法規(guī)容許鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中采用焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護焊、鎢極氬弧焊、藥芯焊絲電弧焊、電渣焊和氣電立焊等焊接方法。從一種焊接方法改用另一種焊接方法，或每種焊接方法的重要工藝參數(shù)的變化超過原評定合格的范圍，需對該焊接工藝規(guī)程作評定試驗。2) 母材金屬 如鋼結(jié)構(gòu)焊接部件所用的母材金屬不是法規(guī)認可的鋼材，則與該種鋼材有關(guān)的焊接工藝規(guī)程應(yīng)作工藝評定。3) 焊接填充金屬和電極 焊接填充材料強度

39、級別的提高，從低氫型焊條改成高氫型焊條或改用非標準焊條、焊絲或焊絲焊劑組合的變動，在鎢極氬弧焊中，增加或取消填充絲，從添加冷絲改成添加熱絲或反之，鎢極直徑的改變以及采用非標準鎢極；在埋弧焊中添加或取消附加鐵合金粉末或粒狀填充金屬或焊絲段，增加其添加量以及采用合金焊劑時，焊絲直徑的任何變更；以及在各種機械和自動焊接法中焊絲根數(shù)的變化等均視作焊接工藝重要參數(shù)的改變，均應(yīng)作焊接工藝評定。在電渣焊和氣電立焊中，填充金屬或熔嘴金屬成分的重要變化，熔池擋板從金屬型改成非金屬型或反之，從可熔擋板改成不可熔擋板或反之，實心的非熔擋板任何橫截面尺寸或面積的減小大于原有擋板的25，實心的非熔擋板改為水冷擋板或反之

40、，熔嘴金屬芯橫截面的變化大于30，加焊劑方式的改變（如由藥芯改為磁性焊絲或外加焊劑），焊劑成分包括熔嘴涂料成分的改變，焊劑配料成分在于30等均為重要工藝參數(shù)。上列重要參數(shù)超過規(guī)定范圍應(yīng)作工藝評定。4) 預熱和層間溫度 法規(guī)按鋼種和板厚規(guī)定了最低的預熱溫度和層間溫度。如預熱溫度和層間溫度降低值超過下列規(guī)定，則應(yīng)通過工藝評定試驗。對于焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護焊和藥芯焊絲電弧焊為14；對于鎢極氬弧焊為55。對于要求缺口沖擊韌度的焊接接頭，層間溫度不應(yīng)比規(guī)定值高55以上。5) 焊后熱處理 對于法規(guī)認可的常用弧焊方法焊接的接頭，增加或取消焊后熱處理，對于電渣焊和氣電立焊接頭，改變焊后熱處理的加

41、熱溫度范圍及保溫時間，均應(yīng)作工藝評定試驗。6) 焊接電參數(shù) 重要的焊接電參數(shù)包括：焊接電流、電流種類和極性，熔滴過渡形式、電弧電壓、焊絲送進速度、焊接速度和熱輸入量。這些參數(shù)的變量如超過下列容許極限，則應(yīng)作焊接工藝評定試驗。其中每種直徑焊條或焊絲的變量，對于焊條電弧焊不應(yīng)超過焊條制造廠所推薦的上限值；對于埋弧焊、熔化極氣體保護焊和藥芯焊絲電弧焊不應(yīng)超過原評定值的10；對于鎢極氬弧焊不應(yīng)超過25。埋弧焊焊接時，當使用合金焊劑或焊接淬火回火鋼時，電流種類和極性的變化以及熔化極（包括藥芯焊絲）氣體保護焊時熔滴過渡形式的變化均被看作重要參數(shù)。電弧電壓的變量對于焊條電弧焊不應(yīng)超過焊條制造廠推薦的上限值；

42、對于埋弧焊、熔化極氣體保護焊不應(yīng)超過7；對于鎢極氬弧焊不應(yīng)超過25。對于各種機械焊接方法，焊絲的送進速度不應(yīng)大于原評定值的10。在不要求控制熱輸入量的情況下，焊接速度的變量對于埋弧焊、熔化極氣體保護焊和鎢極氬弧焊相應(yīng)不得超過15、25和50。當要求控制熱輸入量時，增加值不應(yīng)超過原評定值的10。對于電渣焊和氣電立焊，焊接電流的增或減不應(yīng)超過20，電壓值增或減不應(yīng)大于10，焊絲送進速度的變化不超過40，焊接速度的增或減不大于20。7) 保護氣體 在各種氣體保護焊中，保護氣體從一種氣體改為另一種保護氣體或改用混合氣體，或改變混合氣體的配比或取消氣體保護，或使用非標準保護氣體均看作是重要參數(shù)的改變。對

43、于熔化極氣體保護焊，藥芯焊絲電弧焊和鎢極氬弧焊，保護氣體總流量如相應(yīng)增加20、超過25和50，或相應(yīng)減少10超過20，則需通過焊接工藝評定試驗。對于氣電立焊，保護氣體總流量變化的容限比為25，采用混合保護氣體時，任何一種氣體混合比的變化不應(yīng)大于總流量的5。8) 坡口形式和尺寸 坡口形式的改變，例如從單v形改成雙v形，從直邊對接改成開坡口，或坡口的截面積的增加或減小比原評定尺寸值大25，或取消背面襯墊以及坡口尺寸的變化，即坡口角減小、間隙減小和鈍邊增加超過了法規(guī)有關(guān)條款規(guī)定的容限值，則需作焊接工藝評定試驗。但全焊透開坡口接頭的工藝評定適用于所有通用焊接工藝規(guī)程所采用的各種坡口，包括局部焊透開坡口的接頭形式。9) 焊接位置 焊接工藝評定試驗的焊接位置分平焊、立焊、橫焊和仰焊，工藝評定焊接位置只適用于相對應(yīng)的產(chǎn)品焊接位置。從一種焊接位置改成另一種焊接位置需通過焊接工藝評定。電渣焊和氣電立焊時，接頭垂直度偏差不應(yīng)大于10。焊條電弧焊和氣體保護焊立焊時，焊接方向從向上立焊改成向下立焊或反之，亦應(yīng)看作重要工藝參數(shù)的變動。10）母材金屬的規(guī)格 母材金屬的規(guī)格對于板結(jié)構(gòu)只考慮母材金屬厚度，對于管結(jié)構(gòu)應(yīng)同時考慮管徑和壁厚。當采用全焊透開坡口焊縫進行工藝評定試驗是地，對于板材接頭，試板厚度小于25mm，其