IWE3414-15焊接車間設(shè)備

焊接車間設(shè)備

IWE-3/4.14-15

授課教師:元哲石第一頁，共四十六頁。焊接車間設(shè)備（IWE-3／4.14-15）焊接車間的設(shè)備配置應(yīng)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和要求進行，同時也要考慮到經(jīng)濟性。在實施計劃前，應(yīng)確定最佳的焊接車間使用面積及所需設(shè)備，同時設(shè)立相應(yīng)的部門：科技開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、預(yù)制件加工及生產(chǎn)，質(zhì)量檢驗及人事等部門。按歐洲標(biāo)準(zhǔn)對焊接車間設(shè)計的質(zhì)量保證方面應(yīng)考慮如下幾點：

●生產(chǎn)方式：單件或批量生產(chǎn)●組裝能力：車間面積，起吊及運輸設(shè)備的種類及能力●材料種類：焊接工藝、焊件預(yù)制及焊后加工處理設(shè)備●焊接工藝：結(jié)構(gòu)形式及施焊●焊接人員培訓(xùn)：考試資格●質(zhì)量保證：設(shè)備、人員●應(yīng)變能力：在供貨條件下處理特殊情況下的能力，設(shè)計應(yīng)變能力●材料焊接技術(shù)：新型材料的焊接，不同材料的焊接第二頁，共四十六頁。主要內(nèi)容1）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程2）焊接制造質(zhì)量保證的條件3）車間布置4）加工、生產(chǎn)流程框圖5）焊材存放6）材料存放7）表面處理8）機械加工及預(yù)制9）焊接方法10）焊接工位第三頁，共四十六頁。1.相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程焊接車間平面布置和設(shè)備配備按下述序列進行：◆法規(guī)◆條例◆規(guī)程◆標(biāo)準(zhǔn)◆說明

與此同時考慮經(jīng)濟性。

除通用規(guī)程以外工作場所說明（ASR）對焊接車間具有特殊重要性，它須符合下列要求?！窆ぷ鞣秶窀浇缆泛徒煌ā裰車h(huán)境工作場所說明必須符合事故預(yù)防措施條例（UVV）有關(guān)規(guī)定，此外還應(yīng)注意：★關(guān)于危險工作物質(zhì)條例★射線防護規(guī)定第四頁，共四十六頁。2.焊接制造質(zhì)量保證的條件以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)

●焊接車間應(yīng)按相同規(guī)格加工產(chǎn)品應(yīng)清楚了解有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

●此點不是指*用戶*債主 *檢驗站

●而是所有 *制造者了解工作質(zhì)量要求DVS-規(guī)程

●DINEN719/729的全部要求重要的DVS規(guī)程是：●0702規(guī)程 1/9.86德國焊接技術(shù)應(yīng)用對企業(yè)/人員的要求●0711規(guī)程 3.94主管范圍的焊接人身安全規(guī)定按DINEN719●0712/7.94規(guī)程熔化焊質(zhì)量要求按DINEN729●0716/2.96按歐洲規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對焊接企業(yè)的要求第五頁，共四十六頁。3.車間布置屬所需空間場地有：—材料倉庫（自由儲存式）—成品庫（通風(fēng)式，包括中間倉庫）—通風(fēng)的工作場地屬所需裝備有：

●用于運輸和組裝的起吊裝置—懸臂和移動式吊車—起重工具—地面輸送設(shè)備

●工序轉(zhuǎn)送所須裝置

—小型裝置—轉(zhuǎn)送工具

●符合射線防護規(guī)定的X光室

●焊接件準(zhǔn)備所須裝置—坡口加工裝置和設(shè)備—切割裝置和設(shè)備第六頁，共四十六頁?！窈附釉O(shè)備和裝置●焊接與切割夾具●用于焊接填充材料和輔助材料的烘干裝置●組裝工夾具●用于預(yù)熱和熱處理的設(shè)備和裝置

對于流水生產(chǎn)，從原材料到最終產(chǎn)品制造所要求的全部設(shè)備均應(yīng)配置在工位中?！褓|(zhì)量保證體系要求：—有關(guān)設(shè)備—有關(guān)人員—檢驗設(shè)備*材料*焊接接口—檢驗方法*無損檢驗*破壞檢驗均符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的規(guī)定。

第七頁，共四十六頁。

車間布置應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)盡量達到流水作業(yè)程序，以減少不必要的工件轉(zhuǎn)換運輸。退火爐鋼結(jié)構(gòu)制造車間的布置簡圖●車間的布置舉例第八頁，共四十六頁。

在車間布置設(shè)計時除應(yīng)盡量作到流水作業(yè)外還須考慮：★按結(jié)構(gòu)件的重量安排生產(chǎn)加工流程★露天材料庫及預(yù)制工位設(shè)備、吊裝設(shè)備★生產(chǎn)制造車間的墻壁及屋頂采用消音及保溫材料★車間內(nèi)應(yīng)配備通風(fēng)設(shè)備第九頁，共四十六頁。4.加工、生

產(chǎn)流程框材料進廠焊接材料及輔助材料氣體（工業(yè)氣體）電源（能源）焊材庫材料庫射線室標(biāo)記裁剪校型（校正）標(biāo)記裁剪組裝焊接機械或火焰機械加工排煙焊接及焊接順序方案壓型彎邊軋制彎管質(zhì)量保證焊接部件及整體尺寸無損檢驗組裝順序板材型材管材棒材第十頁，共四十六頁。檢查相關(guān)技術(shù)文件無損檢驗按焊接方案進行下一步組對校型機械或火焰技術(shù)文件之外的檢查焊接工藝結(jié)構(gòu)尺寸熱處理及機械加工熱處理爐等精整無損檢驗外觀檢驗射線檢驗超聲檢驗磁粉及有色檢驗表面處理(拋光)打磨及清理去除飛濺涂漆底漆過渡層蓋面漆發(fā)運包裝、存放運往使用地點

本圖所給出的加工、生產(chǎn)流程圖是針對一般的鋼結(jié)構(gòu)焊接車間而言的。

對每一具體的應(yīng)用場合還應(yīng)依產(chǎn)量及質(zhì)量要求來確定。第十一頁，共四十六頁。5.焊材存放焊接填充材料和輔助材料的存放首先應(yīng)符合下列通用要求

□盡可能少量存放□經(jīng)檢驗合格的□均勻擺放□按品種和應(yīng)用分類擺放□庫存時還應(yīng)按照焊接目的進行分類*連接*涂覆□按焊材直徑和供貨日期分類擺放□焊材庫的溫度應(yīng)≥18℃，相對濕度≤60%□應(yīng)具備相應(yīng)的溫度計和干濕計等第十二頁，共四十六頁。6.材料存放棒材庫可存放：—

管材—

型鋼—

實芯材料自動倉庫存放與下列因素有關(guān)：—

種類—

數(shù)量*薄板和中板（至5㎜）*實芯材料自動倉庫的構(gòu)成：—

剪床—

鋸床—

連接裝置—

滾道板材料存放：—

中薄板*臥式*包裝方式—

厚板*臥式疊放*立式板材定貨分：—

固定規(guī)格—

特殊規(guī)格材料分為棒材和板材。第十三頁，共四十六頁。7.表面處理為了焊接及防腐保護，半成品鋼材在加工之前進行表面處理，鋼材的表面處理即為表面清理，

其目的：①為焊接作準(zhǔn)備；②為產(chǎn)品最后的防腐涂層做準(zhǔn)備。表面處理的工藝方法為：①打磨②噴丸③酸洗表面處理程度的選擇取決于：

①抗腐蝕能力②防腐期限③防腐涂層材料等因素第十四頁，共四十六頁。目前最常用的表面處理方法為噴丸處理，而針對不同的材料應(yīng)采用相應(yīng)的噴丸介質(zhì)?！F素體+珠光體鋼…………鋼砂或絲粒—奧氏體材料…金剛砂—非鐵金屬……玻璃珠或果核（仁）由于鋼材噴丸處理后的部位極易受到氧化，故應(yīng)在處理后及時地進行涂料層保護，涂層保護按DIN55928第五部分進行，涂層厚度在15-25μm之間，涂層不得對焊接質(zhì)量產(chǎn)生不利影響（涂料按DVS規(guī)程0501進行檢驗）。該涂層不能作為產(chǎn)品最后防腐涂層使用，在該涂層上進行焊接時，應(yīng)滿足DASt規(guī)范006項的條件。從事帶有涂層材料焊接的企業(yè)，應(yīng)具備按EN18800進行“大型企業(yè)驗證”的資格。第十五頁，共四十六頁。8.機械加工及預(yù)制機加及預(yù)制設(shè)備的選擇取決于產(chǎn)品種類及材料類別。主要工作為：下料、去除飛邊及毛刺、成型及校正。在焊接產(chǎn)品中，焊接坡口的制備是一項重要的任務(wù)。選擇坡口加工工藝方法及設(shè)備取決于下列因素：

—

材料—

材料厚度—

焊接方法—

焊接位置—

焊接時，坡口部位可接近程度8.1焊接坡口制備的工藝方法及設(shè)備：

①機械加工：

邊緣車銑床、龍門刨、切管倒角機、剪床、鋸床等。②熱切割：火焰切割機、數(shù)控等離子切割機、激光切割機等。第十六頁，共四十六頁。8.2去毛刺工序及設(shè)備大多數(shù)熱切割工藝都存在飛邊和掛渣，采取工藝措施如下：

●高合金和有色金屬的等離子切割，應(yīng)采用水下切割方法。毛刺必須清除，因為它將對隨后的防腐蝕保護涂層起破壞作用

●須長時間采用砂輪清除毛刺工位可安裝砂帶磨床，對焊縫坡口進行打磨和去除毛刺，但必須防止噪音產(chǎn)生（特別是至90dB（A）時）同時安裝粉塵和切屑回收器以對操作者進行防護。對毛刺長度超過2000㎜的工件應(yīng)采用毛刺清理機清理。

飛邊清除采用：

●旋轉(zhuǎn)清刷機或砂帶清理機，或兩者同時采用對飛邊進行清除。

清理機內(nèi)裝粉塵回收器，并使噪音控制在70dB（A）以下。第十七頁，共四十六頁。9.焊接方法

（根據(jù)DIN

1910第2部分，ISO

4063焊接方法數(shù)字標(biāo)記方法）鋼結(jié)構(gòu)焊接車間通常采用熔化焊焊接方法，其可分為：●金屬極弧焊方法 （11） —手工電弧焊（111）—藥芯焊絲電弧焊（無氣體保護）（114） ●埋弧焊（12）●氣體保護焊（13）—金屬極活性氣體保護焊（135）—藥芯焊絲活性氣體保護焊（帶保護氣體）（136）●鎢極氣體保護焊 （14）—鎢極惰性氣體保護焊（141）●螺柱焊（銷釘焊）（78）第十八頁，共四十六頁。10.焊接工位焊接工位在平面布置時應(yīng)考慮具備如下設(shè)施：1）護目鏡2）排煙除尖裝置3）工作臺4）焊接設(shè)備和電源5）焊接填充材料和輔助材料6）工具7）接口和插座▲電源▲氣體8）工件吊裝設(shè)備（如工件重量在20㎏以上時）9）附加設(shè)施▲預(yù)熱裝置▲矯正裝置▲退火爐10）其它必要的設(shè)施第十九頁，共四十六頁。10.1焊接設(shè)備及焊接電源為確保在使用焊接設(shè)備及電源時的安全性，應(yīng)注意在任何情況下均不得使用沒有DIN、GS

或

VDE標(biāo)準(zhǔn)的焊接設(shè)備及電源。

對于氣焊其焊矩應(yīng)符合DIN8543標(biāo)準(zhǔn)的要求，噴咀尺寸的選擇取決于被焊材料的厚度。

焊接電源在使用時應(yīng)考慮到周轉(zhuǎn)環(huán)境下的許用空載電壓。

在電弧焊中通常采用焊接變壓器、旋轉(zhuǎn)發(fā)電機及整流電源作為焊接電源。電流種類為：①對重金屬要求用直流電。②對輕金屬（一般情況）要求用交流電。第二十頁，共四十六頁。幾種主要焊接方法的電源外特性焊條電弧焊111陡降外特性MIG/MAG131/135平特性埋弧焊12陡降或平特性鎢極氬弧焊141取決于材料種類第二十一頁，共四十六頁。需要時也可采用既可用于手工電弧焊，又可用于氣體保護焊的焊接電源。

★焊接變壓器：

特點：結(jié)實耐用，價格便宜，但不能進行網(wǎng)壓補償，電源單相聯(lián)接。

應(yīng)用場合：鋁及鋁合金的焊接，手工電弧焊（不適于堿性焊條）

★旋轉(zhuǎn)發(fā)電機：

特點：結(jié)實耐用、可靠；適于所有類型的焊條。

應(yīng)用場合：對網(wǎng)絡(luò)電壓波動可進行補償?shù)氖┕さ攸c?？勺鳛榘l(fā)電設(shè)備用于輔助機具，照明及退火設(shè)施。該發(fā)電機由柴油或奧托發(fā)動機驅(qū)動。

★整流電源通過采取保護措施，整流電源已與其它焊接電源同樣安全可靠。

作為用于氣體保護焊的新型弧焊整流電源，其焊接電壓、電流強度、焊絲直徑、送絲速度、保護類型及保護氣體流量均是可以進行選擇的。第二十二頁，共四十六頁。針對不同類型藥皮的焊條，可選擇焊接電流強度。對于焊絲來說，其焊接參數(shù)可按應(yīng)用情況選擇。焊接電流范圍：50～500A；焊接電壓范圍：14～44V同時還應(yīng)了解如：材料種類，焊絲直徑，應(yīng)用場合（暫載率），保護氣體成份及機械化程度等因素。按板厚（鋼材）選擇焊接電源的依據(jù)（DVS規(guī)程0926）第二十三頁，共四十六頁。10.2保護氣體由于He氣與Ar氣的價格差別較大，故在鋼TIG和MIG的焊接中，已用Ar氣取代于He氣作為保護氣體，而在Al及Al合金的焊接中仍采用Ar或He氣或He/Ar混合氣體作為保護氣體。用于不同材料及不同焊接方法中的保護氣體分類見表4。詳見ISO14175(EN439)

CO2氣體焊MAG混合氣體保護焊優(yōu)點熔深深飛濺少缺點飛濺多熔深淺MAG焊和CO2氣體保護焊的優(yōu)缺點第二十四頁，共四十六頁。10.3焊接填充材料及輔助材料焊接填充材料及輔助材料的選擇基于材料和焊接工藝二個方面：材料：必須通過對母材和焊縫之間的機械及工藝性能進行對比后，才可進行選擇。對比的常規(guī)方法是：焊縫金屬的性能至少應(yīng)達到母材金屬的最低性能要求。藥皮焊條的推薦烘干溫度第二十五頁，共四十六頁。10.4焊工的裝備

焊工的裝備包括：手錘（500-1000克）、渣錘、扁鏟、鋼絲刷、扳手、電焊手套、保護罩、及護目鏡。

—對手工電弧焊的要求為：完全絕緣的電焊鉗（100-400A），容量足夠的焊接電纜線（最小為25㎜2）。

—對氣體保護焊的要求為：帶有大約3米長軟管導(dǎo)線的焊矩、端面切刀、保護氣噴咀、噴咀清理工具。第二十六頁，共四十六頁。10.5電源電源分為三部分：★照明電源★焊接電源★其它用途電源?！镎彰麟娫矗和ǔＳ?20V額定電壓，在特殊環(huán)境下采用24V或48V的安全電壓。幾種焊接方法使用電源的額定電壓和電流焊接方法電壓/電流注意11，131，135，14112400V/63A400V/100A普通焊接電源用于焊接設(shè)備★其它用途電源：—加工設(shè)備 230V/16A—烘干爐 230V/16A 400V/16A—手動加工設(shè)備 230V/16A★焊接電源：第二十七頁，共四十六頁。10.6氣體焊接車間常用氣體為：

乙炔、液化氣、CO2、O2、N2、Ar、He氣體等。

其供貨狀態(tài)為：

氣態(tài)、高壓氣態(tài)、高壓液態(tài)、液態(tài)及深冷狀態(tài)。但所用的氣體通常均是在氣態(tài)下使用。

氣體的儲存及供氣：

—管道供氣—儲罐—

容器—壓縮氣體鋼瓶*集中式*編組式*單個式第二十八頁，共四十六頁。焊接車間常用的供氣方式為：

單個工位供氣和集中供氣。

采用何種方式供氣主要取決于實際使用量。

焊接與切割方式須用氣體種類氣焊乙炔氣體保護焊氬氣或混合氣火焰切割乙炔或天然氣焊接及切割用氣體第二十九頁，共四十六頁。焊接車間供氣系統(tǒng)第三十頁，共四十六頁。第三十一頁，共四十六頁。10.7設(shè)施設(shè)施選擇原則：

—成本的降低—所要求的質(zhì)量根據(jù)所選擇設(shè)施的用途不同，它的經(jīng)濟性可以是單一的，或者是多種的，設(shè)施的采用從降低成本和節(jié)省時間方面的措施有以下幾點：

—標(biāo)記—演示—起吊設(shè)施—矯正—焊接

設(shè)備可分：

—組裝用—變位用第三十二頁，共四十六頁。第三十三頁，共四十六頁。用于組裝的設(shè)施及定位裝置螺旋定位夾緊裝置

角度調(diào)正裝置定位機或定位裝置第三十四頁，共四十六頁。用機械化改變焊接位置，當(dāng)焊縫要求處于船形位置或水平位置焊接時，采用變位機可使焊接位置處于如下幾種狀態(tài)：

—平行移動—旋轉(zhuǎn)移動—平行和旋轉(zhuǎn)移動當(dāng)采用螺旋變位機時，工件應(yīng)置于萬能回轉(zhuǎn)工作臺上，此時它可同時實現(xiàn)平行和旋轉(zhuǎn)移動。容器變位裝置可用于以下工件的變位：

—容器—管道—軋輥第三十五頁，共四十六頁。萬能回轉(zhuǎn)變位機容器滾輪架容器操作架鋼結(jié)構(gòu)焊接操作架第三十六頁，共四十六頁。上述設(shè)施的應(yīng)用可以達到：

—變位器、操作架和滾輪架的應(yīng)用可以進一步提高效率和降低成本；—可以使工件始終處于水平位置進行焊接。在進行車間總體布置時應(yīng)注意：焊接設(shè)施位置的確定以及所利用的空間是否足夠，與此同時還應(yīng)注意以下二點：

—企業(yè)承受能力和獲取利潤；—有關(guān)設(shè)施是否最大程度滿足加工流程需要。第三十七頁，共四十六頁。局部熱處理適用于：

—預(yù)熱—控制焊接時的熱循環(huán)-合金鋼-較高C當(dāng)量鋼種局部熱處理可采用：

—氣體火焰加熱—電加熱關(guān)于予熱溫度和正確選擇可參照：

—SEW088—DINEN1011-2—制造廠家技術(shù)條件—專業(yè)參考資料—焊接工藝軟件有關(guān)溫度測量可按照DINENISO13916溫度測量手段有：

—測溫筆（TS）—接觸式測溫計（CT）—熱電偶（TE）—非接觸式光電測溫儀（TB）關(guān)于預(yù)熱設(shè)施的應(yīng)用：

—考慮避免或者減少內(nèi)應(yīng)力—考慮焊接可能產(chǎn)生冷裂紋第三十八頁，共四十六頁。10.8校型一般情況下，焊接結(jié)構(gòu)和構(gòu)件可采取火焰校型，以便消除產(chǎn)生的變形。多數(shù)材料可適用于火焰校正，但應(yīng)注意每種材料性能和特點，校正時采用集中的熱輸入。

火焰槍的型號及開關(guān)可根據(jù)應(yīng)用條件及材料厚度來選擇，而所需的氣體量則根據(jù)槍的尺寸而定，乙炔及氧氣均可采用多瓶集中供氣?；鹧婵烧{(diào)至硬或中性焰，火焰核心應(yīng)盡可能靠近工件表面。第三十九頁，共四十六頁。幾種校型常用氣體性能和經(jīng)濟性第四十頁，共四十六頁。10.9焊后熱處理為了獲得良好的材料性能及消除焊后內(nèi)應(yīng)力可采用退火處理，退火可在加熱爐中進行或采用局部退火，局部退火工藝適用于工地、安裝現(xiàn)場及不能進行爐中退火的較大工件。采用退火爐可以達到：

—獲得和保證材料的相關(guān)性能—消除內(nèi)應(yīng)力如果焊接部分焊后需要進行機械加工時，建議表面進行退火處理：

—進爐—焊接表面局部退火局部退火適用于：

—結(jié)構(gòu)件和安裝組裝件—特大構(gòu)件第四十一頁，共四十六頁。

退火爐的購置應(yīng)根據(jù)構(gòu)件最大空間尺寸，有關(guān)設(shè)施應(yīng)簡便和易于操作，在進行合金鋼和有色金屬退火時，應(yīng)注意爐內(nèi)溫度氛圍，對于臨界材料在退火時可采用保護氣體以避免氧化。

加熱爐比較貴，所以在購置時應(yīng)考慮到其實用性及適用性，同時在進行爐中退火時要考慮到爐內(nèi)環(huán)境對鋼材的影響（合金鋼及有色金屬）。第四十二頁，共四十六頁。11、防腐保護防腐概念包括：

表面噴丸除銹處理，涂覆技術(shù)及新的防腐材料的研