焊接結構的裝配與焊接工藝

焊接結構的裝配與焊接工藝裝配與焊接是焊接結構生產(chǎn)過程中的核心，直接關系到焊接結構的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。同一種焊接結構，由于其生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件不同，或由于結構形式不同，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，也就會有不同的工藝過程。本章重點介紹裝配與焊接工藝方法。

第一節(jié)焊接結構的裝配

第二節(jié)焊接結構的焊接工藝第一頁，共四十頁。第一節(jié)焊接結構的裝配一、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四、裝配中的測量五、裝配用工夾具及設備六、裝配的基本方法七、裝配工藝過程的制定及典型結構件的裝配返回第二頁，共四十頁。第二節(jié)焊接結構的焊接工藝一、制定焊接工藝的原則及內(nèi)容二、焊接方法、焊接材料及焊接設備的選擇三、焊接參數(shù)的選定四、焊接熱參數(shù)的確定五、焊接工藝評定六、典型結構的焊接工藝評定程序返回第三頁，共四十頁。一、裝配方式的分類1.按結構類型及生產(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）由單獨的零件逐步組裝成結構（2）由部件組裝成結構3.按裝配工作地點分類（1）固定式裝配（2）移動式裝配返回第四頁，共四十頁。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位置。如圖5-1所示。零件的正確定位，不一定與產(chǎn)品設計圖上定位一致，應考慮焊后的焊接變形，如圖5-2所示。2.夾緊：就是借助通用或專用夾具的外力將已定位的零件加以固定的過程。3.測量：是指在裝配過程中，對零件間的相對位置和各部件尺寸進行一系列的技術測量，從而鑒定定位的正確性和夾緊力的效果，以便調(diào)整。上述三個基本條件是相輔相成的，定位是整個裝配工序的關鍵，定位后不進行夾緊就難以保證和保持定位的可靠與準確；夾緊是在定位的基礎上的夾緊，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。返回第五頁，共四十頁。三、定位原理及定位基準1.定位原理：零件在空間的定位是利用六點定位法則進行的，即限制每個零件在空間的六個自由度，使零件在空間有確定的位置。2.定位基準及其選擇（1）定位基準：在結構裝配過程中，必須根據(jù)一些指定的點、線、面來確定零件或部件在結構中的位置，這些作為依據(jù)的點、線、面稱為定位基準。如圖5-3所示（2）定位基準的選擇1）裝配定位基準盡量與設計基準重合。2）同一構件一與其它構件有連接或配合關系的各個零件，應盡量采用同一定位基準。3）應選擇精度較高、又不易變形的零件表面或邊棱作定位基準4）所選擇的定位基準應便于裝配中的零件定位與測量。返回第六頁，共四十頁。四、裝配中的測量1.測量基準：測量中，為衡量被測點、線、面的尺寸和位置精度而選作依據(jù)的點線、面稱為測量基準。一般多以定位基準作為測量基準，如圖5-3所示。當以定位基準用為測量基準不得于保證測量的精度或不便于測量操作時，就應本著能使測量準確、操作方便的原則，重新選擇合適的點、線、面作為測量基準。如圖5-1。2.各種項目的測量：（1）線性尺寸的測量：是指焊件上被測點、線、面與測量基準間的距離。可用卷尺、盤尺、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零件，裝配時其軸線的重合程度，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返回第七頁，共四十頁。平行度的測量1）相對平行度的測量：相對平行度是指焊件上被測的線（或面）相對于測量基準線（或面）的平行度，如圖5-4。在測量時應注意：a)測量的點應多一些，以避免焊件不直而造成的誤差b)測量工具應垂直于基準c)直接測量不方便時，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)用不準儀測量：如圖5-6返回第八頁，共四十頁。垂直度的測量1）相對垂直度的測量：相對垂直度是指焊件上被測的直線（或面）相對于測量基準線（或面）的垂直程度。尺寸較小的可利用90°角尺直接測量。當焊件尺寸很大時，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。對于桁架類結構，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。返回第九頁，共四十頁。五、裝配用工夾具及設備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（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.裝配用設備返回第十頁，共四十頁。裝配用設備對裝配設備的一般要求如下：1)平臺或胎架應具備足夠的強度和剛度。2）平臺或胎架表面應光滑平整，要求水平放置。3）尺寸較大的裝配胎架應安置在相當堅固的基礎上，以免基礎下沉導致胎具變形。4）胎架應便于對工件進行裝、卸、定位焊、焊接等裝配操作。5）設備構造簡單，使用方便，成本低。1.裝配用平臺：主要有鑄鐵平臺、鋼結構平臺、導軌平臺、水泥平臺、電磁平臺2.胎架：又稱模架制作胎架時應注意以下幾點：返回第十一頁，共四十頁。制作胎架時應注意以下幾點：1）胎架工作面的形狀應懷工件被支承部位的形狀相適應2）胎架結構應便于在裝配中對焊件施行裝、卸、定位、夾緊和焊接等操作3）胎架上應劃出中心線、位置線、水平線和檢查線等，以便于裝配中對焊件隨時進行校正和檢驗。4）胎架上的夾具應盡量采用快速夾緊裝置，并有適當?shù)膴A緊力；定位元件需尺寸準確并耐磨，以保證零件準確定位。5）胎架必須有足夠的強度和剛度，并安置在堅固的基礎上，以避免在裝配過程中基準下沉或胎架變形而影響產(chǎn)品的形狀和尺寸。返回第十二頁，共四十頁。六、裝配的基本方法返回1.裝配前的準備2.零件的定位方法3.零件的裝配方法4.裝配中的定位焊第十三頁，共四十頁。裝配前的準備（1）熟悉產(chǎn)品圖樣和工藝規(guī)程（2）裝配現(xiàn)場和裝配設備的選擇（3）工量具的準備（4）零、部件的預檢和除銹（5）適當劃分部件返回第十四頁，共四十頁。零件的定位方法（1）劃線定位（2）銷軸定位（3）擋鐵定位（4）樣板定位返回第十五頁，共四十頁。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）移動式裝配法返回第十六頁，共四十頁。裝配中的定位焊進行定位焊時應注意以下幾點：1）定位焊焊條或焊絲應與正式焊縫所使用的焊條或焊絲牌號和質(zhì)量相同。2）定位焊應選用直徑小于4mm的焊條或co2氣體保護焊直徑小于1.2mm的焊絲，焊接電流應比正式焊縫時大10%~15%3）定位焊焊縫中有缺陷，應鏟掉并重新焊接。4）定位焊縫的引弧和熄弧處應圓滑過渡5）定位焊縫長度一般根據(jù)板厚選取15~20mm，間距為50~300mm。返回第十七頁，共四十頁。七、裝配工藝過程的制定及典型結構件的裝配1.裝配工藝過程的制定2.裝配順序的制定3.典型結構件的裝配返回第十八頁，共四十頁。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）修配法返回第十九頁，共四十頁。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----總裝焊接順序時應考慮的問題返回第二十頁，共四十頁。分部件裝配焊接----總裝焊接的優(yōu)越性a)可以提高裝配---焊接質(zhì)量，改善工人的勞動條件b)容易控制和減小焊接應力及焊接變形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，減少和簡化總裝時所用的工位數(shù)e)在成批和大量生產(chǎn)時可廣泛采用專用的胎架。返回第二十一頁，共四十頁。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完整的構件，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，使裝配工作和焊接工作方便，同時在工藝上易于達到技術條件的要求3.劃分部件時，應考慮現(xiàn)場生產(chǎn)能力和條件對部件在質(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)均衡性的要求第二十二頁，共四十頁。確定分部件裝配焊接----總裝焊接順序時應考慮的問題1.有利于施焊和質(zhì)量檢查，使所有焊縫能方便焊接和檢驗2.有利于控制焊接應力和變形，對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.避免強力裝配返回第二十三頁，共四十頁。典型結構件的裝配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)時采用2）胎夾具裝配法：成批量生產(chǎn)時采用，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)時采用4.圓筒節(jié)的對接裝配1）筒體的臥裝：如圖5-28所示2）筒體的立裝：如圖5-29所示返回第二十四頁，共四十頁。鋼板的拼接鋼板拼接時應注意以下幾點：1.按要求留出裝配間隙和保證接口處平齊2.厚板對接定位焊，可以按間距250~300mm用30~50mm長的定位焊縫固定3.厚度較大的材料定位前可先在焊縫坡口兩側各80~100mm范圍內(nèi)進行預熱。4.對于薄板，為防波浪變形，拼板時可以把薄板四周用短焊縫固定在平臺上，然后在兩側壓上重物，定位焊采用分段退焊法。返回第二十五頁，共四十頁。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)容返回第二十六頁，共四十頁。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)量都能達到技術條件的要求。2）焊接應力與變形應盡可能小，焊接后構件的變形量應在技術條件許可的范圍內(nèi)。3）焊縫可達性好，有良好的施焊位置，翻轉次數(shù)少。4）當鋼材淬硬傾向大時，應考慮彩預熱、后熱等措施防止焊接缺陷產(chǎn)生。5）有得于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)，有利于采用先進的焊接工藝方法。6）有利于提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。返回第二十七頁，共四十頁。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，合理地選擇焊接方法及相應的焊接設備與焊接材料。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）選擇或設計合理的燭工藝裝備。返回

第二十八頁，共四十頁。二、焊接方法、焊接材料及焊接設備選擇1.選擇焊接方法：2.選擇焊接材料：3.選擇焊接設備：返回第二十九頁，共四十頁。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)對母材和焊縫的熱作用。3.確定合理的焊接方法。4.通過試驗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)成的技術資料和成熟的焊接工藝。6.確定焊接參數(shù)不應忽視焊接操作者的實踐經(jīng)驗。返回第三十頁，共四十頁。四、焊接熱參數(shù)的確定1.預熱：是焊前對焊件進行全部或局部加熱。2.后熱：是焊后立即對焊件全部（或局部）利用預熱裝置進行加熱到300~500并保溫1~2h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、消除殘余應力而進行的熱處理。第三十一頁，共四十頁。焊后熱處理的目的1）消除或降低焊接殘余應力。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，但有些鋼會產(chǎn)生回火脆性5）提高結構的幾何穩(wěn)定性。6）增強構件抵抗應力腐蝕的能力。返回第三十二頁，共四十頁。五、焊接工藝評定1.焊接工藝評定的目的：驗證焊接工藝指導書的正確性。2.焊接工藝評定的條件與規(guī)則：3.焊接工藝評定的方法：4.焊接工藝評定程序：返回第三十三頁，共四十頁。重新進行焊接工藝評定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)。返回第三十四頁，共四十頁。焊接工藝評定程序（1）統(tǒng)計焊接結構中應進行焊接工藝評定的所有焊接接頭的類型及各項有關數(shù)據(jù)。（2）編制“焊接工藝指導書”或“焊接工藝評定任務書”（3）焊接試件的準備（4）焊接設備及工藝裝備的準備（5）焊工準備（6）試件的焊接（7）焊接工藝評定試件的性能試驗（8）編制“焊接工藝評定報告”返回第三十五頁，共四十頁。編制“焊接工藝指導書”或“焊接工藝評定任務書”的內(nèi)容1）焊接工藝指導書的編號和日期2）相應的焊接工藝評定報告的編號3）焊接方法及自動化程度4）接頭形式，有無襯墊及襯墊材料牌號5）用簡圖表明坡口、間隙、焊道分布和順序6）母材的鋼號、分類號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）預熱、層間溫度、焊后熱處理的溫度及保溫時間11）每層焊縫的焊接工藝參數(shù)12）焊接設備及儀表13）編制人和審批人的簽字、日期等返回

第三十六頁，共四十頁。六、典型結構的焊接工藝評定程序1.鍋爐、壓力容器的焊接工藝評定程序2.船舶結構的焊接工藝評定程序返回第三十七頁，共四十頁。鍋爐、壓力容器的焊接工藝評定程序（1）焊接工藝評定立項1）焊接工藝評定按焊接工藝方案立項2）按新產(chǎn)品施工立項3）按產(chǎn)品制造過程中的重大更改項（2）下達焊接工藝規(guī)程設計書（3）編制焊接工藝規(guī)程設計書（4）編制焊接工藝評定試驗執(zhí)行計劃（5）評定試板的焊接（6）評定試板的檢驗（7）編寫焊接工藝評定報告返回第三十八頁，共四十頁。船舶結構的焊接工藝評定程序1