tf焊接結(jié)構(gòu)的裝配與焊接工藝

1、第五章 焊接結(jié)構(gòu)的裝配與焊接工藝 裝配與焊接是焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中的核心，直接關(guān)系到焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。同一種焊接結(jié)構(gòu)，由于其生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件不同，或由于結(jié)構(gòu)形式不同，可有不同的裝配方式、不同的焊接工藝、不同的裝配-焊接順序，也就會(huì)有不同的工藝過程。本章重點(diǎn)介紹裝配與焊接工藝方法。 第一節(jié) 焊接結(jié)構(gòu)的裝配 第二節(jié) 焊接結(jié)構(gòu)的焊接工藝第一節(jié) 焊接結(jié)構(gòu)的裝配一、裝配方式的分類二、裝配的基本條件三、定位原理及定位基準(zhǔn)四、裝配中的測量五、裝配用工夾具及設(shè)備六、裝配的基本方法七、裝配工藝過程的制定及典型結(jié)構(gòu)件的裝配返回第二節(jié) 焊接結(jié)構(gòu)的焊接工藝一、制定焊接工藝的原則及內(nèi)容二、焊接方法、焊接材料及焊

2、接設(shè)備的選擇三、焊接參數(shù)的選定四、焊接熱參數(shù)的確定五、焊接工藝評(píng)定六、典型結(jié)構(gòu)的焊接工藝評(píng)定程序返回一、裝配方式的分類1.按結(jié)構(gòu)類型及生產(chǎn)批量的大小分類（1）單件小批量生產(chǎn)（2）成批生產(chǎn)2.按工藝過程分類（1）由單獨(dú)的零件逐步組裝成結(jié)構(gòu)（2）由部件組裝成結(jié)構(gòu)3.按裝配工作地點(diǎn)分類（1）固定式裝配（2）移動(dòng)式裝配返回二、裝配的基本條件裝配的基本條件：定位、夾緊、測量1.定位：就是確定零件在空間的位置或零件間的相對(duì)位置。如圖5-1所示。零件的正確定位，不一定與產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖上定位一致，應(yīng)考慮焊后的焊接變形，如圖5-2所示。2.夾緊：就是借助通用或?qū)Ｓ脢A具的外力將已定位的零件加以固定的過程。3.測量：是

3、指在裝配過程中，對(duì)零件間的相對(duì)位置和各部件尺寸進(jìn)行一系列的技術(shù)測量，從而鑒定定位的正確性和夾緊力的效果，以便調(diào)整。 上述三個(gè)基本條件是相輔相成的，定位是整個(gè)裝配工序的關(guān)鍵，定位后不進(jìn)行夾緊就難以保證和保持定位的可靠與準(zhǔn)確；夾緊是在定位的基礎(chǔ)上的夾緊，如果沒有定位，夾緊就失去了意義；測量是為了保證裝配的質(zhì)量。返回三、定位原理及定位基準(zhǔn)1.定位原理：零件在空間的定位是利用六點(diǎn)定位法則進(jìn)行的，即限制每個(gè)零件在空間的六個(gè)自由度，使零件在空間有確定的位置。2.定位基準(zhǔn)及其選擇（1）定位基準(zhǔn)：在結(jié)構(gòu)裝配過程中，必須根據(jù)一些指定的點(diǎn)、線、面來確定零件或部件在結(jié)構(gòu)中的位置，這些作為依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱為定位基準(zhǔn)

4、。如圖5-3所示（2）定位基準(zhǔn)的選擇1）裝配定位基準(zhǔn)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。2）同一構(gòu)件一與其它構(gòu)件有連接或配合關(guān)系的各個(gè)零件，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)。3）應(yīng)選擇精度較高、又不易變形的零件表面或邊棱作定位基準(zhǔn)4）所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)便于裝配中的零件定位與測量。返回四、裝配中的測量1.測量基準(zhǔn)：測量中，為衡量被測點(diǎn)、線、面的尺寸和位置精度而選作依據(jù)的點(diǎn)線、面稱為測量基準(zhǔn)。一般多以定位基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)，如圖5-3所示。 當(dāng)以定位基準(zhǔn)用為測量基準(zhǔn)不得于保證測量的精度或不便于測量操作時(shí)，就應(yīng)本著能使測量準(zhǔn)確、操作方便的原則，重新選擇合適的點(diǎn)、線、面作為測量基準(zhǔn)。如圖5-1。2.各種項(xiàng)目的測量：（1）線性尺寸

5、的測量：是指焊件上被測點(diǎn)、線、面與測量基準(zhǔn)間的距離?？捎镁沓摺⒈P尺、直尺等來測量（2）平行度的測量（3）垂直度的測量（4）同軸度的測量：指焊件上具有同一軸線的幾個(gè)零件，裝配時(shí)其軸線的重合程度，如圖5-9所示。（5）角度的測量：利用各種角度樣板來測量零件間的角度。如圖5-10返回平行度的測量1）相對(duì)平行度的測量：相對(duì)平行度是指焊件上被測的線（或面）相對(duì)于測量基準(zhǔn)線（或面）的平行度，如圖5-4。在測量時(shí)應(yīng)注意：a)測量的點(diǎn)應(yīng)多一些，以避免焊件不直而造成的誤差b)測量工具應(yīng)垂直于基準(zhǔn)c)直接測量不方便時(shí)，間接測量2）水平度的測量a)用水平尺測量b)用軟管水平儀測量：如圖5-5c)用不準(zhǔn)儀測量：如圖5

6、-6返回垂直度的測量1）相對(duì)垂直度的測量：相對(duì)垂直度是指焊件上被測的直線（或面）相對(duì)于測量基準(zhǔn)線（或面）的垂直程度。 尺寸較小的可利用90角尺直接測量。當(dāng)焊件尺寸很大時(shí)，可采用輔助線測量法，即用高刻度尺作為輔助線測量直角三角開的斜邊。對(duì)于桁架類結(jié)構(gòu)，可以用間接測量法，如圖5-7所示。2）鉛垂度的測量：是測定焊件上線或面是否與水平面垂直。常用吊線外向型或經(jīng)緯儀（如圖5-8)測量。返回五、裝配用工夾具及設(shè)備1.裝配用工具及量具：如圖5-11，5-12所示2 .裝配用夾具：是指在裝配中用來對(duì)零件施加外力，使其獲得可靠定位的工藝裝備。（1）螺旋夾具：弓形螺旋夾（又稱c形夾，如圖5-13）、螺旋拉緊器（

7、如圖5-14a、b）、螺旋壓緊器（如圖5-14c、d）、螺旋推撐器（如圖5-14e、f）（2）楔條夾具：如圖5-15所示。（3）杠桿夾具：如圖5-16所示。3.裝配用設(shè)備返回裝配用設(shè)備對(duì)裝配設(shè)備的一般要求如下：1)平臺(tái)或胎架應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。2）平臺(tái)或胎架表面應(yīng)光滑平整，要求水平放置。3）尺寸較大的裝配胎架應(yīng)安置在相當(dāng)堅(jiān)固的基礎(chǔ)上，以免基礎(chǔ)下沉導(dǎo)致胎具變形。4）胎架應(yīng)便于對(duì)工件進(jìn)行裝、卸、定位焊、焊接等裝配操作。5）設(shè)備構(gòu)造簡單，使用方便，成本低。1.裝配用平臺(tái)：主要有鑄鐵平臺(tái)、鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)、導(dǎo)軌平臺(tái)、水泥平臺(tái)、電磁平臺(tái)2.胎架：又稱模架制作胎架時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：返回制作胎架時(shí)應(yīng)注意以下幾

8、點(diǎn)：1）胎架工作面的形狀應(yīng)懷工件被支承部位的形狀相適應(yīng)2）胎架結(jié)構(gòu)應(yīng)便于在裝配中對(duì)焊件施行裝、卸、定位、夾緊和焊接等操作3）胎架上應(yīng)劃出中心線、位置線、水平線和檢查線等，以便于裝配中對(duì)焊件隨時(shí)進(jìn)行校正和檢驗(yàn)。4）胎架上的夾具應(yīng)盡量采用快速夾緊裝置，并有適當(dāng)?shù)膴A緊力；定位元件需尺寸準(zhǔn)確并耐磨，以保證零件準(zhǔn)確定位。5）胎架必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，并安置在堅(jiān)固的基礎(chǔ)上，以避免在裝配過程中基準(zhǔn)下沉或胎架變形而影響產(chǎn)品的形狀和尺寸。返回六、裝配的基本方法返回1.裝配前的準(zhǔn)備2.零件的定位方法3.零件的裝配方法4.裝配中的定位焊裝配前的準(zhǔn)備（1）熟悉產(chǎn)品圖樣和工藝規(guī)程（2）裝配現(xiàn)場和裝配設(shè)備的選擇（3）工

9、量具的準(zhǔn)備（4）零、部件的預(yù)檢和除銹（5）適當(dāng)劃分部件返回零件的定位方法（1）劃線定位 （2）銷軸定位（3）擋鐵定位（4）樣板定位返回零件的裝配方法（1）劃線定位裝配法：如圖5-17、5-18所示（2）工裝定位裝配法：1）樣板定位裝配法：如圖5-19、5-20所示2）定位元件定位裝配法：如圖5-21、5-22所示3）胎夾具裝配法：如圖5-23所示（3）固定式裝配法（4）移動(dòng)式裝配法返回裝配中的定位焊進(jìn)行定位焊時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）定位焊焊條或焊絲應(yīng)與正式焊縫所使用的焊條或焊絲牌號(hào)和質(zhì)量相同。2）定位焊應(yīng)選用直徑小于4mm的焊條或co2氣體保護(hù)焊直徑小于1.2mm的焊絲，焊接電流應(yīng)比正式焊縫時(shí)大

10、10%15%3）定位焊焊縫中有缺陷，應(yīng)鏟掉并重新焊接。4）定位焊縫的引弧和熄弧處應(yīng)圓滑過渡5）定位焊縫長度一般根據(jù)板厚選取1520mm，間距為50300mm。返回七、裝配工藝過程的制定及典型結(jié)構(gòu)件的裝配1.裝配工藝過程的制定2.裝配順序的制定3.典型結(jié)構(gòu)件的裝配返回裝配工藝過程的制定1.裝配工藝過程制定的內(nèi)容2.裝配工藝方法的選擇1）互換法2）選配法3）修配法返回裝配順序的制定1.整裝-整焊2.隨裝隨焊3.分部件裝配焊接-總裝焊接1）分部件裝配焊接-總裝焊接的優(yōu)越性：2）分部件裝配焊接-總裝焊接的部件的劃分：3）確定分部件裝配焊接-總裝焊接順序時(shí)應(yīng)考慮的問題返回分部件裝配焊接-總裝焊接的優(yōu)越性

11、a)可以提高裝配-焊接質(zhì)量，改善工人的勞動(dòng)條件b)容易控制和減小焊接應(yīng)力及焊接變形c)可以縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期d)可以提高生產(chǎn)面積的利用率，減少和簡化總裝時(shí)所用的工位數(shù)e)在成批和大量生產(chǎn)時(shí)可廣泛采用專用的胎架。返回分部件裝配焊接-總裝焊接的部件劃分返回1.盡可能使各部件本身是一個(gè)完整的構(gòu)件，便于各部件間最后的總裝2.能最大限度地發(fā)揮部件生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，使裝配工作和焊接工作方便，同時(shí)在工藝上易于達(dá)到技術(shù)條件的要求3.劃分部件時(shí)，應(yīng)考慮現(xiàn)場生產(chǎn)能力和條件對(duì)部件在質(zhì)量上、體積上的限制4.在大量生產(chǎn)的情況下，考慮生產(chǎn)均衡性的要求確定分部件裝配焊接-總裝焊接順序時(shí)應(yīng)考慮的問題1.有利于施焊和質(zhì)量檢查，使所有

12、焊縫能方便焊接和檢驗(yàn)2.有利于控制焊接應(yīng)力和變形，對(duì)焊后熱處理是否方便3.有利于生產(chǎn)組織與管理，能提高生產(chǎn)率4.避免強(qiáng)力裝配返回典型結(jié)構(gòu)件的裝配1.鋼板的拼接2.t形梁的裝配1）劃線定位裝配法：常在小批量或單件生產(chǎn)時(shí)采用2）胎夾具裝配法：成批量生產(chǎn)時(shí)采用，如圖5-25所示3.箱形梁的裝配1)劃線裝配法：如圖5-26a2胎夾具裝配法：批量生產(chǎn)時(shí)采用4.圓筒節(jié)的對(duì)接裝配1）筒體的臥裝：如圖5-28所示2）筒體的立裝：如圖5-29所示返回鋼板的拼接鋼板拼接時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1 .按要求留出裝配間隙和保證接口處平齊2.厚板對(duì)接定位焊，可以按間距250300mm用3050mm長的定位焊縫固定3.厚度較大

13、的材料定位前可先在焊縫坡口兩側(cè)各80100mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱。4.對(duì)于薄板，為防波浪變形，拼板時(shí)可以把薄板四周用短焊縫固定在平臺(tái)上，然后在兩側(cè)壓上重物，定位焊采用分段退焊法。返回一、制定焊接工藝的原則及內(nèi)容1.制定焊接工藝的原則2.制定焊接工藝的內(nèi)容返回制定焊接工藝的原則1）能獲得滿意的焊接接頭，保證焊縫的外形尺寸和內(nèi)部質(zhì)量都能達(dá)到技術(shù)條件的要求。2）焊接應(yīng)力與變形應(yīng)盡可能小，焊接后構(gòu)件的變形量應(yīng)在技術(shù)條件許可的范圍內(nèi)。3）焊縫可達(dá)性好，有良好的施焊位置，翻轉(zhuǎn)次數(shù)少。4）當(dāng)鋼材淬硬傾向大時(shí)，應(yīng)考慮彩預(yù)熱、后熱等措施防止焊接缺陷產(chǎn)生。5）有得于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，有利于采用先進(jìn)的焊接工藝方法

14、。6）有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。返回制定焊接工藝的內(nèi)容1）根據(jù)產(chǎn)品中各接頭焊縫的特點(diǎn)，合理地選擇焊接方法及相應(yīng)的焊接設(shè)備與焊接材料。2）合理地選擇焊接參數(shù)。3）合理地接材料。4）合理地選擇焊接熱參數(shù)。5）選擇或設(shè)計(jì)合理的燭工藝裝備。返回 二、焊接方法、焊接材料及焊接設(shè)備選擇1.選擇焊接方法：2.選擇焊接材料：3.選擇焊接設(shè)備：返回 三、焊接參數(shù)的選定1.分析材料的焊接性。2.考慮焊接熱循環(huán)對(duì)母材和焊縫的熱作用。3.確定合理的焊接方法。4.通過試驗(yàn)確定焊縫的焊接順序、焊接方向以及多層焊的熔敷順序等。5.參考現(xiàn)成的技術(shù)資料和成熟的焊接工藝。6.確定焊接參數(shù)不應(yīng)忽視焊接操作者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。返回四

15、、焊接熱參數(shù)的確定1.預(yù)熱：是焊前對(duì)焊件進(jìn)行全部或局部加熱。2.后熱：是焊后立即對(duì)焊件全部（或局部）利用預(yù)熱裝置進(jìn)行加熱到300500并保溫12h后空冷的工藝措施。3.焊后熱處理：是為了改善焊接接頭的組織和性能、消除殘余應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理。焊后熱處理的目的1）消除或降低焊接殘余應(yīng)力。2）消除焊接熱影響區(qū)的淬硬組織，提高焊接頭的塑性和韌性。3）促使殘余氫逸出。4）可提高斷裂韌度，但有些鋼會(huì)產(chǎn)生回火脆性5）提高結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性。6）增強(qiáng)構(gòu)件抵抗應(yīng)力腐蝕的能力。返回五、焊接工藝評(píng)定1.焊接工藝評(píng)定的目的：驗(yàn)證焊接工藝指導(dǎo)書的正確性。2.焊接工藝評(píng)定的條件與規(guī)則：3.焊接工藝評(píng)定的方法：4.焊接工藝評(píng)

16、定程序：返回重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定1）改變焊接方法。2）新材料或施焊單位首次焊接的鋼材。3）改變焊接參數(shù)。4）改變熱規(guī)范參數(shù)。返回焊接工藝評(píng)定程序（1）統(tǒng)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定的所有焊接接頭的類型及各項(xiàng)有關(guān)數(shù)據(jù)。（2）編制“焊接工藝指導(dǎo)書”或“焊接工藝評(píng)定任務(wù)書” （3）焊接試件的準(zhǔn)備（4）焊接設(shè)備及工藝裝備的準(zhǔn)備（5）焊工準(zhǔn)備（6）試件的焊接（7）焊接工藝評(píng)定試件的性能試驗(yàn)（8）編制“焊接工藝評(píng)定報(bào)告”返回編制“焊接工藝指導(dǎo)書”或“焊接工藝評(píng)定任務(wù)書”的內(nèi)容1）焊接工藝指導(dǎo)書的編號(hào)和日期2）相應(yīng)的焊接工藝評(píng)定報(bào)告的編號(hào)3）焊接方法及自動(dòng)化程度4）接頭形式，有無襯墊及襯墊材料牌號(hào)5）用簡

17、圖表明坡口、間隙、焊道分布和順序6）母材的鋼號(hào)、分類號(hào)7）母材熔敷金屬的厚度范圍8）焊接材料的選擇9）焊接位置、立焊的焊接方向10）預(yù)熱、層間溫度、焊后熱處理的溫度及保溫時(shí)間11）每層焊縫的焊接工藝參數(shù)12）焊接設(shè)備及儀表13）編制人和審批人的簽字、日期等返回 六、典型結(jié)構(gòu)的焊接工藝評(píng)定程序1.鍋爐、壓力容器的焊接工藝評(píng)定程序2.船舶結(jié)構(gòu)的焊接工藝評(píng)定程序返回鍋爐、壓力容器的焊接工藝評(píng)定程序（1）焊接工藝評(píng)定立項(xiàng)1）焊接工藝評(píng)定按焊接工藝方案立項(xiàng)2）按新產(chǎn)品施工立項(xiàng)3）按產(chǎn)品制造過程中的重大更改項(xiàng)（2）下達(dá)焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書（3）編制焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書（4）編制焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)執(zhí)行計(jì)劃（5）評(píng)定試板的焊接（6）評(píng)定試板的檢驗(yàn)（7）編寫焊接工藝評(píng)定報(bào)告返回船舶結(jié)構(gòu)的焊接工藝評(píng)定程序1）由造船廠設(shè)計(jì)所或有關(guān)技術(shù)部門根據(jù)產(chǎn)品的具體情況提出焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目并開列焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)申請(qǐng)單2）編寫試