《焊接結(jié)構(gòu)制造工藝及實(shí)施 第3版》課件 4 焊接結(jié)構(gòu)工藝概述

第二篇焊接結(jié)構(gòu)制造工藝與實(shí)施第四章焊接結(jié)構(gòu)工藝概述

鋼結(jié)構(gòu)焊接制造工藝工作是從焊接生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作開(kāi)始的，它包括結(jié)構(gòu)的工藝性審查、工藝方案和工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝評(píng)定、編制工藝文件（含定額編制）和質(zhì)量保證文件、定購(gòu)原材料和輔助材料、外購(gòu)和自行設(shè)計(jì)制造裝配－焊接設(shè)備和裝備；在生產(chǎn)的過(guò)程中從材料入庫(kù)真正開(kāi)始了焊接結(jié)構(gòu)制造工藝過(guò)程，包括材料復(fù)驗(yàn)入庫(kù)、備料加工、裝配－焊接、焊后熱處理、質(zhì)量檢驗(yàn)、成品驗(yàn)收。焊接結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)的工藝工作是從了解產(chǎn)品技術(shù)要求開(kāi)始的，在進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，制定全部產(chǎn)品的工藝流程，進(jìn)行工藝評(píng)定，編制工藝規(guī)程及全部工藝文件、質(zhì)量保證文件，訂購(gòu)金屬材料和輔助材料，編制用工計(jì)劃、然后，根據(jù)工藝流程的要求，對(duì)生產(chǎn)面積進(jìn)行調(diào)整和建設(shè)等。4-1焊接結(jié)構(gòu)制造工藝工作的內(nèi)容

焊接制造工藝過(guò)程設(shè)計(jì)是焊接生產(chǎn)的核心。一方面工藝過(guò)程設(shè)計(jì)貫穿于焊接生產(chǎn)設(shè)計(jì)的始終，如在可行性報(bào)告中，提出生產(chǎn)技術(shù)方案，制定相應(yīng)的工藝原則；在初步設(shè)計(jì)階段，擬定生產(chǎn)工藝過(guò)程、編制工藝文件；在施工圖設(shè)計(jì)階段則要徹底解決全部生產(chǎn)工藝技術(shù)問(wèn)題，以達(dá)到生產(chǎn)要求。另一方面工藝過(guò)程設(shè)計(jì)又決定了車間設(shè)計(jì)和非標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備設(shè)計(jì)的水平和要求，前者是進(jìn)行后者的依據(jù)。工藝設(shè)計(jì)的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、決定著焊接生產(chǎn)設(shè)計(jì)的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。4-1焊接結(jié)構(gòu)制造工藝工作的內(nèi)容1.圖紙會(huì)簽，分析焊接結(jié)構(gòu)的合理性（主要關(guān)心焊接操作的可視性、可達(dá)性、可操作性等）2.工藝評(píng)定，如果已有的評(píng)定可以代用的，可不再作評(píng)定，新材料按照合同要求的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定（常用ASME、AWS和EN標(biāo)準(zhǔn)）3.編制工藝文件，主要包括:焊接工序表、裝焊工藝卡、裝焊工藝流程圖、焊接過(guò)程控制卡、焊接手冊(cè)、工地焊接守則4.提制工裝夾具，主要是一些裝焊夾具、成型模具等（包括提請(qǐng)專業(yè)設(shè)計(jì)或自己設(shè)計(jì)）

以東方電機(jī)股份有限公司為例5、焊工培訓(xùn)6、生產(chǎn)服務(wù)，主要包括指導(dǎo)工人裝配、焊接以及解決生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題7、新材料焊接實(shí)驗(yàn)，主要是根據(jù)公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作新材料在適合公司的應(yīng)用研究，例如:600兆帕級(jí)、780兆帕級(jí)材料的應(yīng)用8.降本增效，主要考慮公司焊接制造如何降低制造成本，提高效益9、工藝優(yōu)化、創(chuàng)新10、新技術(shù)應(yīng)用研究，主要是自動(dòng)焊、機(jī)器人在公司產(chǎn)品上的應(yīng)用

一、焊接生產(chǎn)工藝過(guò)程的內(nèi)容

工藝過(guò)程就是根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的性質(zhì)(生產(chǎn)綱領(lǐng)所決定)來(lái)擬定產(chǎn)品的全部生產(chǎn)工藝，解決全部生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題。這些問(wèn)題是：

（1）將產(chǎn)品分解成總成、部件、組件、零件，確定它們加工方法、各工藝參數(shù)及相應(yīng)的工藝措施。（2）確定生產(chǎn)產(chǎn)品的合理生產(chǎn)過(guò)程，包括各工藝、工步的次序。（3）決定每一道加工工序所需用的設(shè)備、裝備的規(guī)格型號(hào)，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，則相應(yīng)的提出其結(jié)構(gòu)原理。（4）擬定生產(chǎn)流程的起重運(yùn)輸方式并選定其設(shè)備。（5）計(jì)算產(chǎn)品的工時(shí)定額、金屬材料、輔助材料、填充材料的消耗，從而決定各工藝工序所需工人數(shù)量及等級(jí)、動(dòng)力消耗等，這也是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。二、焊接結(jié)構(gòu)的工藝性審查（一）、焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查的目的

焊接結(jié)構(gòu)的工藝性審查是指設(shè)計(jì)的焊接結(jié)構(gòu)能否在目前的生產(chǎn)力的條件下或者具體的生產(chǎn)條件下生產(chǎn)出來(lái)，并分析采用的最有效的工藝方法的可行性。焊接結(jié)構(gòu)的工藝性是關(guān)系一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)、質(zhì)量、成本的關(guān)鍵問(wèn)題，一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝的好壞，是這個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要標(biāo)志之一。在工藝工作的第一步必須對(duì)所有新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和改進(jìn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品以及外來(lái)產(chǎn)品圖樣進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性審查。焊接結(jié)構(gòu)的工藝性審查是個(gè)復(fù)雜的工作過(guò)程，在審查過(guò)程中應(yīng)實(shí)事求是，多分析比較，以便確定最佳的方案；最后使焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)既保證焊接接頭的強(qiáng)度，又便于裝配焊接，使得生產(chǎn)過(guò)程既保證質(zhì)量，又快速高效低成本。

焊接結(jié)構(gòu)的工藝性審查的目的是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、工藝性和可行性、使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)工藝性審查可以及時(shí)調(diào)整和解決工藝方面的問(wèn)題，加快工藝規(guī)程編制速度，縮短新產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減小或避免在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生重大技術(shù)問(wèn)題。此外，通過(guò)工藝性審查，還可以提前發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品關(guān)鍵零件或加工工序所需的設(shè)備和工裝，以便提前設(shè)計(jì)或訂制。（二）、焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查的步驟（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖樣審查制造焊接結(jié)構(gòu)的圖樣是工程的語(yǔ)言，它主要包括新產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣、繼承性設(shè)計(jì)圖樣和按照實(shí)物測(cè)繪的圖樣等。對(duì)圖樣的基本要求：繪制的焊接結(jié)構(gòu)圖樣，應(yīng)符合國(guó)家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定。圖樣應(yīng)當(dāng)齊全，除焊接結(jié)構(gòu)的裝配圖外，還應(yīng)有必要的部件圖和零件圖。

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)技術(shù)要求審查焊接結(jié)構(gòu)技術(shù)要求包括使用要求和工藝要求。使用要求一般是指結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、耐久性(抗疲勞、耐腐蝕、耐磨和抗蠕變等)，以及在工作環(huán)境條件下焊接結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，力學(xué)性能、物理性能等。而工藝要求則是指組成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料的焊接性及結(jié)構(gòu)的合理性、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和方便性。為了滿足焊接結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求，首先要分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，了解焊接結(jié)構(gòu)的工作性質(zhì)及工作環(huán)境，然后對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求以及所執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熟悉、消化和理解，并結(jié)合具體的生產(chǎn)條件來(lái)考慮整個(gè)生產(chǎn)工藝能否適應(yīng)焊接結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求，提出合理的修改方案，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。

由于焊接結(jié)構(gòu)—般都比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以圖樣應(yīng)選用適當(dāng)?shù)谋壤?，也可在同一圖中采用不同的比例繪出；當(dāng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單時(shí)，可在裝配圖上直接把零件的尺寸標(biāo)注出來(lái)。根據(jù)產(chǎn)品的使用性能和制作工藝需要，在圖樣上應(yīng)有齊全合理的技術(shù)要求，若在圖樣上不能用圖形、符號(hào)明確表示時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的文字說(shuō)明。（三）、焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查的內(nèi)容

1、從降低應(yīng)力集中的角度分析結(jié)構(gòu)的工藝性（1）盡量避免焊縫過(guò)于集中；（2）盡量使用合理的接頭形式，對(duì)于重要的焊接接頭應(yīng)采用開(kāi)坡口的焊縫、防止因未焊透而產(chǎn)生應(yīng)力集中。應(yīng)設(shè)法將角接接頭和T形接頭，轉(zhuǎn)化為應(yīng)力集中系數(shù)較小的對(duì)接接頭；（3）盡量避免構(gòu)件截面的突變，在截面變化的地方必須采用圓滑過(guò)渡或平緩過(guò)渡，不要形成尖角；（4）應(yīng)用復(fù)合結(jié)構(gòu)，復(fù)合結(jié)構(gòu)具有發(fā)揮各種工藝長(zhǎng)處的特點(diǎn)，它可以采用鑄造、鍛造和壓制工藝，將復(fù)雜的接頭簡(jiǎn)化，把角焊縫改成對(duì)接焊縫，這樣不僅降低了應(yīng)力集中，而且改善了工藝性。2、從減小焊接應(yīng)力與變形的角度分析結(jié)構(gòu)的工藝性（1）盡可能地減少結(jié)構(gòu)上的焊縫數(shù)量和焊縫的填充金屬量，這是設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)一條最重要的原則；（2）盡可能地選用對(duì)稱的構(gòu)件截面和焊縫位置，焊縫位置處于構(gòu)件截面的中性軸或使焊縫接近中性軸時(shí)，在焊后能得到的彎曲變形較?。唬?）盡可能地減小焊縫截面尺寸，在不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度的前提下，盡可能地減小焊縫截面尺寸或把連續(xù)角焊縫設(shè)計(jì)成斷續(xù)角焊縫，減少塑性變形區(qū)的范圍，使焊接應(yīng)力與變形減少；（4）采用合理的裝配焊接順序，對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用分部件裝配法，盡量減少總裝焊縫數(shù)量并使之分布合理，這樣能大大減少結(jié)構(gòu)的變形；（5）盡量避免各條焊縫相交。3、從焊接生產(chǎn)性分析結(jié)構(gòu)的工藝性（1）盡量使結(jié)構(gòu)具有良好的可焊到性；（2）保證接頭具有良好的可探到性；（3）盡量選用焊接性好的材料來(lái)制造焊接結(jié)構(gòu)件。4、從焊接生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性方面分析結(jié)構(gòu)的工藝性合理地節(jié)約材料和縮短焊接產(chǎn)品加工時(shí)間，不僅可以降低成本，而且可以減輕產(chǎn)品重量，便于加工和運(yùn)輸?shù)?，所以在工藝性審查時(shí)應(yīng)結(jié)子重視。（1）使用材料一定要合理，一般來(lái)說(shuō)，零件的形狀越簡(jiǎn)單，材料的利用率就越高；（2）盡量減少生產(chǎn)勞動(dòng)量，合理地確定焊縫尺寸,盡量取消多余的加工，盡量減少輔助工時(shí)，盡量利用型鋼和標(biāo)準(zhǔn)件，焊縫焊接時(shí)便于采用先進(jìn)的焊接方法。三、焊接生產(chǎn)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)與步驟1、準(zhǔn)備工作首先要研究將要生產(chǎn)的產(chǎn)品清單。清單中按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分成若干類、組并注明產(chǎn)品的生產(chǎn)量，這就是生產(chǎn)綱領(lǐng)。生產(chǎn)綱領(lǐng)決定了生產(chǎn)的性質(zhì)，而它又是決定生產(chǎn)工藝技術(shù)水平的重要依據(jù)。其次要研究本產(chǎn)品的圖紙和技術(shù)條件，了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為什么要這樣設(shè)計(jì)，制造時(shí)有何困難，能否用更好的設(shè)計(jì)對(duì)其加以改進(jìn)等，特別要注意產(chǎn)品各部分之間的連接、各接頭的設(shè)計(jì)及其重要程度。研究產(chǎn)品技術(shù)條件還應(yīng)包括產(chǎn)品的成品檢驗(yàn)及各工藝、工步的檢驗(yàn)、成品驗(yàn)收的技術(shù)條件。2、產(chǎn)品的工藝過(guò)程分析在上述準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，可以對(duì)產(chǎn)品的制造工藝過(guò)程進(jìn)行分析和計(jì)劃，并制定出工藝原則。對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)可能提出幾個(gè)方案，都列出其利弊，以供主管部門選擇和批準(zhǔn)。在進(jìn)行工藝分析時(shí)，首先要注意待制造產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，工藝上有何特點(diǎn)，參考類似產(chǎn)品（包括國(guó)外的）工廠的生產(chǎn)工藝，依據(jù)所進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的工廠的具體條件（現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備、廠房條件、工人技術(shù)水平等）初步確定加工工藝和相應(yīng)的技術(shù)水平，同時(shí)對(duì)重要的零部件和關(guān)鍵工藝工序進(jìn)行深入的分析和比較，從保證焊接產(chǎn)品的質(zhì)量、滿足和超過(guò)其技術(shù)條件要求、降低勞動(dòng)量和成本（對(duì)采用現(xiàn)代化、機(jī)械化和自動(dòng)化的先進(jìn)工藝的可能性進(jìn)行分析），提出幾個(gè)方案，最后，經(jīng)過(guò)選擇、批準(zhǔn)一個(gè)方案，制定出工藝過(guò)程。3、焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝內(nèi)容鋼結(jié)構(gòu)焊接制造工藝在生產(chǎn)的過(guò)程中從材料入庫(kù)真正開(kāi)始了焊接結(jié)構(gòu)制造工藝過(guò)程，包括材料復(fù)驗(yàn)入庫(kù)、備料加工、裝配－焊接、焊后熱處理、質(zhì)量檢驗(yàn)、成品驗(yàn)收。

（1）焊接材料的選用與存放焊接工藝性管理在材料方面的主要任務(wù)是材料的保管和發(fā)放，它對(duì)材料進(jìn)行分類、并按照焊接工藝對(duì)材料的要求進(jìn)行存放和保管并按規(guī)定發(fā)放。材料庫(kù)的主要任務(wù)是材料的保管和發(fā)放，它對(duì)材料進(jìn)行分類、儲(chǔ)存和保管并按規(guī)定發(fā)放。材料庫(kù)主要有兩種，一是金屬材料庫(kù)，主要存放保管鋼材；二是焊接材料庫(kù)，主要存放焊絲、焊劑和焊條。（2）焊接準(zhǔn)備工作焊接生產(chǎn)的準(zhǔn)備加工工藝是在合格的原材料上進(jìn)行的。首先進(jìn)行材料預(yù)處理，料預(yù)處理包括矯正、退火、除銹、表面防護(hù)處理、預(yù)落料等。在材料與處理過(guò)程中主要是消除材料由于受外力、環(huán)境等外界環(huán)境的影響而引起的不符合焊接工藝要求的因素。在備料工作中還要進(jìn)行放樣、劃線、號(hào)料、下料、邊緣加工、矯正、成形加工、端面加工以及號(hào)孔、鉆（沖）孔等為裝配－焊接提供合格零件的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，材料通過(guò)一系列的初加工必須符合焊接工藝的要求。（3）裝配-焊接裝配－焊接工藝充分體現(xiàn)焊接生產(chǎn)的特點(diǎn)，它是兩個(gè)既不相同又密不可分的工序。它包括邊緣清理、裝配、焊接。絕大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)要經(jīng)過(guò)多次裝配－焊接才能制成，在最后裝配完成以后進(jìn)行全方位焊接、完成焊接產(chǎn)品；但是，某些產(chǎn)品需要在工廠完成部分裝配－焊接和預(yù)裝配，到產(chǎn)品的使用現(xiàn)場(chǎng)再進(jìn)行最后的裝配－焊接。裝配－焊接順序可分為整裝－整焊、部件裝配焊接－總裝配焊接、交替裝焊三種類型。選擇使用那種焊裝方式是由產(chǎn)品的特點(diǎn)來(lái)選擇：主要按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、變形大小和生產(chǎn)批量選定。在結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過(guò)程中，裝配－焊接過(guò)程中同常還會(huì)穿插其它的加工方式，比如機(jī)械加工、預(yù)熱及焊后熱處理、零部件的矯形等，在整個(gè)裝配-焊接過(guò)程中貫穿著生產(chǎn)過(guò)程的檢驗(yàn)工序。通常情況下，一旦選擇合理的裝配－焊接工藝，再整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中必須嚴(yán)格按照裝配－焊接的工藝要求來(lái)執(zhí)行，不能因?yàn)樵谏a(chǎn)因?yàn)楹附赢a(chǎn)品的復(fù)雜和種類而隨意改變。焊接工藝采用何種裝配－焊接工藝要由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)規(guī)模、裝配－焊接技術(shù)的發(fā)展決定。（4）焊后熱處理焊后熱處理在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過(guò)程中是焊接工藝的重要組成部分。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過(guò)程中，采用何種焊后的熱處理方式與熱處理方法都與焊件材料的種類、型號(hào)、板厚、所選用的焊接方法、焊接工藝及對(duì)接頭性能的要求密切相關(guān)；焊后熱處理是保證結(jié)構(gòu)件能夠正常按照要求使用以及焊接結(jié)構(gòu)件的壽命的關(guān)鍵工序。焊后熱處理不僅可以降低或消除焊接結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的尺寸，而且能改善接頭的金相組織，提高接頭的各項(xiàng)性能，如抗冷裂性、抗應(yīng)力腐蝕性、抗脆斷性、熱強(qiáng)度等。根據(jù)焊件材料的類別，可以選用下列不同類型的焊后熱處理：例如消除應(yīng)力處理、回火、正火＋回火、調(diào)質(zhì)處理、固溶處理、穩(wěn)定化處理、時(shí)效處理等焊后熱處理方法。（5）焊接檢驗(yàn)焊接檢驗(yàn)工序是貫穿整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過(guò)程。檢驗(yàn)工序從原材料的檢驗(yàn)，從工件進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)驗(yàn)開(kāi)始，隨著在焊接結(jié)構(gòu)件加工過(guò)程，每道工序都要采用不同的工藝而進(jìn)行不同內(nèi)容的檢驗(yàn)，每道加工工序完成后都必須進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)，在焊接結(jié)構(gòu)件完成以后，還要進(jìn)行最終質(zhì)量檢驗(yàn)。焊接結(jié)構(gòu)件最終質(zhì)量檢驗(yàn)可分為：焊接結(jié)構(gòu)的外形尺寸檢查；焊縫的外觀檢查；焊接接頭的無(wú)損檢查；焊接接頭的密封性檢查；結(jié)構(gòu)整體的耐壓檢查。檢驗(yàn)是對(duì)焊接結(jié)構(gòu)件焊接加工實(shí)行有效監(jiān)督，從而保證焊接結(jié)構(gòu)件質(zhì)量的重要手段。焊接檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的不符合要求的焊接生產(chǎn)的半成品、成品一般可以進(jìn)行返修的要進(jìn)行反修。在全面質(zhì)量管理和質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)工作的體系中，焊接檢驗(yàn)是焊接結(jié)構(gòu)件質(zhì)量的有效保證，是控制焊接結(jié)構(gòu)件質(zhì)量的基本手段，是編焊接工藝的重要內(nèi)容。4、制定工藝過(guò)程

在所確定的最優(yōu)工藝方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行工藝過(guò)程的編制。焊接生產(chǎn)過(guò)程包括各種制造工序、檢驗(yàn)工序和起重運(yùn)輸?shù)裙ば?。裝配—焊接車間（金屬結(jié)構(gòu)車間或焊接結(jié)構(gòu)車間）產(chǎn)品制造工藝過(guò)程往往包括非常不同的兩個(gè)過(guò)程：一為零件加工制造，一為零件、部件及產(chǎn)品的裝配和焊接。對(duì)產(chǎn)品制造起主導(dǎo)和決定性作用的是裝焊過(guò)程，前一過(guò)程服務(wù)（或服從）于后一過(guò)程，提供達(dá)到質(zhì)量和數(shù)量的零件毛坯。在編制工藝過(guò)程時(shí)，總是由初步的（粗略的）到詳細(xì)的（最終的）。在現(xiàn)有工廠進(jìn)行新產(chǎn)品工藝過(guò)程編制時(shí)，總是在工藝方案基礎(chǔ)上，初步地制定工藝過(guò)程，包括：（1）按產(chǎn)品圖紙及技術(shù)要求將產(chǎn)品分解為總成、部件、組件和零件，并確定其加工次序。（2）確定各零件、組件、部件和總成的合理的連續(xù)加工方法，包括零件的準(zhǔn)備及裝配---焊接工藝、檢驗(yàn)方法等，以及零件工藝工序上的要求，還要進(jìn)一步擬定達(dá)到這些要求的工藝措施。（3）進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分析和成本的初步核算。（4）選擇裝配—焊接、下料及機(jī)加工所用設(shè)備、機(jī)床和裝備的規(guī)格型號(hào)。圖4-2不銹鋼尿素合成塔結(jié)構(gòu)圖，4-3尿素合成塔的不銹鋼內(nèi)套簡(jiǎn)及外套筒的工藝路線圖最終制定的工藝過(guò)程應(yīng)該達(dá)到：（1）全部生產(chǎn)工序和工步(包括裝配、焊接以及機(jī)械和熱加工過(guò)程)需要最小的勞動(dòng)量。這要通過(guò)合理地采用高生產(chǎn)率的、機(jī)械化和自動(dòng)化的裝配和焊接方法，應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)備和裝備，防止焊接應(yīng)力、變形及其它缺陷，達(dá)到保證最好的產(chǎn)品質(zhì)量；（2）制造產(chǎn)品延續(xù)時(shí)間最短，該產(chǎn)品的循環(huán)節(jié)拍應(yīng)與其生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)；（3）使設(shè)備、裝備（包括起重運(yùn)輸?shù)?有較高的負(fù)荷，使其利用率最高、總數(shù)量最少；（4）降低廢料率，使材料消耗最少；（5）生產(chǎn)的能源消耗最低。4-2焊接結(jié)構(gòu)制造工藝文件

在企業(yè)生產(chǎn)一線，工藝文件的設(shè)計(jì)和編寫是指導(dǎo)規(guī)范生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、建立科學(xué)管理、保障產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)性管理文件。設(shè)計(jì)和應(yīng)用工藝文件是一種綜合性的工作，它涉及到專業(yè)知識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)和管理知識(shí)的應(yīng)用，培養(yǎng)具有生產(chǎn)加工、測(cè)試調(diào)試、工藝設(shè)計(jì)、品質(zhì)管理等實(shí)際能力。一、工藝規(guī)程的組成在編制工藝時(shí)，要涉及到工序、工位和工步的概念。分析它們的目的在于了解影響這些環(huán)節(jié)的因素，從而為制訂合理的焊接工藝打下基礎(chǔ)。1、工序金屬結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程不可能只在一個(gè)地點(diǎn)完成，往往是在多個(gè)地點(diǎn)，由多組人員使用多臺(tái)設(shè)備共同完成的。工序是指一個(gè)(或一組)工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)，對(duì)一個(gè)(或幾個(gè))工件連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程。工序是組成工藝過(guò)程的基本單元。工序劃分的依據(jù)主要是：1）工作地點(diǎn)是否改變，改變即進(jìn)入新的工序。2）加工是否連續(xù)，不連續(xù)就是兩個(gè)工序。

焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝過(guò)程的主要工序有放樣、劃線、下料、成形加工、邊緣加工、裝配、焊接、矯正、檢驗(yàn)、油漆等。在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品由原材料或半成品經(jīng)過(guò)毛坯制造、機(jī)械加工、裝配焊接、涂裝包裝等加工所通過(guò)的路線叫做工藝路線或工藝流程，它實(shí)際上是產(chǎn)品制造過(guò)程中各種加工工序的順序和總和。對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品，其主要工序形成的工藝過(guò)程簡(jiǎn)稱工藝路線。2、工位工位是工序的一部分。在某一工序中，工件所用的加工設(shè)備和所處的加工位置是要變化的。我們把工件在加工設(shè)備上所占的每一個(gè)工作位置稱為工位。。3、工步工步是工藝過(guò)程的最小組成部分，但它還保持著工藝過(guò)程的一切特性。在一個(gè)工序內(nèi)工件、設(shè)備、工具和工藝規(guī)范均保持不變的條件下所完成的那部分動(dòng)作稱為工步。構(gòu)成工步的某一因素發(fā)生變化時(shí)，一般認(rèn)為是一個(gè)新的工步。例如厚板開(kāi)坡口對(duì)接多層焊時(shí)，打底層用CO2氣體保護(hù)焊，中間層和蓋面層均用焊條電弧焊，一般情況下，蓋面層選擇的焊條直徑較粗，電流也大一些，則這一焊接工序是由三個(gè)不同的工步組成。如果中間層和蓋面層焊接參數(shù)完全一樣，習(xí)慣上認(rèn)為這兩層是連續(xù)完成的，就合并成為一個(gè)工步。二、焊接制造工藝文件簡(jiǎn)述工藝文件是指將組織生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的程序、方法、手段及標(biāo)準(zhǔn)用文字及圖表的形式來(lái)表示，用來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品制造過(guò)程中的一切生產(chǎn)活動(dòng)，使之納入規(guī)范有序的軌道的指導(dǎo)性的綱領(lǐng)。根據(jù)產(chǎn)品圖樣和有關(guān)技術(shù)文件的要求，將各種原材料、半成品加工成產(chǎn)品的過(guò)程和方法的技術(shù)規(guī)定。工藝文件是企業(yè)指導(dǎo)、組織和管理生產(chǎn)的技術(shù)依據(jù)，是保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、高效、低損耗和安全生產(chǎn)的重要手段。工藝文件標(biāo)準(zhǔn)化是保證工藝文件的適用性和完整性，保證文件格式的統(tǒng)一與簡(jiǎn)化。三、焊接結(jié)構(gòu)制造工藝文件工藝規(guī)程的類型有專用工藝文件和通用工藝文件。通用工藝文件和專用工藝文件的形式及適用范圍是各工廠根據(jù)本廠的具體條件，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、設(shè)備、生產(chǎn)規(guī)模等，依照規(guī)范制定工廠的工藝通用文件形式及專用工藝文件，而且在文件中表明了使用范圍。所有的工藝文件都必須清晰，明了。任務(wù)和工作中所完成的指標(biāo)必須書寫清楚，內(nèi)容完整。常用的專用焊接工藝文件主要包括：（1）焊接工藝性審圖意見(jiàn)書；（2）工藝過(guò)程卡片：主要用于單件小批生產(chǎn)的產(chǎn)品示例；（3）工藝卡片：用于各種批量生產(chǎn)的產(chǎn)品；（4）工序卡片：主要用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品和單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序；（5）操作指導(dǎo)卡片(作業(yè)指導(dǎo)書)：用于建立工序質(zhì)量控制點(diǎn)的工序；（6）工藝守則：某一專業(yè)應(yīng)共同遵守的通用操作要求；（7）檢驗(yàn)卡片：用于關(guān)鍵工序檢查；（8）裝配系統(tǒng)圖：配合裝配的工藝過(guò)程或工序卡片使用，以便于復(fù)雜產(chǎn)品的裝配；（9）熱處理、成形、鍛造工藝卡片等。4-3焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性分析一、焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面分析焊接結(jié)構(gòu)種類繁多，焊接接頭形式各種各樣的，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)有充分的選擇余地。但是必須考慮工藝可行性和接頭形式對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但工藝性差而且生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本也很高，其結(jié)果使結(jié)構(gòu)的承載能力和使用壽命下降。許多焊接結(jié)構(gòu)是從鉚接結(jié)構(gòu)改過(guò)來(lái)的，如果不加分析地把鉚接結(jié)構(gòu)的鉚釘去掉，換成焊縫連接將會(huì)產(chǎn)生許多嚴(yán)重問(wèn)題。例如，輕便型桁架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，原來(lái)的鉚接節(jié)點(diǎn),應(yīng)力集中并不嚴(yán)重，也不存在高值的內(nèi)應(yīng)力。如果不加分析原封不動(dòng)把它改為焊接節(jié)點(diǎn)，不僅焊縫密集，應(yīng)力集中嚴(yán)重，而且焊接殘余應(yīng)力也很大，結(jié)構(gòu)使用壽命明顯下降。由此可見(jiàn)，不加分析隨意把鉚接的鉚釘去掉，成焊縫的做法是不合適的。焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)具有它本身的獨(dú)特結(jié)構(gòu)形式，

在設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，重要問(wèn)題是選擇接頭型式。在各種焊接接頭中以對(duì)接接頭最為理想，質(zhì)量?jī)?yōu)良的對(duì)接接頭可以與母材等強(qiáng)度。用蓋板“加強(qiáng)”對(duì)接接頭是不合理的接頭設(shè)計(jì)，尤其是單蓋板接頭的動(dòng)載性能更差。帶角焊縫的其它接頭由于應(yīng)力分布不均勻，動(dòng)載強(qiáng)度也比對(duì)接接頭低。

焊接接頭的布置是否合理對(duì)于結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度也有較大影響。盡管優(yōu)質(zhì)的焊接接頭可以與母材等強(qiáng)度，但是考慮到焊縫中難免出現(xiàn)工藝缺陷，結(jié)構(gòu)承載能力下降所以設(shè)計(jì)者往往把焊接接頭避開(kāi)高應(yīng)力區(qū)。例如，承受彎矩的梁，往往將對(duì)接接頭避開(kāi)彎度最大的斷面。對(duì)于工作條件惡劣的結(jié)構(gòu)，焊接接頭應(yīng)盡量避開(kāi)斷面突變的位置，盡量避免產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。在集中載荷作用的地方，必須有足夠剛度為依托。例如，兩個(gè)支耳直接焊接在工字梁的翼緣上，由于背面無(wú)任何依托，所以在載荷作用下支耳兩端的焊縫及母材上的工作應(yīng)力很大，往往產(chǎn)生裂紋。若將兩支耳改為一個(gè)，井焊在工字鋼翼板中部，支耳背面有腹板支撐,其強(qiáng)度可得到保證。二、焊接結(jié)構(gòu)的工藝性和經(jīng)濟(jì)性分析焊接結(jié)構(gòu)的工藝性以確保所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有良好的工藝性。否則不僅制造困難，且質(zhì)量差、成本高，所以結(jié)構(gòu)的工藝性和經(jīng)濟(jì)性有著密切的關(guān)系。結(jié)構(gòu)的工藝性和經(jīng)濟(jì)性須根據(jù)具體條件而定，一般應(yīng)分析下列諸因素：1）構(gòu)件的備料工作量和可能性；2）構(gòu)件中的各焊縫的可焊到性；3）焊接質(zhì)量的保證；4）焊接工作量；5）焊接變形的控制；6）勞動(dòng)條件的改善；7）金屬材料的合理利用；8）結(jié)構(gòu)焊后的熱處理。焊接結(jié)構(gòu)制造成本不僅取決于焊接工藝，而且在很大程度上和備料及裝配工作有關(guān)。只從焊接工藝方面分析工藝性和經(jīng)濟(jì)性是不全面的。

每條焊縫都應(yīng)安排在能便于施焊的位置，但某些設(shè)計(jì)者往往忽略了這個(gè)問(wèn)題，不僅造成施焊勞動(dòng)條件很差，而且難以保證焊接質(zhì)量。

設(shè)計(jì)者還必須充分考慮裝配焊按順序，以保證裝配焊接順利進(jìn)行。正確的焊接順序不僅可以得到焊接變形小的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)，而且還能改善勞動(dòng)條件，減少焊接工作量。

焊接變形問(wèn)題是焊接生產(chǎn)中常通到的問(wèn)題，合理的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，焊后的變形較小。把復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分成為幾個(gè)部件制造，盡量減小最后總裝配時(shí)的焊縫，對(duì)于防止節(jié)構(gòu)的總體變形是有利的。

充分利用材科是降低結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成本的重要方面之一，設(shè)計(jì)者和制造者都必須充分重視這個(gè)問(wèn)題。節(jié)省材科和制造工藝有時(shí)會(huì)發(fā)生矛盾，如果出現(xiàn)這種情況，必須全面考慮，綜合權(quán)衡。三、部件的合理劃分分析對(duì)于部件裝配一焊接法來(lái)說(shuō)，部件的合理劃分是發(fā)揮其優(yōu)越性的關(guān)鍵。當(dāng)設(shè)計(jì)圖紙中未規(guī)定時(shí)，部件劃分應(yīng)從以下幾方面考慮。（1）盡可能使各部件本身的結(jié)構(gòu)型式是一個(gè)完整的構(gòu)件。要考慮到結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，便于各部件間最后的總裝，另外，各部件間的結(jié)合處應(yīng)盡量避開(kāi)結(jié)構(gòu)上應(yīng)力最大的地方，從而保證不因劃分工藝部件而損害結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。（2）要力求最大限度地發(fā)揮部件生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。部件的選擇應(yīng)盡量合理，使裝配工作和焊接工作方便，同時(shí)在工藝上便于達(dá)到技術(shù)條件的要求。如焊接變形的控制，防止因結(jié)構(gòu)剛性過(guò)大而引起裂紋的產(chǎn)生等等。（3）現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)能力和條件的限制，主要是考慮到劃分的部件在重量上、體積上的限制。如在建造船體時(shí)，分段劃分必須考慮到起重設(shè)備的能力和內(nèi)場(chǎng)裝配一焊接場(chǎng)地的大小。對(duì)焊后要進(jìn)行熱處理的大部件，要考慮到退火爐的容積大小等問(wèn)題。4）生產(chǎn)節(jié)奏的要求，主要是指在大量生產(chǎn)情況下，產(chǎn)品的零部件的生產(chǎn)和總裝，結(jié)構(gòu)焊接的協(xié)調(diào)達(dá)到最高的效率。4-4焊接結(jié)構(gòu)制造的質(zhì)量檢驗(yàn)與試驗(yàn)計(jì)劃（ITP）一、ITP的概念I(lǐng)TP是InspectionandTestPlan(檢測(cè)和試驗(yàn)計(jì)劃)的縮略形式。二、ITP的特點(diǎn)1、ITP全面貫徹“過(guò)程控制”的思想，用W（見(jiàn)證）、H（停工待檢）點(diǎn)的形式提高了“過(guò)程控制”的可操作性。每一個(gè)施工步驟都要經(jīng)過(guò)有關(guān)方檢查、驗(yàn)收和簽證并形成記錄，才能進(jìn)入下一步工作。其真正體現(xiàn)了“上一道工序不合格不能進(jìn)入下一道工序”的質(zhì)量管理要求，有效改變了事后把關(guān)的檢查辦法，充分體現(xiàn)了“凡事有人負(fù)責(zé)，凡事有章可循，凡事有據(jù)可查，凡事有人監(jiān)督”的質(zhì)量管理原則。2、ITP涵蓋了所有施工活動(dòng)，凡是有施工活動(dòng)的事項(xiàng)都要有相應(yīng)ITP，包括運(yùn)輸、吊裝、檢修等。使工程施工的全過(guò)程處于受控狀態(tài)。

3、ITP主要是根據(jù)工作程序、圖紙和標(biāo)準(zhǔn)編制的。

從施工準(zhǔn)備開(kāi)始，包含了某一項(xiàng)作業(yè)的全過(guò)程。4、ITP中的檢查、驗(yàn)收和簽證沒(méi)有“優(yōu)良”之分，只要達(dá)到圖紙和標(biāo)準(zhǔn)的要求就是合格。只有1個(gè)“合格”評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)單、實(shí)用、可操作。5、ITP中檢查和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)主要是工作程序、技術(shù)規(guī)格書和圖紙，標(biāo)準(zhǔn)等。6、ITP是按照系統(tǒng)編制的，每一個(gè)系統(tǒng)可以有多個(gè)ITP.只有當(dāng)所有施工工作（包括相關(guān)的記錄）全部結(jié)束并合格時(shí)，ITP方可關(guān)閉。三、IPT的應(yīng)用質(zhì)量檢測(cè)和試驗(yàn)計(jì)劃是針對(duì)產(chǎn)品制定的專門的質(zhì)量措施、資源和活動(dòng)順序的文件。ITP中列有制造和驗(yàn)收中應(yīng)進(jìn)行的所有工藝、工作程序、工作細(xì)則、檢驗(yàn)和試驗(yàn)的流程圖或工序排列表以及控制點(diǎn)的類型和控制負(fù)責(zé)人等。就焊接結(jié)構(gòu)而言，ITP根據(jù)ISO3834《焊接質(zhì)量要求》中的要素，結(jié)合焊接工藝的實(shí)際應(yīng)用條件列出項(xiàng)目、名稱、檢測(cè)和試驗(yàn)內(nèi)容及技術(shù)依據(jù)，并規(guī)定了甲方（業(yè)主）、乙方（供方）和第三方（監(jiān)理）各自在驗(yàn)收工作中應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任和類型。表4-11ITP樣單項(xiàng)目名稱檢測(cè)和試驗(yàn)內(nèi)容技術(shù)規(guī)范驗(yàn)收甲方乙方第三方1焊接工藝評(píng)定(PQR)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)ASMEⅨ或ISO15614或JB/T6963或合同要求VRRHRW2焊接工藝規(guī)程(WPS)依PQR編制適合于施工的焊接工藝文件ASMEⅨ或ISO15609或JB/T6963或合同要求VRRHRW3焊工資格按焊接工藝文件指導(dǎo)進(jìn)行適應(yīng)施工的材質(zhì)、厚度、焊接位置和焊接方法對(duì)焊工考試，并在有效期內(nèi)ASMEⅨ或ISO9606或JB/T15169或合同要求XRXRHXR4無(wú)損檢測(cè)人員資質(zhì)檢測(cè)方法的適用性、確認(rèn)機(jī)構(gòu)及有效性相關(guān)的制造規(guī)范或合同要求XRXRHXR5母材復(fù)檢材質(zhì)合同證明文件、標(biāo)識(shí)和檢驗(yàn)報(bào)告及復(fù)檢報(bào)告、外觀、厚度、銹蝕深度不大于該材質(zhì)厚度負(fù)允許偏差值的1/2材料技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)的制造規(guī)范或合同要求VRRHRW6零件備料下料放量檢查相關(guān)企業(yè)規(guī)范VVV氣割坡口和質(zhì)量，注重坡口表面質(zhì)量GB/T985GB/T986JB/T10054.3VVV防焊接