焊接结构生产第四单元课件.ppt

1、第四单元第四单元 焊接结构的装配与焊接工艺焊接结构的装配与焊接工艺【学习目标】【学习目标】了解焊接结构装配工艺的基本条件及特点；掌握装配工艺的基本方法和装配工艺过程；熟悉典型结构的装配工艺；了解焊接结构焊接工艺的基本原则及其内容；掌握焊接工艺方法及焊接参数的选择与确定。综合知识模块一综合知识模块一 焊接结构的装配工艺焊接结构的装配工艺 装配是将加工好的零、部件按产品图样和技术要求，采用适当的工艺方法连接成部件或整个产品的过程。焊接是将已装配好的结构，用规定的焊接方法、焊接参数进行焊接加工，使各零、部件连接成一个牢固整体的工。在焊接结构生产中，装配和焊接是两道重要的生产工序，根据工艺要求通常以两

2、种方式完成这两道工序，一种是先装配后焊接，一种是边装配边焊接。装配基本条件及装配基准装配基本条件及装配基准1.装配的基本条件对焊件进行定位、夹紧和测量，是装配工序的三个基本条件。(1)定位 定焊件在空间的位置或焊件间的相对位置。图4-1所示为工字梁在平台6上的装配。两翼板4的相对位置由腹板3和挡铁5定位，腹板的高低由垫铁2定位，工字梁端部由挡铁7定位。(2)夹紧借助夹具等外力使焊件准确到位，并将定位后的焊件固定。如图4-1所示，翼板与腹板间相对位置确定后，通过调节螺杆1实现夹紧。(3)测量在装配过程中，对焊件间的相对位置和各部件尺寸进行一系列的技术测量，从而鉴定定位的正确性和夹紧力的效果，以便

3、调整。如图4-1所示，工字梁定位夹紧后，需要测量两翼板的相对平行度、腹板与翼板的垂直度(用90角尺8测量)和工字梁高度尺寸等项指标。2.基准的选择 小知识对于一个零件来说，在各个方向往往只有一个主要设计基准，而这个主要设计往往同时又用作装配基准。基准是用来确定生产对象上各几何要素间的位置关系所依据的那些点、线、面。基准一般分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指在零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准。工艺基准是指焊件在加工制造过程中所应用的基准，其中包括原始基准、测量基准、定位基准、检查基准和辅助基准等。在结构装配过程中，工件在夹具或平台上定位时，用来确定工件位置的点、线、面，称为定位基

4、准。结构装配常以零件、部件的内外表面，已加工的孔及纵环向基准线，构件中心线进行定位与找正。常用构件定位找正方法见表4-1。例如图4-1中的平台6在装配工字梁时，既是整个结构的支承面，又是工字梁装配的定位基准。通常根据下列原则选择定位基准：1)尽可能选用设计基准作为定位基准。2)同一个构件上与其他构件有连接或装配关系的各个零件，应尽量采用同一定位基准，以保证构件安装时与其他构件的正确连接或配合。3)应选择精度较高又不易变形的零件表面或棱线作为定位基准。这样可以避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。4)所选择的定位基准应便于装配过程中焊件的定位与测量。图4-2容器上各接口间位置图4-2所示为容器

5、上各接口间的相对位置，接口的横向定位以筒体轴线为定位基准。接口的相对高度则以M面为定位基准。若以N面为定位基准进行装配，则M面与接口、的距离由(H2-h1)和(H2-h2)两个尺寸来保证，其定位误差是这两个尺寸误差之和，这样会使误差增大。装配工作中，焊件和装配平台(或夹具)相接触的面称为装配基准面。通常按下列原则进行选择：1)曲面和平面同时存在时，应优先选择工件的平面作为装配基准面。2)工件有若干个平面时，应选择较大的平面作为装配基准面。3)选择工件最重要的面(如经机械加工的面)作为装配基准面。4)选择装配过程中最便于工件定位和夹紧的面作为装配基准面。在实际装配中，基准的选择要完全符合上述原则

6、，有时是不可能的，因此，在生产中应根据具体情况进行选择。装配用工量夹具与设备装配用工量夹具与设备1.装配用工具及量具 常用的工具主要有大锤、小锤、錾子、手砂轮、撬杠、扳手及各种划线用的工具等，如图4-3所示。所使用量具有钢卷尺、金属直尺、水平尺、90角尺、线锤及各种定位样板等，如图4-4所示。图4-3常用的装配工具图4-4常用的装配量具千斤顶是常用的一种工具，可作为夹具使用，图4-5所示为液压千斤顶的结构形式。液压千斤顶利用杠杆手动对液压加压，压力油将活塞顶起，可以产生顶、推的作用。使用完后，利用千斤顶的减压阀减压，将压力油放回油仓中，活塞会自动退回。千斤顶使用时，应与重力作用面垂直，不能歪斜

7、，以免滑脱倾倒；在松软的地面使用时，应在千斤顶下面垫好枕木，以免受力后下陷或歪斜倾倒。为防止意外，当重物升起时，重物下面要随时塞入支承垫块。2.装配夹具 装配夹具，是指在装配中用来对零件施加外力，使其获得可靠定位的工艺装备。它包括通用夹具和装配胎架上的专用夹具。(1)螺旋夹具螺旋夹具是通过丝杆与螺母间的相对运动来传递外力，以紧固零件。它具有夹、压、拉、顶和撑等多种功能。1)弓形螺旋夹(又称C形夹)是利用丝杆起夹紧作用，常用的弓形螺旋夹有如图4-6所示的几种结构形式。图4-6弓形螺旋夹的结构形式2)螺旋拉紧器是利用螺母在丝杆上的相对运动起拉紧作用，结构如图4-7所示。(2)楔条夹具楔条夹具是借助

8、机械方法获得外力，通过楔条的斜面将外力转变为夹紧力，达到夹紧焊件的目的，图4-8是楔条夹具的应用示例。(3)杠杆夹具杠杆夹具是利用杠杆的增力作用夹持零件，图4-9所示为几种简易杠杆夹具的形式及应用。2.装配夹具装配夹具，是指在装配中用来对零件施加外力，使其获得可靠定位的工艺装备。它包括通用夹具和装配胎架上的专用夹具。(1)螺旋夹具螺旋夹具是通过丝杆与螺母间的相对运动来传递外力，以紧固零件。它具有夹、压、拉、顶和撑等多种功能。1)弓形螺旋夹(又称C形夹)是利用丝杆起夹紧作用，常用的弓形螺旋夹有如图4-6所示的几种结构形式。2)螺旋拉紧器是利用螺母在丝杆上的相对运动起拉紧作用，结构如图4-7所示。

9、(2)楔条夹具楔条夹具是借助机械方法获得外力，通过楔条的斜面将外力转变为夹紧力，达到夹紧焊件的目的，图4-8是楔条夹具的应用示例。(3)杠杆夹具杠杆夹具是利用杠杆的增力作用夹持零件，图4-9所示为几种简易杠杆夹具的形式及应用。3.装配用设备装配常用设备有平台、转胎、专用胎架等。(1)装配用平台 1)铸铁平台是由许多块铸铁组成的，结构坚固，工作表面需要加工，平面度比较高。为了便于紧固工件，平台需要加工出一定数量的方形或圆形的通孔，也可以加工出一定数量的T形槽道。常用于进行结构的装配以及钢板和型钢的热加工弯曲。2)钢结构平台是由型钢和厚钢板焊制而成的，它的上表面一般不经过切削加工，所以平面度不及铸

10、铁平台。常用于制作大型焊接结构或制作桁架结构。3)导轨平台是由安装在水泥基础上的许多导轨排列组成的，每根导轨的上表面都经过切削加工，并有紧固焊件用的螺栓沟槽。这种平台用于制作大型焊接结构件。4)水泥平台是由水泥浇灌而成的一种简易而又适合于大面积工作的平台，浇灌前在一定的部位预埋拉桩、拉环，以便装配时用来固定焊件。在水泥平台面上还放置交叉形扁钢(扁钢面与水泥面平齐)，作为导电板或用于固定焊件。水泥平台可以拼接钢板、框架和构件，又可以在上面安置胎架进行较大部件的装配。5)电磁平台是由型钢和钢板焊制而成的平台及电磁铁组成的。电磁铁能将钢板或型钢吸紧固定在平台上，减少焊件的焊接。(2)胎架胎架经常用于

11、某些形状比较复杂，要求精度较高的结构件，它的主要优点是利用夹具对各个焊件进行方便而精确的定位。利用胎架进行装配，既可以提高装配精度，又可以提高装配速度。但由于胎架制作费用较大，所以只为某种专用产品设计制造，适用于流水线或批量生产。如图4-10所示，H型梁装配胎架等。装配胎架应符合下列要求：1)胎架工作面的形状应与焊件被支承部位的形状相适应。2)胎架结构应便于在装配中对焊件施行装、卸、定位、夹紧和焊接等操作。3)胎架上应划出中心线、位置线、水平线和检验线等，以便于装配中对焊件随时进行校正和检验。4)胎架上的夹具应尽量采用快速夹紧装置，并有适当的夹紧力；定位元件应尺寸准确并耐磨，保证焊件定位准确。

12、1.线性尺寸的测量 线性尺寸，是指焊件上被测点、线、面与测量基准间的距离。线性尺寸的测量，主要是利用各种刻度尺(卷尺、盘尺、钢直尺等)来完成。2.平行度的测量(1)相对平行度的测量相对平行度是指焊件上被测的线(或面)相对于测量基准线(或面)的平行度。测量相对平行度，通常采用多点对应的线性尺寸的测量，若尺寸相等即平行，如图4-11所示。有时还需要借助大平尺测量相对平行度，例如测量圆锥台与工件下端面的平行度。测量时要转换大平尺的方位，以获得多点测量，若测得数据都相等，即锥台与工件下端面平行。能力知识点3装配中的测量测量是检验焊件装配质量的一个工序，装配中的测量项目主要有线性尺寸、平行度、垂直度、同

13、轴度及角度等。测量中，为衡量被测点、线、面的尺寸和位置精度而选作依据的点、线、面称为测量基准。当设计基准、定位基准、测量基准三者合一时，可以有效地减小装配误差。一般情况下，多以定位基准作为测量基准。当以定位基准作测量基准不利于保证测量的精度或不便于进行测量时，就应重新选择合适的测量基准。(2)水平度的测量水平度就是衡量焊件上被测的线(或面)是否处于水平位置。施工装配中常用水平尺、软管水平仪、水准仪、经纬仪等量具或仪器来测量焊件的水平度。1)水平尺测量时，将水平尺放在工件的被测平面上，查看水平尺上玻璃管内气泡的位置，如气泡在中间则表明水平。使用水平尺时既要轻拿轻放，又要避免因工件表面的局部凹凸不

14、平而影响测量结果。2)软管水平仪是由一根较长的橡皮管(或尼龙管)，两端各接一根玻璃管所构成，管内注入液体。加注液体时要图4-12软管水平仪测量水平从一端注入，防止管内有空气。测量时，观察两玻璃管内的水面高度是否相同(图4-12)。软管水平仪通常用来测量较大结构的水平度。3)水准仪由望远镜水准器和基座等组成，利用它测量水平度不仅能衡量各测点是否处于同一水平，而且能给出准确的误差值，便于调整。图4-13是用水准仪来测量球罐柱脚水平的例子。球罐柱脚上预先标出基准点，把水准仪安置在球罐柱脚附近，用水准仪测视。如果水准仪测出各基准点的读数相同，说明各柱脚处于同一水平面；若不同，则可根据由水准仪读出的误差

15、值调整柱脚高低。3.垂直度的测量(1)相对垂直度的测量相对垂直度是指工件上被测的直线(或面)相对于测量基准线(或面)的垂直度。很多产品在装配工作中对其垂直度的要求是十分严格的。例如高压电线铁塔等呈棱锥形的结构，往往由多节组成。装配时，技术要求的重点是每节两端面与中心线垂直。只有每节的垂直符合技术要求之后，才有可能保证总体安装的垂直度。尺寸较小的焊件可以利用90角尺直接测量；当焊件尺寸很大时，可以采用辅助线测量法，即用刻度尺作为辅助线测量直角三角形的斜边长。例如，两直角边各为1000mm，则斜边长应为1414.2mm，以此类推。另外，也可用直角三角形直角边与斜边之比值为345的关系来测定。对于一

16、些桁架类结构上某些部位的垂直度难以直接测量时，可采用间接测量法测量。图4-14是对塔类桁架进行端面与中心线垂直度间接测量的例子。首先过桁架两端面的中心拉一钢丝，再将桁架置于测量基准面上，并使钢丝与基准面平行。然后用90角尺测量桁架两端面与基准面的垂直度，若桁架两端面垂直于基准面，必同时垂直于桁架中心线。(2)铅垂度的测量铅垂度是指测定工件上线或面是否与水平面垂直。常使用吊线锤与经纬仪进行测量。采用吊线锤时，将线锤吊线拴在支杆上，测量工件与吊线之间的距离来测铅垂度。当结构尺寸较大而且铅垂度要求较高时，可采用经纬仪来测量铅垂度。经纬仪主要由望远镜、垂直度盘、水平度盘和基座等组成，它可测角、测距、测

17、高、测定直线、测铅垂度等。图4-15是用经纬仪测量球罐柱脚的铅垂度实例。先把经纬仪安置在柱脚的横轴方向上，目镜上十字线的纵线对准柱脚中心线的下部，将望远镜上下微动观测。若纵线重合于柱脚中心线，说明柱脚在此方向上垂直，如果发生偏离，就需要调整柱脚。然后，用同样的方法把经纬仪安置在柱脚的纵轴方向观测，如果柱脚中心线在纵轴上也与纵线重合，则柱脚处于铅垂位置。4.同轴度的测量 同轴度是指工件上具有同一轴线的几个零件，装配时其轴线的重合程度。测量同轴度的方法很多。以测量三节圆筒组成的筒体(图4-16)为例，可在各节圆筒的端面安上临时支撑，在支撑中间找出圆心位置并钻出直径为2030mm的孔，然后由两外端面

18、中心拉一根细钢丝，使其从各支撑孔中通过，观测钢丝是否处于各孔中间，测想一想在装配时，怎样测量平面度呢？得其同轴度。5.角度的测量 装配中，通常是利用各种角度样板测量零件间的角度。图4-17是利用角度样板测量角度的实例。焊接结构的装配工艺焊接结构的装配工艺 焊接结构装配过程中，将两个以上的焊件装配成部件的过程称为部件装配，简称部装；将焊件或部件装配成最终产品的过程称为总装。1.装配前的准备装配前的准备工作，通常包括如下几方面：(1)熟悉产品图样和工艺规程要清楚各部件之间的关系和连接方法，选择好装配基准，确定装配方法和顺序。(2)装配现场和装配设备的选择依据产品的大小和结构件的复杂程度选择或安置装

19、配平台和装配胎架。装配工作场地应尽量设置在起重机的工作区间内，而且要求场地平整、清洁，通道畅通。(3)工量具的准备装配中常用的工、量、卡夹具和各种专用吊具，都必须配齐并组织到场。(3)工量具的准备装配中常用的工、量、卡夹具和各种专用吊具，都必须配齐并组织到场。此外，根据装配需要配置的其他设备，如焊机、气割设备、钳工操作台、风砂轮等，也必须安置在规定的场所。(4)零、部件的预检和除锈产品装配前，对于上道工序转来或零件库中领取的零、部件都要进行核对和检查，以便于装配工作的顺利进行。同时，对零、部件的连接处的表面进行去毛刺、除锈垢等清理工作。(5)正确掌握装配公差标准制定装配工艺时必须注明结构的特殊

20、要求及公差尺寸。特别是由若干焊件组成的结构，其结构尺寸应控制在最大与最小公差值范围之内。2.装配中的定位焊 定位焊也称点固焊，是用来固定各焊接零件之间的相互位置，以保证整个结构件得到正确的几何形状和尺寸的焊接方式。定位焊的位置和尺寸应以不影响焊接接头和结构的质量及工作能力为原则。定位焊缝一般比较短小，而且该焊缝作为正式焊缝留在焊接结构之中，故对所使用的焊条或焊丝应与正式焊缝所使用的焊条或焊丝牌号相同，而且必须按正式焊缝的工艺条件施焊。进行定位焊时应注意以下几点：进行定位焊时应注意以下几点：1)定位焊缝比较短小，并且保证焊透，故应选用直径小于4mm的焊条或直径小于1.2mm的CO2气保护焊焊丝。

21、定位焊时，工件温度较低，热量不足而容易产生未焊透，所以定位焊缝焊接电流应较焊接正式焊缝时大1015。2)定位焊缝中不允许有焊接缺陷(未焊透、夹渣、裂纹、气孔等)。3)定位焊缝的起弧和结尾处应圆滑过渡，否则，在焊正式焊缝时在该处易造成未焊透、夹渣等缺陷。4)定位焊缝长度尺寸一般根据板厚选取，一般金属结构装配时定位焊缝的尺寸可参考表4-2选取，薄板可适当减小。对于强行装配的结构，因定位焊缝承受较大的外力，应根据具体情况，定位焊缝长度可适当加大，间距适当减小。对于装配后需要调运的工件，定位焊缝应能保证焊件不分离，因此，对起吊受力部分的定位焊缝，可加大尺寸或数量；或在完成一定的正式焊缝以后吊运，以保证

22、安全。3.装配工艺过程的制订 装配工艺过程制订的内容主要包括：在各装配工序上采用的装配方法，焊件、组件、部件的装配顺序，装配方法，装配技术要求，检验方法，以及选用何种能提高装配质量和生产率的装备、胎卡具和工具等。(1)装配工艺方法的选择零件备料及成形加工的精度对装配质量有着直接的影响，但加工精度越高，其工艺成本就越高。根据不同产品和不同生产类型的条件，经常采用的零件装配的工艺方法主要有互换法、选配法和修配法等几种。1)互换法的实质是用控制焊件的加工误差来保证装配精度。这种装配法焊件是完全可以互换的，装配过程简单，生产率高，对装配工人的技术水平要求不高，便于组织流水作业，但要求焊件的加工精度较高

23、。2)选配法是考虑焊件的加工成本，适当放宽加工的公差带。装配时需挑选尺寸合适的焊件进行装配，以保证规定的装配精度要求。这种方法便于焊件加工，但装配时要由工人挑选，增加了装配工时和装配难度。3)修配法是指焊件预留修配余量，在装配过程中修去多余部分的材料，使装配精度满足技术要求。此种方法对焊件的制作精度可放得较宽，但增加了手工装配的工作量，而且装配质量取决于工人的技术水平。(2)装配顺序的确定在焊接结构生产时，确定部件或结构的装配顺序，不能单纯从装配工艺角度去考虑，还需从以下两个方面来确定装配焊接顺序。1)考虑对装配工作是否方便、焊接方法及其可焊到性因素。2)对焊接应力与变形的控制是否有利，以及其

24、他一系列生产问题。恰当地选择装配焊接顺序是控制焊接结构的应力与变形的有效措施之一。例如，选择工字梁肋板的装配顺序就有两种不同的方案：其一是将肋板与工字梁的翼缘板、腹板一起装配完毕后再进行焊接，这时翼缘焊缝对工字梁翼缘板引起的角变形是比较小的，但是四条较长的翼缘焊缝就不能采用自动焊接来完成，而在生产工字梁时采用自动焊接是合理的，为了解决上述矛盾，提高生产效率和改善焊接质量，应考虑另一个方案，即先不将肋板装配到工字断面上，待四条翼缘焊缝完成自动焊接后再进行。这样做的缺点是翼缘板角变形相当严重，为使其变形减少，需要采取预先反变形来加以预防或者采取焊后再矫正的办法。装配基本方法装配基本方法 焊接生产中

25、应用的装配方式与方法，可根据结构的形状和尺寸、复杂程度以及生产性质等进行选择。1.划线定位装配法 划线定位装配法是利用在零件表面或装配台表面划出工件的中心线、接合线、轮廓线等作为定位线，来确定零件间的相互位置，以定位焊固定进行装配。这种装配方法工作量大，并要求有熟练的操作技术。常用于简单的单件小批量装配或总装时的部分较小型零件的装配，尽量考虑采用通用装配夹具。如图4-18所示，图4-18a是以划在工件底板上的中心线和接合线作定位基准线，以确定槽钢、立板和三角形加强肋的位置；图4-18b是利用大圆筒盖板上的中心线和小圆筒上的等分线(中心线)来确定两者的相对位置。图4-19所示为钢屋架的划线定位装

26、配。先在装配平台上按11的实际尺寸划出屋架零件的位置和结合线(称为地样)如图4-19a所示。然后依照地样将零件组合起来，如图4-19b所示。此装配也称“地样装配法”。2.工装定位装配法(1)样板定位装配它是利用样板来确定零件的位置、角度等的定位，然后夹紧并经定位焊完成装配的装配方法。所使用的工艺装备需要专门设计，这种装配方法有较高的生产效率和质量。常用于钢板与钢板之间的角度装配和容器上各种管口的安装。常用于钢板与钢板之间的角度装配和容器上各种管口的安装。图4-20所示为斜T形结构的样板定位装配，根据斜T形结构立板的斜度，预先制作样板，装配时在立板与平板接合线位置确定后，即以样板去确定立板的倾斜

27、度，使其得到准确定位后实施定位焊。断面形状对称的结构，如钢屋架、梁、柱等结构，可采用样板定位的特殊形式仿形复制法进行装配，图4-21所示为简单钢屋架部件装配过程：先用“地样装配法”将半片屋架装配完，然后吊起翻转后放置在平台上，再以这半片钢屋架为样板(称仿模)，在其对应位置放置对应的节点板和各种杆件，用夹具卡紧后定位焊，便复制出与仿模对称的半片新屋架。这样连续地复制装配出一批屋架，与原先用地样装配的屋架相互组合后，便成为一扇扇完整的钢屋架。(2)定位元件定位装配法用一些特定的定位元件(如板块、角钢、销轴等)构成空间定位点来确定零件的位置，并用装配夹具夹紧装配。它不需划线，装配效率高，质量好，适用

28、于批量生产。图4-22所示为在大圆筒外部加装钢带圈时，在大圆筒外表面焊上若干定位挡铁，以这些挡铁为定位元件，确定钢带圈在圆筒上的高度位置，并用弓形螺旋夹紧器把钢带圈与筒体壁夹紧密贴，定位焊牢，完成钢带圈装配。图4-23为双臂角杠杆的焊接结构，它由三个轴套和两个臂杆组成。装配时，臂杆之间的角度和三孔距离用活动定位销和固定定位销定位；两臂杆的水平高度位置和中心线位置用挡铁定位；两端轴套高度用支承垫定位，然后夹紧定位焊完成装配。它的装配全部是用定位器定位后完成的，装配质量可靠，生产效率高。(3)胎卡具(又称胎架)装配法对于批量生产的焊接结构，若需装配的零件数量较多，内部结构又不很复杂时，可将工件装配

29、所用的各定位元件、夹紧元件和装配胎架三者组合为一个整体，构成装配胎卡具。图4-24a所示为汽车横梁结构，它由拱形板4、槽形板3、角形铁6和主肋板5等零件组成。其装配胎卡具如图4-24b所示，它由定位挡铁8、螺旋压紧器9、回转轴10共同组合连接在胎架7上。装配时，首先将角形铁置于胎架上，用活动定位销11定位并用螺旋压紧器9固定，然后装配槽形板和主肋板，它们分别用挡铁8和螺旋压紧器压紧，再将各板连接处定位焊。该胎卡具还可以通过回转轴10回转，把工件翻转到使焊缝处于最有利的施焊位置焊接。3.随装随焊法 随装随焊法是先将若干个焊件组装起来，随之焊接相应的焊缝、然后再装配若干个焊件，再进行焊接，即装配焊

30、接交替进行，直至全部焊件装完并焊完，成为符合要求的构件。例如，大型立式储罐和球形容器的工地建造。4.整装整焊法 整装整焊法是将全部焊件按图样要求装配起来，然后转入焊接工序，将全部焊缝焊完。5.部件组装法 部件组装法是将整个结构分解成若干个部件，先由焊件装配成部件，然后再由部件装配焊接成结构件，最后再把它们总装焊成整个产品结构。这种类型适合批量生产，可实行流水作业，几个部件可同步进行，有利于应用各种先进的焊接工艺和工艺装备，并简化了工艺装备的设计和制造，有利于控制焊接变形和应力，采用先进的焊接工艺方法。这种方法可适用于批量生产，将整个结构分解为若干部件的复杂结构。如铁道车辆、汽车壳体结构、起重机

31、桥架、船体结构等。6.焊件固定装配法 焊件固定式装配方法是装配工作在一处固定的工作位置上装配完全部零、部件。这种装配方法一般用在重型焊接结构产品或产量不大的情况下。7.焊件移动装配法 焊件移动式装配方法是焊件顺着一定的工作地点按工序流程进行装配。在工作地点上设有装配的胎具和相应的工人。在产量较大的生产中或流水线生产中通常也采用这种方式。能力知识点6典型结构的装配工艺典型结构的装配工艺1.钢板的拼接 钢板拼接是最基本的部件装配，多数的钢板结构或钢板型钢混合结构都要先进行这道工序。钢板拼接分为厚板拼接和薄板拼接。拼接时，焊缝应错开，防止十字交叉焊缝，焊缝与焊缝之间的最小距离应大于3倍板厚，而且不小

32、于100mm，容器结构焊缝之间通常错开500mm以上。钢板拼接时还应注意以下几点：1)按要求留出装配间隙和保证接口处平齐。2)厚板对接定位焊可以按间距250300mm，用3050mm长的定位焊缝固定。如果局部应力较大，可根据实际情况适当缩短定位焊缝的距离。3)厚度大于34mm的碳素结构钢板和大于或等于30mm的低合金结构钢板拼接时，为防止低温时焊缝产生裂纹，当环境温度较低时，可先在焊缝坡口两侧各80100mm范围内进行预热，其预热温度及层间温度应控制在100150之间。4)对于厚度在3mm以下的薄钢板，焊缝长度在2m以上时，焊后容易产生波浪变形。拼板时可以把薄钢板四周用短焊缝固定在平台上，然后

33、在接缝两侧压上重物，接缝定位焊缝长为8mm，间距为40mm，采用分段退焊法。焊后用锤子或铆钉枪轻打焊缝，消除应力后钢板即可平直。图4-25所示为厚板拼接的一般方法。先按拼接位置将各板排列在平台上，然后将各板靠紧，或按要求留出一定的间隙。这时如果板缝处出现高低不平，可用压马调平(图4-25b)，即可施定位焊连接。定位焊位置离开焊缝交叉处和焊缝边缘一定距离，且焊点间有间距。若板缝对接采用自动焊，应根据焊接规程的要求，开或不开坡口。如不开坡口，应须先在定位焊处铲出沟槽，使定位焊缝的余高与未定位焊的接缝基本相平，不影响自动焊的质量。对于采用埋弧焊的对接焊缝，应在电磁平台焊剂垫上进行更方便。2.T形梁的

34、装配 T形梁是由翼板和腹板组合而成，一般分以下两种装配：(1)划线定位装配法在小批量或单件生产时采用，先将腹板和翼板矫直、矫平，然后在翼板上划出腹板的位置线，并打上样冲眼。将腹板按位置线立在翼板上，并用90角尺校对两板的相对垂直度，然后进行定位焊。定位焊后再经检验校正，才能焊接。(2)胎卡具装配法成批量装配T形梁时，采用图4-26所示的简单胎卡具。装配时，不用划线，将腹板立在翼板上，端面对齐，以压紧螺栓的支座为定位元件来确定腹板在翼板上的位置，并由水平压紧螺栓和垂直压紧螺栓分别从两个方向将腹板与翼板夹紧，然后在接缝处定位焊。3.箱形梁的装配(1)划线装配法图4-27a所示为箱形梁，是由腹板2、

35、翼板1、4及肋板3组成。装配前，图4-27箱形梁的装配先把翼板、腹板分别矫正平直，板料长度不够时应先前进行拼接。装配时，将翼板放在平台上，划出腹板和肋板的位置线。并打上样冲眼。各肋板按位置线垂直装配于翼板上，用90角尺检验垂直度后定位焊，同时在肋板上部焊上临时支撑角钢，固定肋板之间的距离，如图4-27b虚线所示。再装配两腹板，使它紧贴肋板立于翼板上，并与翼板保持垂直，用90角尺校正后施行定位焊。装配完两腹板后，应由焊工按一定的焊接序先进行箱形梁内部焊缝的焊接，并经焊后矫正，内部涂装防锈漆后再装配上盖板，即完成了整个装配工作。(2)胎卡具装配批量生产箱形梁时，也可以利用装配胎卡具进行装配，以提高

36、装配质量和工作效率。4.圆筒节对接装配 圆筒节对接装配的要点，在于使对接环缝和两节圆筒的同轴度误差都符合技术要圆筒节对接装配的要点，在于使对接环缝和两节圆筒的同轴度误差都符合技术要求。为使两节圆筒易于获图4-28用径向推撑器装配筒体得同轴度和便于装配中翻转，装配前两圆筒节应分别进行矫正，使其圆度等符合技术要求。为防止筒体椭圆变形，可以在筒体内使用径向推撑器撑圆，如图4-28所示。筒体装配可分卧装和立装两类：(1)筒体的卧装筒体卧装可在装配胎架上进行，图4-29a、b所示为筒体在滚轮架和辊筒架上装配。筒体直径很小时，也可以在槽钢或型钢架上进行，如图4-29c所示。对接装配时，将两圆筒置于胎架上紧

37、靠或按要求留出焊缝间隙，然后采用测量圆筒同轴度的方法，校正两节圆筒的同轴度，校正合格后施行定位焊。图4-29筒体卧装示意(2)筒体的立装对于一些直径大而长度不太大的容器可进行立装，其优点是克服了由于自重而引起的变形。立装时可采用图4-30所示的方法，先将一节圆筒放在平台(或水平基础)图4-30圆筒立装对接上，并找好水平，在靠近上口处焊上若干个螺旋压马。然后将另一节圆筒吊上，用螺旋压马和焊在两节圆筒上的若干个螺旋拉紧器拉紧，进行初步定位。然后检验两节圆筒的同轴度并校正，检查环缝接口情况，并对其调整合格后进行定位焊。5.机架结构的装配 单臂压力机是典型的板架结构，图4-31是其机架的装配过程。装配

38、中除要保证各接缝符合要求外，主要应保证板2和板4上的两个圆孔的同轴度，轴线与机架底面的垂直度，以及工作台面7与机架底面的平行度等技术要求。由于机架的高度比长度、宽度大，重心位置高，所以采用先卧装后立装的方法，这样各零件的定位稳定性好。同时，采用整体装配后焊接，可增加构件的刚性来减少焊接变形。装配前，要逐一复核零件的尺寸和数量；厚板应按要求开好焊接坡口。卧装时，以机架的一块侧板1为基准，将其平放在装配平台上，用划线装配法在其上面划出件2、3、4、5、6的厚度位置线，按线进行各件的装配，如图4-31a所示。校正好零件间垂直度以及件2、4上两个圆孔同轴度后，再定位焊固定。然后，装配机架另一块侧板，并

39、定位焊固定，组成一构件。这时要注意，使机架两侧板平面间的尺寸符合要求并保持平行。立装时，将机架底板9平放在装配台上并找好水平，在其上划出件1、5、6、8、10、11的厚度位置线，然后将由卧装组合好的构件吊到底板9上按位置对好，并检验件2、4上两圆孔的轴线是否与底面垂直，校正后定位焊固定。再依次按线装配其他各件，并分别定位焊固定，如图4-31b所示。工作台7一般都预先进行切削加工，装配焊后不再加工。装配前，一般先将卧装、立装后的构件先进行焊接并矫正，然后装配工作台并焊接，如图4-31c所示。由于工作台焊接后矫正困难，且工作台面要求与机架底面保持平行，装配时应使件8、10、11、6与工作台的接触面

40、保持水平。另外、工作台定位时必须严格检查其与底板的平行度，合格后再进行定位焊固定。综合知识模块二综合知识模块二 焊接结构的焊接工艺焊接结构的焊接工艺焊接工艺制订的原则和内容焊接工艺制订的原则和内容1.制订焊接工艺的原则1)能获得满意的焊接接头。2)焊接应力与变形要小。3)可焊到性好，施焊方便。4)翻转次数少，生产效率高。5)成本低，经济效益好。2.焊接工艺制订的内容1)合理选择并审定焊接结构中各接头焊缝所采用的焊接方法，并确定相应的焊接设备和焊接材料。2)确定合理的焊接参数，和焊接次序、方向等。如焊条电弧焊时的焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、施焊顺序和方向、焊接层数等。表4-3?1.6

41、mm药芯焊丝半机械化平角焊、船形焊焊接参数3)合理选择焊丝及焊剂牌号；气体保护焊时的气体种类、气体流量、焊丝伸长度等。见表4-3，用?1.6mm药芯焊丝半机械化平角焊、船形焊焊接参数示例。4)焊接热参数的选择，如预热、中间加热、后热及焊后热处理的工艺参数，主要是加热温度、加热部位和范围、保温时间及冷却速度等要求。5)选择实用的焊接工艺装备，如焊接胎具、焊件变位机、自动焊机的引导移动装置等。焊接工艺方法的选择焊接工艺方法的选择 制订焊接工艺方案应根据产品的结构尺寸、形状、材料、接头形式以及对焊接接头的质量要求，加之现场的生产条件、技术水平等，选择最经济、最方便、高效率并且能保证焊接质量的焊接方法

42、。1.选择焊接方法 为了正确的选择焊接方法，必须要了解各种焊接方法的生产特点及适用范围(如焊件厚度、焊缝空间位置、焊缝长度和形状等)。同时，要考虑各种焊接方法对装配工作(工件坡口要求、所需工艺装备等)、焊接质量及其稳定程度、经济性(劳动生产率、焊缝成本、设备复杂程度等)以及工人劳动条件等方面的要求。各种熔焊方法的生产特点见表4-4。2.选择焊接材料 选择了焊接方法以后，就可以根据焊接方法的工艺特点来确定焊接材料。确定焊接材料时，还必须考虑到材料的化学成分、焊缝的力学性能、焊接工艺性以及在高温、低温或腐蚀介质工作条件下的性能要求等。在满足使用性能和操作性能的前提下，应选用成本低、焊接参数大效率高

43、的焊接材料。3.选择焊接设备 焊接设备的选择应根据已选定的焊接方法和焊接材料，还要考虑焊接电流的种类、焊接设备的功率、工作条件及生产批量等方面。焊接参数的选定焊接参数的选定 焊接参数是指焊接时为了保证焊接质量而选定的物理量的总称。焊接参数的选定主要考虑以下几方面因素：1)深入的分析产品的材料及其结构形式，着重分析材料的化学成分和结构因素共同作用下的焊接性。2)考虑焊接热循环对母材和焊缝的热作用，这是获得合格产品及焊接接头最小的焊接应力和变形的保证。3)根据产品的材料、焊件厚度、焊接接头形式、焊缝的空间位置、接缝装配间隙等，去查找各种焊接方法的有关标准、资料(利用资料中经验公式、图表、曲线)图书

44、等。4)通过试验确定焊缝的焊接顺序、焊接方向以及多层焊的熔敷顺序等。5)确定焊接参数不应忽视焊接操作者的实践经验。确定合理的焊接热参数确定合理的焊接热参数 通过选择合适的焊接热参数，可以改善焊接接头的组织和性能，消除焊接应力，防止裂纹产生。焊接热参数主要包括预热、后热及焊后热处理。1.预热预热是焊前对焊件的全部或局部加热。预热目的有以下几方面：1)减缓焊接接头加热时的温度梯度及冷却速度，适当延长在800500区间的冷却时间，改善焊缝金属及热影响区的显微组织，提高焊接接头的抗裂性。2)有利于扩散氢的逸出，避免焊接接头延迟裂纹的产生。3)提高焊件温度分布的均匀性，减少内应力。2.后热 后热是焊后立

45、即对焊件全部(或局部)进行加热到300500并保温12h后空冷的工艺措施，其目的是改善组织，加速氢的扩散和逸出，防止焊接区扩散氢的聚集，避免延迟裂纹的产生，所以后热也称除氢处理。对于焊后要立即进行热处理的焊件，因为在热处理过程中可以达到除氢处理的目的，故不需要另作后热。3.焊后热处理 热处理是指将金属加热到一定温度，在这个温度下保温一定时间，然后以一定的冷却速度冷却到室温的工艺过程。焊接结构的焊后热处理，主要目的是改善焊接接头的组织和性能，消除焊接残余应力，并能降低接头中的含氢量，提高结构的几何稳定性。预热、后热、焊后热处理方法的工艺参数，主要由结构的材料、焊缝的化学成分、接头的拘束程度、焊接

46、方法、结构的刚度及应力情况、承受载荷的类型、焊接环境的温度等来确定。焊接工艺评定焊接工艺评定 焊接工艺评定是为验证所拟订的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。1.焊接工艺评定的目的 一些重要结构件(如锅炉、压力容器)，焊接生产前都必须进行焊接工艺评定，目的是：其一验证施焊单位所拟定的焊接工艺是否正确；其二评定施焊单位是否有能力焊出符合有关规程和产品技术条件所要求的焊接接头。经过焊接工艺评定合格后，提出“焊接工艺评定报告”，作为编制“焊接工艺规程”时的主要依据之一。2.焊接工艺评定条件与规则(1)焊接工艺评定的条件材料在选用与设计前必须经过(或有可靠的依据)严格的焊接性试验。焊接工艺评定

47、的设备、仪表与辅助机械均应处于正常工作状态，钢材与所使用焊接材料必须符合相应的标准，由本单位技能熟练的焊工施焊和进行热处理。应有专人做好实焊记录，并妥善保存。(2)焊接工艺评定的规则当评定对接焊缝与角焊缝焊接工艺时，均可采用对接焊缝接头形式。板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于管材的对接焊缝；板材角焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于管材与板材的角焊缝。凡有下列情况之一者，需要重新进行焊接工艺评定。1)改变焊接方法。2)新材料或施焊单位首次焊接的钢材。3)改变焊接材料，如焊丝、焊条、焊剂和保护气体的成分。4)改变坡口形式。5)改变焊接参数，如焊接电流、电弧电压、焊接速度、电源极性、焊接层数

48、等。6)改变热规范参数，如预热温度、层间温度、后热和焊后热处理等工艺参数。3.焊接工艺评定方法4.焊接工艺评定程序1)统计焊接结构中应进行焊接工艺评定的所有焊接接头的类型及各项有关数据，如材料、板厚、管子直径及壁厚、焊接位置、坡口形式及尺寸等，确定出应进行焊接工艺评定的若干典型接头。2)编制“焊接工艺指导书”或“焊接工艺评定任务书”。3.焊接工艺评定方法 焊接工艺评定的方式是通过对焊接试板所做的性能试验，判断该工艺是否合格。焊接工艺评定是评定焊接工艺的正确性，而不是评定焊工技艺。因此，为减少人为因素，试件的焊接应由技术熟练的焊工担任。3)焊接试件的材质必须与所生产的结构件相同。试件的类型，应根

49、据所统计的焊接接头的类型需要来确定选取哪些试件及其数量。试件的基本形式如图4-32所示。图4-32a为板状试件；图4-32b为管状试件；图4-32c为T形接头试件。4)焊接工艺评定所用的焊接设备应与结构施焊时所用设备相同。要求焊机状态良好，性能稳定，调节灵活。焊机上应有有关的工艺参数显示所用的仪表，如电流表、电压表、焊接速度、气体压力表和流量计等。5)焊接工艺评定应由本单位技术熟练的焊工施焊，并且焊工需按所提供的焊接工艺指导书中规定施焊。6)焊接工艺评定试件的焊接是关键环节，除要求焊工认真操作外，尚应有专人做好施焊记录，如焊接位置、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量等实际数值，它是现场焊接

50、的原始资料。以便事后填进“焊接工艺评定报告”表内，作为 焊接工艺评定报告的重要依据。7)试件焊接完即可交给力学性能与焊缝质量检验部门进行有关项目的检测。常规性能检测项目包括：焊缝外观检验；探伤检验；力学性能检验(拉伸试验、面弯、背弯或侧弯等弯曲试验及冲击韧度试验等)；金相检验；断口检验等。焊接工艺评定报告中结论为“合格”，即可作为编制“焊接工艺规程”的主要依据。如果出现了焊接工艺评定项目中的一些项目未获得通过，这也是正常的，但也要做出报告，并分析原因，提出改进措施。此时，则需针对问题，重新修改有关焊接参数，甚至改变焊接方法、焊接材料，重新组织试验，直到获得满意的结果。所以说，合理的焊接参数及热