焊接結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)匯編

1、生產(chǎn)實(shí)習(xí)與焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn) 機(jī)電工程系 于有生1.生產(chǎn)實(shí)習(xí)2.焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn) 1.生產(chǎn)實(shí)習(xí)（1）實(shí)習(xí)目的（2）實(shí)習(xí)任務(wù)（3）實(shí)習(xí)內(nèi)容（1）實(shí)習(xí)目的 生產(chǎn)實(shí)習(xí)是材料成型與控制工程專業(yè)的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)生了解國情、接觸社會(huì)、接觸企業(yè)，進(jìn)一步了解本專業(yè)的機(jī)會(huì)，也是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析解決工程實(shí)際問題的能力重要環(huán)節(jié)（2）實(shí)習(xí)任務(wù) 1為專業(yè)課學(xué)習(xí)建立實(shí)踐基礎(chǔ) 2培養(yǎng)調(diào)查研究能力和理論聯(lián)系實(shí)際作風(fēng)（3）實(shí)習(xí)內(nèi)容 機(jī)械加工工藝 沖壓成型工藝 體積成型工藝 塑料成型工藝 材料焊接工藝 模具制造等2.焊接、焊接結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)（1）現(xiàn)代工程材料的連接技術(shù)（2）材料連接工藝方法（3）焊接材料研究設(shè)計(jì)與制造（

2、4）焊接結(jié)構(gòu)研究設(shè)計(jì)與制造（5）焊接自動(dòng)化（6）焊接表面工程（1）現(xiàn)代工程材料的連接技術(shù)一.被焊材料的種類：金屬材料：合金鋼、鑄鐵和鋁，銅，鈦等有色金屬無機(jī)非金屬材料：陶瓷材料二.連接的類型同種材料連接異種材料連接三.材料的焊接性能不能焊？好不好焊？四.基本理論焊接冶金學(xué) 焊接金屬學(xué) 焊接傳熱學(xué)（2）材料連接工藝方法一.傳統(tǒng)焊接工藝方法 電弧焊（手工電弧焊， C2O焊，埋弧自 動(dòng)焊，氬弧焊，等離子弧焊） 壓力焊（點(diǎn)焊，對(duì)焊，縫焊，摩擦焊等） 釬焊（軟釬焊，硬釬焊，釬料，釬劑等） 超聲波焊接 電子束焊接 激光焊接，電渣焊 太陽能焊接等二.現(xiàn)代焊接工藝技術(shù)進(jìn)展 攪拌摩擦焊 復(fù)合焊接（激光焊與氬弧焊

3、復(fù)合，激光焊與等離子弧焊復(fù)合)（3）焊接材料研究設(shè)計(jì)與制造一.焊接材料的種類 藥皮焊條，焊劑，焊絲，藥芯焊絲，焊接陶瓷襯墊等二.焊接材料的生產(chǎn) 配方調(diào)整，原材料粉碎，球磨，混料，涂壓，烘干，燒結(jié)，包裝等過程三.焊接材料的研究與設(shè)計(jì)焊接材料的組成（焊絲，藥皮）焊接材料組分對(duì)焊接過程和焊接質(zhì)量的影響焊接材料配方的研制（4）焊接結(jié)構(gòu)研究設(shè)計(jì)與制造一.焊接結(jié)構(gòu)的種類 大型焊接結(jié)構(gòu)有橋梁，壓力容器，船舶，汽車，鐵路，機(jī)車和車輛，建筑結(jié)構(gòu)（如鳥巢），航天器，石油天然氣輸送管道，水電大壩閘門等。 鋼產(chǎn)量的70用于制造焊接結(jié)構(gòu)，全國鋼產(chǎn)量5億多噸二.焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：焊接結(jié)構(gòu)制造：分段制造，現(xiàn)

4、場整體安裝。分段的大小取決于運(yùn)輸，起重和吊裝的能力三.分段制造的過程原材料進(jìn)場檢驗(yàn)，焊接工藝實(shí)驗(yàn)，材料預(yù)處理，鋼材拼接，下料，成型，部件組裝（點(diǎn)固焊），焊接，焊接檢驗(yàn)，補(bǔ)焊修復(fù)，消除焊接應(yīng)力和焊接變形矯正，出廠。四.整體安裝制造過程分段結(jié)構(gòu)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場吊裝，定位，鋪設(shè)陶瓷焊接襯墊，大合攏焊縫焊接（實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型），焊接檢驗(yàn)等。五.焊接結(jié)構(gòu)制造的要求（1）焊接應(yīng)力與變形（2）焊接結(jié)構(gòu)的制造精度（3）焊接結(jié)構(gòu)的疲勞特性（4）焊接結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行監(jiān)測大型反潛艦地對(duì)地導(dǎo)彈導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦核潛艇半潛式鉆井平臺(tái)導(dǎo)管架鉆井平臺(tái)可控水翼高速水翼船磁懸浮列車BOEING 747.400客機(jī)13葉片轉(zhuǎn)輪同樣，三峽水電站

5、的電機(jī)定子座和蝸殼的結(jié)構(gòu)也是巨大的，其中：電機(jī)定子座直徑22m，高6m，重832噸，是在我國焊接的最大鋼結(jié)構(gòu)機(jī)座。圖為三峽水電站電機(jī)定子吊裝入機(jī)坑。蝸殼進(jìn)水口直徑12.4m，總重量750噸，為世界最大、最重的焊接蝸殼。圖為三峽水電站焊接中的蝸殼 永久船閘是長江三峽水利樞紐工程中的三大工程之一，屬于關(guān)鍵的通航建筑物，建成后可通萬噸船隊(duì)，極大地改善長江武漢至重慶段的航運(yùn)條件。永久船閘設(shè)計(jì)為南北兩線五級(jí)連續(xù)船閘，呈階梯型在大壩上由高到低排列，每一線由5個(gè)閘室、6個(gè)閘首、12扇閘門組成，總長6422米。船閘閘門門體之大，號(hào)稱“天下第一”?！疤煜碌谝婚T”高38.5米，寬20.2米，厚3.0米。三峽永久閘

6、門是人字門，工程要求兩扇門緊閉后，僅靠不銹鋼墊塊的凹凸面精密吻合來承受上萬噸水的壓力，而且要不泄不漏，對(duì)工藝、精度的要求十分高。為此，每扇門的焊縫總長度達(dá)到1.15萬米，而誤差卻只能有幾個(gè)毫米。 在橋梁和高層建筑方面，焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也取得很大的進(jìn)步。 2003年建成通車的“世界第一拱橋”上海盧浦大橋，全長3,900m，跨度550 m，為世界跨度最大的全焊鋼結(jié)構(gòu)拱橋，用3.4萬噸厚度為30-100mm的細(xì)晶粒鋼焊接而成。 2008年4月28日，全長32.4公里、主跨1088米的蘇通大橋通車一刻，就成為世界最大跨徑斜拉橋，創(chuàng)造了最深橋梁樁基礎(chǔ)、最高索塔、最大跨徑、最長斜拉索等4項(xiàng)斜拉橋世界紀(jì)錄，它

7、是中國由“橋梁建設(shè)大國”向“橋梁建設(shè)強(qiáng)國”轉(zhuǎn)變的標(biāo)志性建筑。2008年5月1日，我國自行設(shè)計(jì)、建造和管理的世界最長跨海大橋杭州灣跨海大橋全線通車。杭州灣跨海大橋北起嘉興市海鹽鄭家埭，跨越杭州灣海域，止于寧波市慈溪水路灣，全長36公里。 杭州灣跨海大橋主體工程2003年開工，2007年6月貫通。全線通車比計(jì)劃時(shí)間提前了8個(gè)月工程總投資118億元。大橋建設(shè)中共獲得250多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新成果，形成了9大系列自主核心技術(shù)，創(chuàng)造了多項(xiàng)世界第一。 現(xiàn)在正在建設(shè)的武漢天興洲長江大橋，全長11公里，大橋上層為6車道公路，下層為可并列行駛四列火車的鐵道，它可以算是世界上目前跨度最大、荷載最大的公路鐵路兩用斜拉橋。

8、在重慶，我國建設(shè)的巫山長江大橋全長612.2米，不僅是長江上唯一的“彩虹橋”，更是世界上跨度最大的中承式鋼管拱橋。 在南京，正在建設(shè)的大勝關(guān)長江大橋也在創(chuàng)造世界鐵路橋的新紀(jì)錄，火車通過長江的速度將達(dá)到每小時(shí)300公里，而且這座橋同時(shí)可以搭載六線軌道，是世界上載重最大的鐵路橋梁。 武漢天興洲長江大橋（在建1）武漢天興洲長江大橋（在建2）2007年9月，高492米的上海環(huán)球金融中心封頂，成為我國大陸第一高樓。上海的金茂大廈是我國大陸目前第二高的摩天大樓，共有88層，高420米。 兩座大樓均采用焊接鋼結(jié)構(gòu)框架。 2003.10.17在臺(tái)北竣工的101層的臺(tái)北金融大樓成為目前新的世界第一高樓。 世界高

9、樓協(xié)會(huì)于2004.10.8頒發(fā)給臺(tái)北市新地標(biāo)101大樓“世界第一高樓”的證書，確認(rèn)該大樓在世界4項(xiàng)高樓指標(biāo)中，拿下世界最高建筑物、世界最高使用樓層和世界最高屋頂高度3項(xiàng)世界第一。 這座大樓高508米。全球具有代表性的摩天大樓，不論是已經(jīng)不存在的世貿(mào)大樓，或是帝國大廈、馬來西亞雙塔等大樓所在地，都是在沒有地震、臺(tái)風(fēng)的地方，而且地質(zhì)相當(dāng)堅(jiān)硬。而臺(tái)北市處于地震、臺(tái)風(fēng)、斷層帶。在艱困的環(huán)境中蓋出目前全球最高的建筑物，在工程技術(shù)、管理上展現(xiàn)的能力，值得大書特書。阿聯(lián)酋迪拜塔的開發(fā)商艾馬爾地產(chǎn)公司宣布，迪拜塔已成為世界上最高的獨(dú)立式建筑，其高度已達(dá)555米，超過了曾保持著世界最高獨(dú)立式建筑紀(jì)錄的553米高

10、的加拿大多倫多電視塔。欲破中國第一高紀(jì)錄的建筑高度達(dá)580米的“上海中心” 大廈項(xiàng)目正在為實(shí)現(xiàn)年內(nèi)開工做著各項(xiàng)準(zhǔn)備。 鳥巢使用的材料是河南舞鋼特種鋼廠自主創(chuàng)新、具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)低合金高強(qiáng)度鋼Q460鋼材。 Q460是國內(nèi)在建筑結(jié)構(gòu)上首次使用的鋼材；并且是首次使用厚度達(dá)到110毫米的Q460鋼板。鳥巢在建過程中“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)使用了4.2萬噸高質(zhì)量鋼材?！傍B巢”的建設(shè)關(guān)鍵在于焊接，在高峰時(shí)段會(huì)有420多個(gè)工人同步進(jìn)行焊接作業(yè)。北京國家大劇院，其橢球形穹頂長軸212.2m, 短軸143.64m,高46.28m，地下最深32.50米，焊接鋼結(jié)構(gòu)的總重量達(dá)6,475噸，為世界最大的穹頂。國家大劇院主體

11、建筑為獨(dú)特的殼體造型，殼體表面由18398塊鈦金屬板和1226塊超白玻璃巧妙拼接，營造出舞臺(tái)帷幕徐徐拉開的視覺效果 我國的造船業(yè)在過去的22年里有了很大的發(fā)展，1985年的造船總噸位50萬噸，2007年的造船總噸位為1900萬噸，占了世界船舶市場23%的市場份額，成為世界的第三造船大國。這是在造船行業(yè)中大力推廣先進(jìn)、高效焊接技術(shù)的成就。 同時(shí)我國也制造了一些過去未曾建造過的大型的和特殊功能的艦船。如圖所示的是我國建造的最大載重量之一的30萬噸超大型原油船，長333m，寬58m。 圖為國產(chǎn)最大的半冷半壓液化氣船，總長154.98米，型寬23.10米，載重量17,900噸，其中3個(gè)液態(tài)貨罐采用了厚

12、度為30-35mm的 13MnNi63低溫鋼焊接而成，工作溫度為-48, 總?cè)莘e16,500立方米。 在壓力容器的焊接制造方面我國也取得很大進(jìn)步。 圖為焊接制造的總重量達(dá)千噸級(jí)、壁厚280mm的大型熱壁加氫反應(yīng)器：這是焊接制造的600MW熱電站鍋爐，其汽包長30m，壁厚203mm，重250噸 這是國內(nèi)最大的空間環(huán)境模擬裝置，它是一個(gè)大型不銹鋼整體焊接結(jié)構(gòu)，主艙是一個(gè)直徑18m，高22m的真空容器，輔艙直徑12m，如圖所示 。我國發(fā)射的“神舟”號(hào)載人飛船都曾在這個(gè)模擬艙中進(jìn)行過試驗(yàn)。 “神舟”號(hào)載人飛船和長征系列運(yùn)載火箭的燃料箱，都是全焊接的鋁合金結(jié)構(gòu)。 “神州號(hào)”返回艙采用了先進(jìn)的耐高溫材料和

13、先進(jìn)的焊接技術(shù)神州六號(hào)返回艙中亞天然氣管道竣工 上述的一些大型結(jié)構(gòu)例子都是我國近年來焊接的最大、最重、最長、最高、最厚、最新的具有代表性的重要產(chǎn)品。它們的制造成功表明我國焊接技術(shù)水平有了明顯的提高，焊接在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著無可替代的重要作用。 （5）焊接自動(dòng)化一.焊接過程自動(dòng)化自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線焊接機(jī)器人焊接工藝裝置：焊接操作機(jī) 焊接翻轉(zhuǎn)機(jī) 焊接滾輪架 二.焊接質(zhì)量控制焊接過程參數(shù)保持恒定或按一定的規(guī)律變化焊接電源及其控制焊接電弧傳感器（焊接電流，電壓，弧長，焊炬姿態(tài)等）三.焊接自動(dòng)控制的發(fā)展方向硬件基礎(chǔ)：微型計(jì)算機(jī)，單片機(jī)，工控機(jī)，DSP快速信號(hào)為處理機(jī)， PLC可編程序控制器具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)ARM微處理器，軟件：向智能控