焊接工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) - 圖文-

1、焊接工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)遼寧工程技術(shù)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料加工工程系二O一五年一月一、課程設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生進(jìn)行焊接工程師基本訓(xùn)練的重要組成部分,通過(guò)課程設(shè)計(jì),使學(xué)生具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和獨(dú)立進(jìn)行焊接工藝設(shè)計(jì)的基本技能,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,同時(shí)根據(jù)具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)技術(shù)條件,在掌握生產(chǎn)條件的前提下,正確的進(jìn)行焊接工藝設(shè)計(jì)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)也可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行收集技術(shù)資料、查找參考文獻(xiàn)等方面的綜合訓(xùn)練。本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是:1、根據(jù)課程設(shè)計(jì)題目的要求,制定產(chǎn)品的主要零部件的下料、加工工藝方案,確定零件的下料、加工方法及規(guī)范,編制施工工藝文件

2、;2、根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)條件,制定出裝配與焊接工藝,并編制指導(dǎo)生產(chǎn)的施工工藝方案;3、進(jìn)行裝配與焊接工藝裝備設(shè)計(jì)(包括選擇典型工夾具,并繪制出工裝工作圖;4、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),闡述工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟、工藝設(shè)計(jì)所遵循的原則及所做工藝設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)用性;5、根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和所選材質(zhì),在確定焊接工藝方案的條件下,提出焊接性試驗(yàn)、接頭的機(jī)械性能試驗(yàn)、焊接檢驗(yàn)的方案以及焊接工藝試驗(yàn)方案。二、焊接生產(chǎn)簡(jiǎn)介(一焊接生產(chǎn)及其在工業(yè)生產(chǎn)中的地位焊接時(shí)金屬連接的一種工藝方法。采用焊接的工藝方法把毛坯或零件、部件連結(jié)起來(lái),成為所要求的焊接構(gòu)件,這樣的生產(chǎn)過(guò)程叫做焊接生產(chǎn)。主要在焊接生產(chǎn)中可能包含著其它工藝方法,如機(jī)

3、械加工、鑄造、鍛壓等,但焊接工藝占據(jù)著主要地位,它的生產(chǎn)量(噸數(shù)往往是各種工藝方法中最大的。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前各國(guó)的焊接結(jié)構(gòu)的用鋼量,均已占其鋼材消費(fèi)的4060%。焊接生產(chǎn)和所有生產(chǎn)一樣,由勞動(dòng)者(體力勞動(dòng)者,腦力勞動(dòng)者利用工具、機(jī)器設(shè)備在一定生產(chǎn)場(chǎng)所,將原材料或零件毛坯,經(jīng)過(guò)一系列的加工過(guò)程,共中包括裝配焊接過(guò)程,制成焊接結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)的產(chǎn)品。其中許多是最終的產(chǎn)品,如大型球罐、廣播電視塔、煤氣柜、熱風(fēng)爐、洗滌塔、鋼水包等。更多是最終產(chǎn)品的主要部件,如焊接船殼、壓力容器承壓殼、油罐及底架、工業(yè)鍋爐爐體、龍門(mén)起重機(jī)的鋼橋梁等。也可以是最終產(chǎn)品的零件,如內(nèi)燃機(jī)車(chē)柴油機(jī)的機(jī)體、核電站壓力殼、水輪機(jī)的主軸、轉(zhuǎn)輪

4、和座環(huán)等。這些產(chǎn)品的加工工藝過(guò)程包括:原材料的檢驗(yàn)(復(fù)驗(yàn)入庫(kù),按產(chǎn)品技術(shù)要求合格的材料才許可轉(zhuǎn)入下一道工序;接著按按圖紙劃線(xiàn)(號(hào)料、下料(沖剪或切割、校正、坡口加工、卷板(彎曲或沖壓(成形以及號(hào)孔、鉆孔等零件加工過(guò)程;再將上述加工合格的零件、毛坯實(shí)行裝配焊接。進(jìn)一步充分體現(xiàn)了焊接成產(chǎn)的特點(diǎn)是其中心環(huán)節(jié)。由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)規(guī)模以及焊接技術(shù)的發(fā)展情況決定采用何種裝配焊接工藝和力法。如汽車(chē)駕駛室是薄板結(jié)構(gòu),大量生產(chǎn)、大多采用沖壓件,它決定了應(yīng)采用專(zhuān)用胎卡具的高效率裝配,應(yīng)采用快速、高質(zhì)量的電阻焊焊接工藝。又如對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪這種單件生產(chǎn)的巨型鑄焊復(fù)合結(jié)構(gòu),采用高生產(chǎn)率的電渣焊焊接工藝較為合理,如果限于條件

5、也可應(yīng)用手工焊、半自動(dòng)和自動(dòng)焊工藝。裝配焊接工藝對(duì)前期加工提出了要求,如轎車(chē)外殼,為外形美觀、做到準(zhǔn)確的裝配焊接和高生產(chǎn)效率,必須采用沖壓工藝加工零件。改進(jìn)裝配焊接工藝則可大大提高整個(gè)焊接生產(chǎn)的水平,達(dá)到高質(zhì)量、低消耗,所謂“低投入、高產(chǎn)出”獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪由手工焊改為電渣焊就是這方面的一個(gè)典型例證。貫穿整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的還有檢驗(yàn)工序。在生產(chǎn)加工的年工序之后都要進(jìn)行檢驗(yàn),稱(chēng)為工間的檢驗(yàn)。最后,制成品還要進(jìn)行總檢成品檢驗(yàn)。檢驗(yàn)是對(duì)生產(chǎn)實(shí)行有效監(jiān)督,從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。日前工業(yè)生產(chǎn)(包括焊接生產(chǎn)的質(zhì)量管理已經(jīng)內(nèi)最初的質(zhì)量檢驗(yàn)階段(19201945經(jīng)質(zhì)量控制階段(19451960發(fā)展

6、到全面質(zhì)量管理階段(1961年后。其要的內(nèi)容有:“設(shè)計(jì)過(guò)程的質(zhì)量管理”包括制定產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)(產(chǎn)品應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、為達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)需進(jìn)行的技術(shù)改進(jìn)措施等;設(shè)計(jì)(達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)的審查和工藝驗(yàn)證;組織新產(chǎn)品的鑒定;產(chǎn)品質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)分析以及技術(shù)文件的質(zhì)質(zhì)量保證。“制造過(guò)程的質(zhì)量管理”主要包括質(zhì)量“把關(guān)”和“預(yù)防”。所謂“把關(guān)”即通過(guò)各種技術(shù)檢驗(yàn),保證不合格的原材料、毛坯和半成品不投產(chǎn),不合格的零部件不轉(zhuǎn)下道工序,保證最終產(chǎn)品達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);所謂“預(yù)防”就是在檢驗(yàn)工件的基礎(chǔ)上通過(guò)工序、工藝質(zhì)量控制和驗(yàn)證、質(zhì)量分析等手段減少不合格品,形成穩(wěn)定生產(chǎn)合格品的制造過(guò)程。它通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程、合理選擇檢驗(yàn)方法、選用合格

7、的檢驗(yàn)人員和掌握質(zhì)量動(dòng)態(tài)進(jìn)行工作?！拜o助過(guò)程的質(zhì)量管理”指物資供應(yīng)的控制、工具供應(yīng)質(zhì)量管理和設(shè)備保養(yǎng)維修質(zhì)量等。“使用過(guò)程的質(zhì)量管理”,指售后服務(wù),如對(duì)用戶(hù)技術(shù)服務(wù)、產(chǎn)品使用效果和用戶(hù)需要的調(diào)查等。焊接生嚴(yán)質(zhì)量檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的不合格工藝、工序及成品,一般可以進(jìn)行改進(jìn)或修整。在推行全面質(zhì)量管理的條件下,依靠改進(jìn)生產(chǎn)工藝、修改設(shè)計(jì)、改進(jìn)原材料供應(yīng)等措施,返修率可縮減到最小。在焊接車(chē)間中生產(chǎn)的產(chǎn)品即焊接構(gòu)件可以是成品的零件,或者成品的部件,也可能是產(chǎn)品的主要部分。焊接工藝過(guò)程可用下面的框圖表示: 焊接生產(chǎn)是從材料入庫(kù)開(kāi)始,不論是基本材料或是輔助材料(如焊條、焊劑等都要按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行驗(yàn)收。對(duì)于重要的產(chǎn)

8、品材料還應(yīng)該根據(jù)規(guī)定進(jìn)行化學(xué)成分分析與力學(xué)性能試驗(yàn),驗(yàn)收合格后分類(lèi)儲(chǔ)存。零件的加工是按照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙和焊接工藝要求確定的,包括劃線(xiàn)(號(hào)料、切割、校正、坡口加工、鉆孔等工序。中間倉(cāng)庫(kù)用于存放加工好的半成品。裝配焊接時(shí)焊接生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié),一般情況下這兩個(gè)工序是交錯(cuò)進(jìn)行的,裝配-焊接的次序及所用的方法,一方面決定于產(chǎn)品,另一方面決定于生產(chǎn)的性質(zhì),改進(jìn)裝配-焊接工藝是提高焊接生產(chǎn)水平的關(guān)鍵。焊接檢驗(yàn)和修整是根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)條件進(jìn)行的,檢驗(yàn)分工序間的檢驗(yàn)和成品檢驗(yàn)兩個(gè)主要方面,它是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。焊接生產(chǎn)以涂裝和安裝成成品結(jié)束。(二焊接生產(chǎn)的組成及設(shè)計(jì)的基本任務(wù)焊接生產(chǎn)的基本組成是:制造產(chǎn)品所需

9、的材料;加工產(chǎn)品(改變金屬形狀、尺寸、性能和狀態(tài)以及保持流水生產(chǎn)必需的設(shè)備,供開(kāi)動(dòng)生產(chǎn)及運(yùn)輸設(shè)備和進(jìn)行金屬加工的各種動(dòng)力;進(jìn)行上述各項(xiàng)工作并合理組織工作人員;以及供產(chǎn)品、設(shè)備、工作人員等組織生產(chǎn)的場(chǎng)地面積?！安牧稀卑ǔ蔀楹附咏Y(jié)構(gòu)主體的金屬材料及填充材料、輔助材料。其中有各種金屬板材和型材;其它加工及外購(gòu)的零件毛坯和標(biāo)淮件;焊絲、焊條、焊劑、保護(hù)氣體、燃燒氣體以及為冷卻機(jī)器所用的水。“設(shè)備”不僅有主要的生產(chǎn)設(shè)備,如各種下料、成型機(jī)床,各種焊機(jī),清涂機(jī)械及檢驗(yàn)機(jī)器等,還有輔助設(shè)備,如裝配焊接用的輔助器具和工藝裝備?！皠?dòng)力”指各種形式的能量。如開(kāi)動(dòng)各種機(jī)器、焊接設(shè)備的電能;金屬熱成形的燃料;壓縮空

10、氣及蒸汽等。“工作人員”包括直接生產(chǎn)人員:基本工人電焊工、氣焊(割工、鉚工(放樣、剪切、下料、成形、裝配等等,輔助工人設(shè)備維修工、運(yùn)輸起重工、電工等;技術(shù)人員工程師、技術(shù)員、技師等。非直接生產(chǎn)人員:管理人員;服務(wù)人員勤雜工、倉(cāng)庫(kù)保管員、后勒人員等。技術(shù)檢驗(yàn)人員:檢驗(yàn)工,檢驗(yàn)技術(shù)人員等。完成生產(chǎn)工藝過(guò)程,制造產(chǎn)品全部必需的材料、設(shè)備和工作人只必須在一個(gè)嚴(yán)格按生產(chǎn)合理部署的場(chǎng)地里組織起來(lái),完成焊接生產(chǎn)、制造焊接結(jié)構(gòu)。(三焊接生產(chǎn)的類(lèi)別及其特點(diǎn)根據(jù)不同類(lèi)型產(chǎn)品的數(shù)量和每種產(chǎn)品的重復(fù)生產(chǎn)數(shù),可以把焊接生產(chǎn)分為:單件小批、中批、大批和大量生產(chǎn)。當(dāng)所設(shè)計(jì)的焊接生產(chǎn)大批量生產(chǎn)時(shí),生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量愈多,類(lèi)型愈少

11、。生產(chǎn)工藝過(guò)程應(yīng)擬定得很詳細(xì),以便于采用專(zhuān)門(mén)、復(fù)雜而高效率的設(shè)備和裝備,采用高生產(chǎn)率的裝配焊接方法,采用各種機(jī)械化的起重運(yùn)輸設(shè)備快速移動(dòng)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)和部件;生產(chǎn)的組織與調(diào)整也更先進(jìn)。所有這些都能導(dǎo)致獲得較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。愈接近單件生產(chǎn),產(chǎn)品數(shù)量愈少、類(lèi)型愈多,因而大多采用通用的裝配焊接或起重運(yùn)輸設(shè)備及各種用途的其它裝備;由于工人對(duì)產(chǎn)品熟悉程度和經(jīng)驗(yàn)不足,從而需要技術(shù)等級(jí)較高的工人,設(shè)備負(fù)荷也不均衡,這些都使其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較低。工業(yè)生產(chǎn)常按產(chǎn)品組織生產(chǎn),組成車(chē)間。如汽車(chē)廠,往往分為總裝配車(chē)間(分廠、車(chē)身車(chē)間(分廠、底盤(pán)車(chē)間(分廠、發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)間(分廠、車(chē)箱車(chē)間(分廠等等。在這些車(chē)間里往往設(shè)有焊接作業(yè)

12、線(xiàn)、焊接工段或焊接工位,這些作業(yè)線(xiàn)、工段、工位和其他加工工藝(如沖壓、成形、清洗、噴漆等的作業(yè)線(xiàn)、工段和工位混雜排列,組成產(chǎn)品的總的流水線(xiàn),這是大批量生產(chǎn)按流水線(xiàn)法制造產(chǎn)品時(shí)采用的生產(chǎn)組織方式。而在單件小批(或中批生產(chǎn)條件下,大多以生產(chǎn)工藝組成車(chē)間,如大電機(jī)廠、壓力容器廠、金屬結(jié)構(gòu)廠等,全廠的主要焊接工作都是在裝焊車(chē)間里完成。(四焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的材料加工工藝焊接結(jié)構(gòu)的零件絕大多數(shù)以金屬軋制材料(板料和型材為坯料,少部分以鑄件、鍛件和沖壓件為毛坯。后者除部分需機(jī)加工外,大多數(shù)可直接焊接,而不需要準(zhǔn)備工。但用軋制材料制造焊接結(jié)構(gòu)零件毛坯,在裝配焊接之前必須經(jīng)過(guò)一系列的加工,包括矯正(校直、劃線(xiàn)(號(hào)料

13、、切割(下料、邊緣加工、成形及彎曲、焊前坡口清理等。這些工序是必不可少的,其重要性在于材料準(zhǔn)備加加工的質(zhì)量將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。零件毛坯加工質(zhì)量不良時(shí),將增加裝配工作的困難。如毛坯件不符合圖紙要求,缺乏互換性,裝配前需要修整,這將大大降低生產(chǎn)效率。裝配質(zhì)量不好及坡口不合適(角度、鈍邊、間隙等是符合要求使焊接質(zhì)量降低,還可使結(jié)構(gòu)的外形尺寸、形狀不符要求。當(dāng)采用先進(jìn)的焊接工藝時(shí),要求尤為嚴(yán)格,否則將產(chǎn)生焊接缺陷。因此為獲得優(yōu)良的焊接產(chǎn)品和穩(wěn)定的焊接生產(chǎn)過(guò)程,應(yīng)制定合理的材料加工工藝。金屬材料加工的工作量在焊接生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比重,如在重型機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)中,約占全部加工工時(shí)的2560%。因此

14、提高材料加上工藝的機(jī)械化水平,采用先進(jìn)的加工方法,改善加工質(zhì)量,對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率有重要作用。各種加工工藝方法如下:1、鋼材矯正由于冷卻、儲(chǔ)存及運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)組織不當(dāng)使軋制材料發(fā)生所不希望的變形,如局部凸起,波浪、整體彎曲、板邊折彎、局部折彎等。變形的鋼材會(huì)影響到后續(xù)的劃線(xiàn)、號(hào)料、切割等工序的精確度。因此在制造結(jié)構(gòu)之前需對(duì)鋼材進(jìn)行矯正。根據(jù)工經(jīng)驗(yàn),10100%的鋼板和扁鋼和1520%的型材(角鋼、槽鋼、工字鋼需要矯正。而材料加工過(guò)程中可能引起零件毛坯產(chǎn)生變形(如切割加熱引起的扭曲變形,對(duì)這種變形的矯正稱(chēng)為第二次矯正。經(jīng)矯正,下料成形后送往裝配焊接工序的零件就是符合圖紙要求的零件。矯正是利用鋼材局部發(fā)

15、生塑性變形來(lái)消除原來(lái)所不希望的變形。由于矯正通常是在冷態(tài)下進(jìn)行,為避免鋼材冷矯量過(guò)大而喪失其塑性,鋼結(jié)構(gòu)制造規(guī)范中對(duì)冷矯正和冷彎曲量作了限制。通常規(guī)定冷矯正和冷彎曲的延伸率不得大于某一數(shù)值,如冷矯正相對(duì)變形量不大1%。為防止低溫下矯正和彎曲發(fā)生脆裂,規(guī)范還規(guī)定普通碳素結(jié)構(gòu)鋼在低于-16,低合金結(jié)構(gòu)鋼在低于-12時(shí),不得冷矯正和冷彎曲。超過(guò)上述范圍的矯正和彎曲,材料變形過(guò)大會(huì)影響其機(jī)械性能并使矯正和彎曲機(jī)床負(fù)荷過(guò)大,此時(shí)可采用加熱矯正和彎曲。通常加熱不超過(guò)900。加熱矯正后的低合金鋼必須緩慢冷卻,使金屬發(fā)生重結(jié)晶,塑性不會(huì)降低。 鋼材厚度從0.550mm,通常利用多輥鋼板矯正機(jī)進(jìn)行矯正,如圖2a

16、所示,輥?zhàn)訑?shù)目為511個(gè)。鋼板在空隙較板厚略小(可以調(diào)節(jié)的兩排輥?zhàn)又虚g通過(guò)。在垂直板的平面內(nèi)反復(fù)彎曲,使鋼板整體均勻的伸長(zhǎng),此伸長(zhǎng)消除原有的不平處,達(dá)記到矯正的目的。有一些鋼板(如4.5mm厚板是從工廠成卷供應(yīng)的,在投入焊接生產(chǎn)之前必須經(jīng)鋼板矯正機(jī)進(jìn)行矯正。矯正小的或中等的型材和軋制型材的機(jī)床同鋼板矯正機(jī)類(lèi)似,如圖2b所示。圖中是角鋼的矯正,對(duì)于兩翼分開(kāi)或并合,局部彎曲部可以使用該矯正機(jī)。但對(duì)于工字鋼和槽鋼這種機(jī)床僅用于慣性矩很小的面內(nèi)的矯正,其它面內(nèi)的矯正通常在調(diào)直壓力機(jī)(頂床上進(jìn)行,如圖2c所示。另外還有火焰矯正、高頻熱點(diǎn)矯正等方法。2、放樣、劃線(xiàn)與號(hào)料放樣是在制造金屬結(jié)構(gòu)之前,按照設(shè)計(jì)圖

17、紙,在放樣平臺(tái)上1:1比例,繪出結(jié)構(gòu)圖來(lái),其目的是:確定毛坯的下料尺寸;制作樣板,復(fù)雜的或曲面構(gòu)件(圓柱面、圓球面、圓錐面等制造時(shí),其外形尺寸是用樣板檢驗(yàn)的,同時(shí)大批量生產(chǎn)時(shí),可減輕劃線(xiàn)的工作量。劃線(xiàn)是將待加工零件毛坯尺寸劃在金屬上。劃線(xiàn)必須準(zhǔn)確,以保證加工的零件或結(jié)構(gòu)有要求的精度。劃線(xiàn)要恰當(dāng)排料、使原材料得以充分利用,將邊角廢料降低到最低限度。利用樣板進(jìn)行劃線(xiàn)和排料,工序簡(jiǎn)單,用樣板進(jìn)行劃線(xiàn)稱(chēng)為號(hào)料。當(dāng)用仿形樣板氣切下料或用數(shù)控氣割機(jī)自動(dòng)切割下料時(shí),可不用劃線(xiàn)和號(hào)料工序。3、切割制造焊接結(jié)構(gòu)時(shí),切割金屬(鋼板和型鋼,材料有碳鋼、不銹鋼、低合金鋼和有色金屬等的方法分為兩類(lèi):一類(lèi)為機(jī)械切割,包括

18、剪床、圓盤(pán)剪床、沖床、聯(lián)合沖剪機(jī)等的切割;另一類(lèi)為熱切割,包括氧-乙炔焰切割、等離于切割、激光切割、電子束切割及電弧切割等。4、彎曲及成形在金屬結(jié)構(gòu)制造中,彎曲及成形工作占很大的比重。制造某些焊接結(jié)構(gòu)時(shí),金屬材料的8090%需經(jīng)過(guò)彎曲及成形加工。如輸送管線(xiàn)、鍋爐、壓力容器和化工設(shè)備等部屬于這一類(lèi)結(jié)構(gòu)。鋼材彎曲成圓筒形和圓錐形部是在輥式彎板機(jī)(又稱(chēng)卷板機(jī)、輥床上進(jìn)行。目前制造的輥式彎板機(jī)可冷彎曲鋼板最大厚度達(dá)60mm和長(zhǎng)l3m(分為1.52m,2.53m,813m 幾種系列。這種彎板機(jī)有三輥和四輥兩種,我國(guó)多用三輥彎板機(jī)。這種彎板機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但鋼板的兩端有一直邊不能彎曲。如圖3a所示。直邊的寬度

19、決定于三輥彎板機(jī)下面兩輥的中心距離,如圖3b所示。三輥彎板機(jī)的上輥軸承是可拆卸的,以便調(diào)節(jié)上輥與下輥間的距離。當(dāng)上輥與下輥平行時(shí),可加工出圓筒形工件;如上輥中心線(xiàn)與下輥中心線(xiàn)成一角度時(shí),則可加工出圓錐形工件。為消除滾圓的直邊,鋼板彎曲加工前必須用手工或壓力機(jī)預(yù)先加以彎曲,也有用預(yù)先制好的圓柱形厚鋼板模,在三輥彎扳機(jī)上預(yù)彎鋼板頭,如圖3b所示。采用四輥彎板機(jī)可以便滾圓直邊大大減小,此時(shí)直邊相當(dāng)于l2倍板厚,如圖3c所示。 圖3 彎板機(jī)工作示意圖冷彎曲加工型鋼和鋼管,需在輥?zhàn)由蠋в邢鄳?yīng)溝槽的型鋼彎曲機(jī)上完關(guān)系上進(jìn)行。小批量生產(chǎn),可在加熱狀態(tài)下,在平臺(tái)上用手工進(jìn)行彎曲,為防止坍陷,彎曲前管內(nèi)要充滿(mǎn)沙

20、子等填充物。復(fù)雜曲面形狀的成形加工通常在壓力機(jī)上進(jìn)行。如壓制球形封頭或大型球罐的球瓣片時(shí),通常冷或加熱成形。在大型水壓機(jī)上,利用上下模正確定位,加壓成形。沖模對(duì)以更換,以滿(mǎn)足不同形狀工件的需要。5、清理清除零件表面上的銹、氧化物和油污是焊接生產(chǎn)中不可忽視的一項(xiàng)工作。這項(xiàng)工作沒(méi)有徹底進(jìn)行或被省略,是造成質(zhì)量問(wèn)題,甚至造成廢品的重要原因之。清理方法有兩類(lèi),分別是機(jī)械清理和化學(xué)清理。(五焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的裝配工藝裝配工序是焊接結(jié)構(gòu)制造中的重要工序,約占結(jié)構(gòu)制造總工時(shí)的2535%。它的下一道工序是焊接,因此裝配質(zhì)量直接影響到焊接質(zhì)量,進(jìn)而影響整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。裝配工藝是將組成結(jié)構(gòu)的零件以正確的相互位置加

21、以固定成組件、部件或結(jié)構(gòu)的過(guò)程。裝配焊時(shí)零件的固定通常用點(diǎn)固焊和裝配(或裝配焊接夾具或裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。在用點(diǎn)固焊固定零件時(shí),對(duì)點(diǎn)固焊有強(qiáng)度和剛性要求,即點(diǎn)固好的零件,從裝配夾具中取出并運(yùn)到焊接工位后不能開(kāi)焊或超過(guò)規(guī)定的變形。點(diǎn)固焊點(diǎn)還應(yīng)能減少焊接變形。點(diǎn)固焊點(diǎn)的位置和尺寸應(yīng)以不影響焊接接頭和結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為原則。因此,點(diǎn)固焊點(diǎn)的截面尺寸不宜太大,盡量布置在基本焊縫所在位置,以便焊縫施焊后能將其全部重熔。如果點(diǎn)固焊必需布置在將來(lái)不設(shè)焊縫的位置,則結(jié)構(gòu)焊完后,應(yīng)將點(diǎn)固焊縫除掉,并仔細(xì)清理表面。由于在裝配焊接夾具中裝配完后,并不取出結(jié)構(gòu)即進(jìn)行焊接,所以很多場(chǎng)合不需要點(diǎn)固焊。裝配工作通常在平臺(tái)、支架、專(zhuān)門(mén)裝配

22、臺(tái)或裝配夾具(或裝置中進(jìn)行,利用專(zhuān)門(mén)夾具或裝置來(lái)進(jìn)行裝配不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,而且改善裝配質(zhì)量。裝配或裝配焊接夾具的選用取決于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)條件、采用何種制造工藝以及產(chǎn)品生產(chǎn)性質(zhì)等因素。1、按焊接裝配順序?qū)ρb配工藝的分類(lèi)(a由單獨(dú)零件逐件組裝成結(jié)構(gòu)之后再進(jìn)行焊接。這是單件小批生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品常用的方法,如一些機(jī)器結(jié)構(gòu)的裝配。(b一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu),由單獨(dú)零件適件組裝,并焊接再裝配,即裝配焊接交替進(jìn)行,逐漸完成整個(gè)結(jié)構(gòu)的制造。許多單件小批生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)都用這種辦法進(jìn)行裝配,如大型立式儲(chǔ)油罐的工地建造,球形容器的工地建造等。(c由部件組裝成結(jié)構(gòu)的裝配過(guò)程。結(jié)構(gòu)分成若干組件、部件,將各個(gè)組件、部件單獨(dú)裝

23、配焊接合格后,再將其總裝配成結(jié)構(gòu),焊接總裝配焊縫。在大批大量生產(chǎn)條件下,如鐵路油罐車(chē)、敞車(chē)、汽車(chē)駕駛室的生產(chǎn)都采用這種分部件裝配法。即使一些小批生產(chǎn)的結(jié)構(gòu),也盡量創(chuàng)造條件采用這種裝配法,如巨型輪船的鋼結(jié)構(gòu)裝配焊接。2、裝配中的定位焊定位焊是將正確定位并壓緊的零件用焊接方式將其連成一體,以保證拆除壓緊后,零件相對(duì)位置的正確性,保證焊接工序的正確實(shí)施。因焊縫呈點(diǎn)狀,也稱(chēng)點(diǎn)固焊。由于是以連接零件為目的,不是正式焊接,因此要注意以下幾點(diǎn):(a定位焊縫通常會(huì)被覆蓋在正式焊縫中,因此要選擇與正式焊縫相同的焊接材料,并盡量選擇相同的焊接方式;(b定位焊縫比較短小,為保證焊透,應(yīng)選直徑小于4mm的焊條或直徑小

24、于1.2mm 的焊絲,應(yīng)使電流比正式施焊時(shí)下調(diào)1015%;(c如定位焊有未焊透、未熔合、夾渣、氣孔及裂紋等缺陷,應(yīng)鏟掉后重焊;(d起弧和收弧應(yīng)圓滑過(guò)渡,以避免造成正式焊縫的未焊透、夾渣等缺陷;(e定位焊縫的位置,以可靠固定、連接零件為原則,一般在有正式焊縫的位置進(jìn)行定位焊;(f定位焊縫的尺寸一般根據(jù)板厚選取,具體數(shù)值可參考表1。表1 定位焊縫尺寸(mm (六焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的焊接工藝焊接工藝的制定要解決以下問(wèn)題:(a待制產(chǎn)品各焊接接頭合理的焊接方法的選擇并確定相應(yīng)的焊接材料。(b制定合理的焊接工藝參數(shù)。例如在手弧焊時(shí),包括焊條直徑,焊接電流和電壓(弧長(zhǎng)、焊接速度、焊縫施焊次序、每條焊縫中焊接層數(shù)、

25、每層焊道數(shù)目及其施焊次序等;在埋弧焊時(shí)還應(yīng)包括熔劑的種類(lèi);在CO2等氣體保護(hù)焊時(shí)還包括氣體種類(lèi)、焊絲干伸長(zhǎng)度、氣體流量等。(c制定其他的熱參數(shù)。如層間溫度、是否要預(yù)熱、后熱、中間加熱及焊后熱處理,以及其加熱溫度、加熱時(shí)間、加熱部位及冷卻要求等。(d擬定焊接工藝中所需采用的措施及選用的焊接胎卡具與輔助裝置。制定焊接工藝應(yīng)遵循以下原則:獲得合格的焊接接頭,包括外形尺寸、強(qiáng)度、剛度等方面的要求;焊接變形小于技術(shù)條件的規(guī)定;焊接應(yīng)力應(yīng)當(dāng)盡可能小;翻轉(zhuǎn)工件次數(shù)少,或利用胎卡具及焊接輔助裝置使焊縫處在最有利的施焊位置;可焊到性好,焊工施焊方便;生產(chǎn)效率高,且生產(chǎn)成本低,有好的經(jīng)濟(jì)效益等。(七容器與設(shè)備的接

26、頭設(shè)計(jì)1、容器主體的焊接接頭(a不等厚板對(duì)接結(jié)構(gòu)(b 圖6 筒體與平封頭的單面焊接頭圖7 筒體與平封頭的雙面焊(c筒體與凸形封頭的連接圖8 圓筒與封頭的連接 3、安放式接管焊接結(jié)構(gòu) 5、容器支座及其與主體的連接6、焊接接頭的設(shè)計(jì)原則 合理選擇接頭型式 焊縫填充金屬應(yīng)盡量少 合理選擇坡口角度、鈍邊高、根部間隙等結(jié)構(gòu)尺寸,有利于坡口加工和焊透。 按等強(qiáng)度要求,接頭的強(qiáng)度應(yīng)不低于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的強(qiáng)度下限值。 焊縫外形應(yīng)盡量連續(xù)、圓滑過(guò)渡,以減少應(yīng)力集中。 (八焊縫符號(hào)及其表示方法焊接圖是焊接施工所用的工程圖樣施工和工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須了解焊接結(jié)構(gòu)中焊縫符號(hào)及其表示方法。如圖14所示是兩個(gè)支座的焊接圖,其中多

27、處標(biāo)有焊縫符號(hào),說(shuō)明了焊接結(jié)構(gòu)在加工制作時(shí)的基本要求,可供課程設(shè)計(jì)時(shí)參考。 圖14 支座焊接圖例1、焊縫符號(hào)的組成與表示為簡(jiǎn)化圖樣,同一焊接施工圖上標(biāo)注代號(hào),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB324-88規(guī)定了焊縫符號(hào)表示法。焊縫符號(hào)一般由基本符號(hào)和指引線(xiàn)組成,必要時(shí)可加輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸和數(shù)據(jù)。(1基本符號(hào)表示焊縫端面形狀的符號(hào),如表2所示。 (2輔助符號(hào)表示焊縫表面形狀特征的符號(hào),如表2所示。 (3補(bǔ)充符號(hào)為補(bǔ)充說(shuō)明焊縫某些特征而采用的符號(hào)。(4焊縫尺寸符號(hào)用來(lái)代表焊縫的尺寸要求,當(dāng)需要標(biāo)明尺寸時(shí)按此方法標(biāo)注。表3 (5指引線(xiàn)由箭頭線(xiàn)和基準(zhǔn)線(xiàn)組成,箭頭指向焊縫處,基準(zhǔn)線(xiàn)由兩條相互平行的細(xì)實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)組成

28、,如圖15所示。 圖15 焊縫符號(hào)的指引線(xiàn)及尺寸符號(hào)標(biāo)注位置 2、焊縫符號(hào)的應(yīng)用實(shí)例 (1對(duì)接接頭焊縫形式如圖16(a 所示,焊縫符號(hào)標(biāo)注如圖(b 所示。表明采用代頓變得V 形坡口對(duì)接焊縫,坡口角度為,根部間隙為b ,鈍邊高度為p ,工件周?chē)┖浮?(2T 型接頭 焊縫形式如圖17(a 所示,焊縫符號(hào)標(biāo)注如圖(b 所示。表明T 型接頭采用對(duì)接斷續(xù)角焊縫,其 中n 表示焊縫段數(shù)。l 表示 每段焊縫長(zhǎng)度,e 為焊縫段的間距,K 表示焊腳尺寸。(3角接接頭 焊縫形式如圖18(a 所示,焊縫符號(hào)標(biāo)注如圖(b 所示。表明角接接頭雙面焊縫。接頭的上側(cè)為帶鈍邊的單邊V 型焊縫,坡口角度為,根部間隙為b ,鈍

29、邊高度為p ;接頭下側(cè)為角焊縫,焊縫表面凹陷,焊腳尺寸為K 。三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 焊接工藝設(shè)計(jì)是焊接生產(chǎn)的主要組成部分,焊接工藝設(shè)計(jì)的好壞直接影響到焊接產(chǎn)品的質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟如下: (一結(jié)合設(shè)計(jì)題目須掌握和了解的內(nèi)容1、根據(jù)設(shè)計(jì)題目任務(wù)書(shū),全面了解設(shè)計(jì)的任務(wù)要求和主要內(nèi)容;2、熟悉題目所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖紙,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),服役條件。所要求的使用性能,焊接生產(chǎn)技術(shù)條件和產(chǎn)品材質(zhì)等原始資料;3、掌握產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn),零部件組成,各零件的尺寸、形狀、精度標(biāo)準(zhǔn)以及該產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn);4、了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)行生產(chǎn)工藝條件以及生產(chǎn)過(guò)程中所存在的問(wèn)題;5、了解目前國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù),在設(shè)計(jì)

30、過(guò)程中在不考慮現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件的情況下,可能采取的先進(jìn)技術(shù)。(二產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析,繪制產(chǎn)品的工作圖熟悉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖,合理確定焊接位置,保證在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下進(jìn)行焊接及接頭探傷;1、根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn),合理地確定接頭形式和焊縫尺寸,必要時(shí)可根據(jù)結(jié)構(gòu)工作條件進(jìn)行接頭強(qiáng)度的校核驗(yàn)算。如發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度滿(mǎn)足不了要求時(shí),可改變接頭形式及焊縫尺寸,以滿(mǎn)足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求;2、根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作條件,正確分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性和工藝性。如發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不符合工藝要求時(shí),可提出改進(jìn)措施,保證結(jié)構(gòu)具有良好的工藝性。同時(shí)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)條件,結(jié)合目前現(xiàn)有生產(chǎn)條件,分析能否滿(mǎn)足該產(chǎn)品的生產(chǎn)要求;3、繪制產(chǎn)品總裝圖,并準(zhǔn)確地畫(huà)出焊接接頭形式及焊接尺寸。

31、(三產(chǎn)品材料的焊接性分析1、掌握產(chǎn)品材料的種類(lèi)、化學(xué)成分、機(jī)械性能、規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn);2、根據(jù)材料的成分、性能和結(jié)構(gòu)的技術(shù)條件,全面分析金屬的焊接生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的問(wèn)題,分析材料的抗裂性、焊接接頭的組織性能。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算材料的抗裂性和接頭的淬硬傾向;3、根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),分析是否采用焊接工藝評(píng)定,如需采用,應(yīng)評(píng)定哪些指標(biāo);4、提出采取的試驗(yàn)方法來(lái)判斷材料的焊接性;5、分析該焊接結(jié)構(gòu)在焊接生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的應(yīng)力與變形情況,并提出應(yīng)采取的措施來(lái)解決。(四備料加工工藝制定備料是裝配焊接的焊前準(zhǔn)備工作,也稱(chēng)為零件加工工藝,其內(nèi)容如下:1、制定材料校直、調(diào)平所用設(shè)備和型號(hào);2、按圖紙進(jìn)行放樣(1:1,如劃線(xiàn)、沖孔

32、和展開(kāi)等;3、按照放樣下料,制定下料工藝(剪切、氣割及選擇下料所用設(shè)備;4、提出零件加工的質(zhì)量要求(包括尺寸、精度和余量等;5、制定零件成型工藝,選擇成型設(shè)備、成型方法(冷或熱;6、選擇坡口加工、孔加工設(shè)備,確定坡口尺寸;7、選擇零件清理、除銹方法,如清理毛刺、手工除銹、機(jī)械除銹、噴砂和酸洗等。(五裝配與焊接工藝分析1、根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)有生產(chǎn)條件,分析焊接生產(chǎn)中可能存在的技術(shù)問(wèn)題,如焊接方法、焊接材料以及各項(xiàng)技術(shù)措施達(dá)不到要求,控制焊接應(yīng)力與變形的手段是否合適等;2、根據(jù)所存在的問(wèn)題,提出應(yīng)采取的工藝措施;3、根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的技術(shù)條件、現(xiàn)行生產(chǎn)技術(shù)資料和生產(chǎn)條件(如技術(shù)文件、焊接設(shè)備與工裝、

33、焊接生產(chǎn)水平等,提出可行的23個(gè)焊接工藝方案,通過(guò)對(duì)比提出最佳方案。(六焊接工藝設(shè)計(jì)焊接工藝設(shè)計(jì)的目的是運(yùn)用現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)和先進(jìn)的工藝方法解決諸如零件下料、裝配、焊接過(guò)程中的問(wèn)題,編制一套裝配焊接工藝路線(xiàn),以獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品,其主要的方法和內(nèi)容如下:1、根據(jù)結(jié)構(gòu)圖,將產(chǎn)品按生產(chǎn)工藝流程分成若干組件、零件,并用系統(tǒng)圖表示;2、選擇和確定裝配焊接方案,確定合理的工藝順序;3、根據(jù)零件的裝配工藝流程選擇檢驗(yàn)方法、制定檢驗(yàn)程序,并確定焊縫級(jí)別;4、選擇零件加工、組件裝配和裝配-焊接所需要的設(shè)備以及其它生產(chǎn)設(shè)備(如氣割、鉆孔、刨邊等;5、根據(jù)所選定的焊接方法和設(shè)備選擇合適的焊接材料、焊接規(guī)范參數(shù)等。(七

34、裝配-焊接工藝裝備的設(shè)計(jì)與選用1、工裝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下問(wèn)題1產(chǎn)量的大小(單件、小批或批量:如果大批量生產(chǎn),必須采用專(zhuān)用工裝,以滿(mǎn)足批量生產(chǎn)的要求;如小批量生產(chǎn),需設(shè)計(jì)通用的工藝裝備;2產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸和要求的精度、變形的程度以及工藝順序等,這些因素決定了是否使用工藝裝備、工藝裝備的類(lèi)型和規(guī)格等;2、對(duì)工裝性能的要求1工裝可分為:裝配夾具、焊接夾具、裝配焊接夾具三種類(lèi)型。其中,裝配夾具是指將工件按工序裝夾在一起,然后在夾具上點(diǎn)固焊,再將結(jié)構(gòu)從夾具上取下來(lái)焊接(可能裝在焊接夾具上,也可能不裝在焊接夾具上,這種夾具只是起到把零件組裝在一起的作用;焊接夾具是將已裝配好的零部件,在其上施焊的夾具,要盡量選擇將工件定位在平焊位置;裝配-焊接夾具是零部件裝配與焊接都在其上完成的夾具;2夾具既能夠保證裝配與焊接的順利進(jìn)行,又能保證零件裝配位置、防止焊接變形及保證尺寸精度;3夾具應(yīng)能保證容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動(dòng)化,并能起到改善勞動(dòng)條件、保證產(chǎn)品質(zhì)量、和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的作用;4選用或設(shè)計(jì)的夾具必須與車(chē)間的生產(chǎn)設(shè)備條件相配合,如車(chē)間的運(yùn)輸能力、吊裝的噸位等。3、夾具的設(shè)計(jì)方法及步驟1裝配焊接