第四章-焊接结构的装配与焊接工艺ppt课件

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1、第第4章章 焊接结构的装配与焊接焊接结构的装配与焊接工艺工艺 第4章 焊接结构的装配与焊接工艺 14.1 焊接结构的装配焊接结构的装配 4.1.1 装配方式的分类装配方式的分类4.1.2 装配的基本条件装配的基本条件4.1.3 定位原理及零件的定位定位原理及零件的定位 4.1.4 装配中的测量装配中的测量 4.1 焊接结构的装配 4.1.1 装配方式的分类24.1.1 装配方式的分类装配方式的分类1.按结构类型及生产批量的大小分按结构类型及生产批量的大小分（1）单件小批量生产 经常采用划线定位的装配方法。该方法所用的工具、设备简单，一般在装配平台上进行。装配精度受装配工人的技术水平影响较大。（

2、2）成批生产 通常在专用胎架上进行装配。2.按工艺过程分按工艺过程分（1）由单独的零件逐步组装结构 结构简单的产品装完再焊，复杂的随装随焊。（2）由部件组装成结构 将零件组装部件后，再由部件装配成整个结构并焊接。3.按装配工作地点分按装配工作地点分（1）固定式装配 在固定的工作位置上进行，一般用在重型焊接结构或产量不大的情况。（2）移动式装配 按工序流程进行装配，在产量较大的流水线生产中应用广泛。4.1.1 装配方式的分类1.按结构类型及生产批量的大小分34.1.2 装配的基本条件装配的基本条件1.定位定位定位就是确定零件在空间的位置或零件间的相对位置。实例一：实例一：如图41所示工字梁的装配

3、。两翼板的相对位置是由腹板3和挡铁5来定位的，端部由挡铁7定位。平台6既是定位基准面，也是结构的支撑面。2.夹紧夹紧夹紧就是借助通用或专用夹具的外力将已定位的零件加以固定的过程。在图41中翼板与腹板定位后是通过调节螺杆来夹紧。3.测量测量 测量是指在装配过程中，对零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，以便调整（详细内容见4.1.4）。4.1.2 装配的基本条件1.定位4图图4-1 工字梁的装配工字梁的装配1-调节螺杆；2-垫铁；3-腹板；4-翼板；5、7-挡铁；6-平台；8-90角尺 图4-1 工字梁的装配54.1.3 定位原理及零件的定位定位原

4、理及零件的定位 1定位原理定位原理零件在空间的定位是利用六点法则进行的，即限制每个零件在空间的六个自由度，使零件在空间有确定的位置，这些限制自由度的点就是定位点。2定位基准及其选择定位基准及其选择（1）定位基准 在结构装配过程中，用来确定零件或部件在结构中的位置的点、线、面称为定位基准。实例二：实例二：如图42所示的容器是以轴线和组装面M为定位基准。装配接口、在筒体上的相对高度是以M面为定位基准而确定的；各接口的横向定位则以筒体为定位基准。（2）定位基准的选择 合理选择定位基准对于保证装配质量、安排零部件装配顺序和提高装配效率均有重要影响。选择时应考虑以下几点：装配定位基准尽量与设计基准重合，

5、这样可以减少因基准不重合所带来的误差。同一构件上与其他构件有连接或配合关系的各个零件，应尽量采用同一定位基准，这样才能保证构件安装时与其它构件的正确连接或配合。应选择精度较高、又不易变形的零件表面或边棱做定位基准，这样能避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。所选择的定位基准应便于装配中的零件定位与测量。4.1.3 定位原理及零件的定位 1定位原理6图图4-2 容器上各接口的相对位置容器上各接口的相对位置 图4-2 容器上各接口的相对位置 74.1.4 装配中的测量装配中的测量 1.测量基准测量基准 2.各种项目的测量各种项目的测量 4.1.4 装配中的测量 1.测量基准 81.测量基准测量基

6、准测量中，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。一般情况下，多以定位基准作为测量基准。实例三：实例三：如图42所示的容器接口、都是以M面为测量基准，测量尺寸h1、h2、H1,这样接口的设计基准、定位基准、测量基准三者合一，可以有效地减小误差。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测量操作时，就应本着能使测量准确、操作方便的原则，重新选择合适的点、线、面作为测量基准。1.测量基准测量中，为衡量被测点、线、面的尺寸和位置精度而92.各种项目的测量各种项目的测量（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

7、利用各种刻度尺（卷尺、盘尺、直尺）来完成。（2）平行度的测量 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。相对平行度的测量是测量焊件上线的两点（或面上的三点）到基准的距离，若相等就平行，否则就不平行。实例四：实例四：如图43所示为测量角钢和面的相对平行度的过程。水平度的测量 水平度就是衡量零件上被测的线（或面）是否处于水平位置。许多金属结构制品，在使用中要求有良好的水平度。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零件的水平度。实例五：实例五：如图44所示用水准仪测量球罐柱脚水平。水准仪是由望远镜、水准仪和基座组成。2.各种项

8、目的测量（1）线性尺寸的测量 线性尺寸是指焊10图图 4-3 相对平行度的测量相对平行度的测量a)测量角钢间的相对平行度测量角钢间的相对平行度 b)用大平尺测量面的相对平行度用大平尺测量面的相对平行度 图 4-3 相对平行度的测量112.各种项目的测量各种项目的测量（3）垂直度的测量 相对垂直度的测量 相对垂直度是指焊件上被测的直线（或面）相对于测量基准线（或面）的垂直程度。尺寸较小的工件可以利用90角尺直接测量；工件尺寸较大时，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。铅垂度的测量 铅垂度的测量是测定焊件上线或面是否与水平面垂直。常用吊线锤或经纬仪测量。实例六：实例六

9、：如图45所示用经纬仪测球罐柱脚的铅垂度。（4）同轴度的测量 同轴度是指焊件上具有同一轴线的几个零件装配时其轴线的重合程度。（5）角度的测量 装配中通常利用各种角度样板来测量零件间的角度。实例七：实例七：如图46（a）、46（b）所示同轴度和角度的测量过程。装配测量除上述常用项目外，还有斜度、挠度、平面度等一些测量项目。需要强调的是在使用中注意量具的精度、可靠性，保管时注意保护不受损坏，并经常检验其精度。2.各种项目的测量（3）垂直度的测量 12图图4-4 用水准仪测量水平度用水准仪测量水平度 图4-4 用水准仪测量水平度 13图图 4-5 用经纬仪测铅垂度用经纬仪测铅垂度 图 4-5 用经纬

10、仪测铅垂度 14图图 4-6 同轴度和角度的测量同轴度和角度的测量a)在圆筒内拉钢丝测同轴度；b)角度的测量 图 4-6 同轴度和角度的测量154.2 装配用工具与常用设备装配用工具与常用设备 4.2.1 装配用工具及量具装配用工具及量具 4.2.2 定位器定位器 4.2.3 压夹器压夹器 4.2.4 装配用设备装配用设备 4.2.5 工装夹具设计简介工装夹具设计简介 4.2 装配用工具与常用设备 4.2.1 装配用工具及量具 164.2.1 装配用工具及量具装配用工具及量具1装配用工具装配用工具常用的装配工具有大锤、小锤、錾子、手动砂轮、撬杠、扳手及各种划线用的工具等。2装配用量具装配用量具

11、 装配常用的量具有钢卷尺、钢直尺、水平尺、90角尺、线锤及各种检验零件定位情况的样板等。如图47所示的常用装配工具。4.2.1 装配用工具及量具1装配用工具17图图4-7 常用的装配工具及量具常用的装配工具及量具 图4-7 常用的装配工具及量具 184.2.2 定位器定位器定位器是保证焊件在夹具中获得正确装配位置的零件或部件。这些零件和部件又称为定位元件和定位机构。定位器的结构主要有挡铁、支撑钉、定位销、V型铁、定位样板五类。挡铁和支撑钉用于平面的定位；定位销用于焊件依孔的定位；V型铁用于圆柱体、圆锥体焊件的定位；定位样板用于焊件与已定位的焊件之间的给定定位。定位器可作成拆卸式的、进退式的和翻

12、转式的，它们的结构如图48所示。对定位器的技术要求是耐磨度、刚度、制造精度和安装精度。在安装基准面上的定位器主要承受焊件的重力，与焊件接触的部位易磨损，要有足够的硬度。4.2.2 定位器定位器是保证焊件在夹具中获得正确装配位置的19图图4-8 定位器定位器a)挡铁；b)支撑钉；c)定位销；d)V型铁；e)定位样板；f)拆卸式；g)进退式；h)翻转式 图4-8 定位器204.2.3 压夹器压夹器 1楔形压夹器楔形压夹器 楔形压夹器主要通过斜面的移动所产生的压力夹紧焊件。如图49所示的斜楔的工作原理图，当斜楔受到外力F作用时，斜楔可在各力作用下达到平衡（根据静力学知识可以分析受力平衡，在此不再分析

13、）。2螺旋压夹器螺旋压夹器螺旋压夹器一般由螺杆、螺母和主体三部分组成。使用时，通过螺杆与螺母的相对运动来传递外力达到紧固零件的目的。螺旋压夹器根据零件形状和工作情况的差异既有多种形式，生产中常见有弓形压夹器如图410所示和螺旋推撑器如图411所示。制造螺杆的材料常用45号钢，热处理表面硬度为3338HRC。螺纹形状与螺杆直径有关，一般直径在12mm以下采用三角螺纹；超过12mm则采用梯形螺纹。螺纹容易磨损，一般做的较厚，还可以设计成套筒固定在主体上。4.2.3 压夹器 1楔形压夹器 21图图4-9 斜楔工作原理图斜楔工作原理图 图4-9 斜楔工作原理图 22图图4-10 弓形压夹器弓形压夹器

14、图4-10 弓形压夹器 234-11 几种螺旋推撑器几种螺旋推撑器 4-11 几种螺旋推撑器 244.2.4 装配用设备装配用设备 1对装配设备的要求对装配设备的要求 2装配用平台装配用平台 3胎架胎架 4.2.4 装配用设备 1对装配设备的要求 251对装配设备的要求对装配设备的要求（1）平台或胎架应具备足够的强度和刚度。（2）平台或胎架表面应光滑平整，要求水平放置。（3）尺寸较大的装配胎架应安置在相当坚固的基础上。（4）胎架应便于对工件进行装、卸、定位焊等装配操作。（5）设备构造简单，使用方便，成本较低。1对装配设备的要求（1）平台或胎架应具备足够的强度和刚度。262装配用平台装配用平台（

15、1）铸铁平台 它是由许多块铸铁组成，结构坚固，工件表面进行了机械加工，平面度较高，面上具有许多孔洞，便于安装夹具。常用于进行装配。（2）钢结构平台 它是由型钢和厚钢板焊制而成。上表面一般不经过切削加工，常用于制作大型焊接结构或制作桁架结构。（3）导轨平台 这种平台是由安装在水泥基础上的许多导轨组成，用于制作大型结构件。（4）水泥平台 是由水泥浇注而成的一种简易而又适用于大面积工作的平台。可以用于拼接钢板、框架和构件，又可以在上面安装胎架进行较大部件的装配。（5）电磁平台 是由平台（用型钢或钢板焊成）和电磁铁组成。电磁铁能将型钢吸紧固定在平台上。2装配用平台（1）铸铁平台 它是由许多块铸铁组成，

16、结构273胎架胎架（1）胎架工作面的形状应与工件被支撑部位的形状相适应。（2）胎架结构应便于在装配中对焊件进行装、卸、定位、夹紧和焊接等操作。（3）胎架上应划出中心线、位置线和检查线等。（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。（5）胎架必须有足够的强度和刚度。3胎架（1）胎架工作面的形状应与工件被支撑部位的形状相适应284.2.5 工装夹具设计简介工装夹具设计简介1夹具设计的基本要求夹具设计的基本要求 2工装夹具设计的基本方法和步骤工装夹具设计的基本方法和步骤 3夹具制造公差的确定夹具制造公差的确定 4、夹具结构的工艺性、夹具结构的工艺性 4.2.5 工装夹具设计简介1夹具

17、设计的基本要求 291夹具设计的基本要求夹具设计的基本要求（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度。（2）夹紧的可靠性。（3）焊接操作的灵活性。（4）便于焊件的装卸。（5）良好的工艺性。1夹具设计的基本要求（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度。302工装夹具设计的基本方法和步骤工装夹具设计的基本方法和步骤（1）夹具设计的原始资料 夹具设计任务单 是接受任务的依据，它载明焊件图号、夹具的功用、生产批量、对该夹具的要求以及夹具在焊件制造过程中所占的地位和作用。工件图样及技术条件 应注意焊件尺寸链的结构、尺寸公差及焊件的制造精度等级；还需要了解与本焊件有配合关系的零件在构造上的联系和对互换协调的要求。焊

18、件的装配工艺规程 设计者对此项必须十分清楚，以保证所设计的夹具满足工艺规程的一切要求。夹具设计的技术条件 其内容有夹具的用途、所装配焊件在夹具中的位置、焊件的定位基准、主要接头及定位尺寸、保证夹具的调整和检验时所需的样件及样板等。焊接装配夹具的标准化和规范化资料 包括国家标准、企业标准和规格化夹具结构图册等。（2）设计的内容和步骤 确定夹具结构方案，绘制草图。绘制夹具工作总图。绘制装配焊接夹具零件图。编写装配焊接夹具设计说明书。2工装夹具设计的基本方法和步骤（1）夹具设计的原始资料313夹具制造公差的确定夹具制造公差的确定（1）以焊件的平均尺寸作为夹具相应的基本尺寸。（2）定位元件有焊件定位基

19、准间的配合。（3）采用焊件上相应工序的中间尺寸作为夹具的基本尺寸。（4）夹具上起导向作用并相对运动的元件间的配合及没有相对运动的元件间的配合，一般的选用范围见表41。3夹具制造公差的确定（1）以焊件的平均尺寸作为夹具相应的32表表4-1 夹具常用配合的选择夹具常用配合的选择 表4-1 夹具常用配合的选择 334、夹具结构的工艺性、夹具结构的工艺性（1）基本要求 结构的组成应尽量采用各种标准件和通用件，专用件的比例应尽量少。专用零件的结构形式应容易制造，装配和调试方便。便于夹具的维护和修理。（2）合理选择装配基准 装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只对此表面或线进行调整和

20、装配。装配基准一经加工完毕，其位置和尺寸就不应变动。（3）结构的调整性 经常采用螺栓紧固、销钉定位方式，调整和装配夹具时可对某一元件尺寸较方便地修磨。（4）维修工艺性 应考虑维修方便问题。（5）制造工装夹具的材料 首先取决于夹具元件的工作条件。4、夹具结构的工艺性（1）基本要求34实例八：实例八：轻便夹具的设计用来装配由23个零件组成的焊件，自身结构较简单的夹具。如图412所示是将两个肋板与一个衬套进行装配的夹具，衬套5用三棱销钉4定位，两个带孔的肋板3、8用特殊销钉2和6定位，销钉头部有一段螺纹，转动高帽螺母1可将肋板3、8夹紧在支撑面上支撑钉7用于夹具的搬放。实例八：轻便夹具的设计35图图

21、4-12 肋板与衬套的装配夹具肋板与衬套的装配夹具 图4-12 肋板与衬套的装配夹具 364.3 焊接结构的装配方法焊接结构的装配方法 4.3.1 装配基本方法装配基本方法 4.3.2 装配工艺过程的制定及典型结构件的装装配工艺过程的制定及典型结构件的装配配 4.3 焊接结构的装配方法 4.3.1 装配基本方法 374.3.1 装配基本方法装配基本方法1装配前的准备装配前的准备2零件的定位方法零件的定位方法3零件的装配方法零件的装配方法4装配中的定位焊装配中的定位焊4.3.1 装配基本方法1装配前的准备381装配前的准备装配前的准备（1）熟悉产品图样和工艺规程（2）装配现场和装配设备的选择（3

22、）工量具的准备（4）零、部件的预检和除锈（5）适当划分部件 1装配前的准备（1）熟悉产品图样和工艺规程392零件的定位方法零件的定位方法（1）划线定位 就是在平台上或零件上划线，按线装配零件。通常用于简单的单件小批量装配或总装时的部分较小零件的装配。（2）销轴定位 是利用零件上的孔进行定位。（3）挡铁定位 应用较广泛，可以利用小块钢板或小块型钢作为挡铁，取材方便。（4）样板定位 是利用样板来确定零件的位置、角度等，常用于钢板之间的角度测量定位和容器上各种管口的安装定位。2零件的定位方法（1）划线定位 就是在平台上或零件上划403零件的装配方法零件的装配方法（1）划线定位装配法 利用在零件表面或

23、装配平台表面划出焊件的中心线、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。实例九：实例九：如图413 所示，图413（a）中先以划在底板上的中心线和接合线作定位基准线，然后确定槽钢、立板和三角形加强肋的位置来进行装配；图413（b）中是利用大圆筒盖板上的中心线和小圆筒上的等分线来确定二者的相对位置。（2）工装定位装配法 分为样板定位装配法和定位元件定位装配法。样板定位装配法 利用样板来确定零件的位置、角度等，然后夹紧经定位焊完成装配的方法。如图414所示。定位元件定位装配法 是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位置，并用装配夹具夹

24、紧进行装配。如图415所示。（3）固定式装配法 就是在一处固定的工作位置上装配完全部零、部件。一般用于重型焊接结构产品和产量不大的情况下的装配中。（4）移动式装配法 是焊件顺着一定的工作地点（设有装配胎位和相应的工人）按工序流程进行装配。此法应用的面比较广。3零件的装配方法（1）划线定位装配法 利用在零件表面或41图图4-13 划线定位装配图划线定位装配图 图4-13 划线定位装配图 42图图4-14 样板定位装配图样板定位装配图 图图4-15 挡铁定位装配图挡铁定位装配图 图4-14 样板定位装配图 434装配中的定位焊装配中的定位焊 定位焊是用来固定各焊接零件之间的相互位置，以保证整体结构

25、得到正确的几何形状和尺寸。定位焊缝一般比较短，而且该焊缝作为正式焊缝留在焊接结构之中，因此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和质量相同。进行定位焊应注意的问题：（1）应选用直径小于4mm的焊条或CO2气体保护焊直径小于1.2mm的焊丝。（2）定位焊有缺陷时应该铲掉并重新焊接，不允许留在焊缝内。（3）定位焊缝的引弧和熄弧处应圆滑过渡。（4）定位焊缝长度一般根据板厚选取1520mm，间距为3050mm。4装配中的定位焊 定位焊是用来固定各焊接零件之间的相互位置444.3.2 装配工艺过程的制定及典型结构件装配工艺过程的制定及典型结构件的装配的装配 1装配工艺过程的制定装配工艺过程

26、的制定 2装配顺序的制定装配顺序的制定 3典型结构件的装配典型结构件的装配 4.3.2 装配工艺过程的制定及典型结构件的装配 1装配工451装配工艺过程的制定装配工艺过程的制定（1）内容 包括零件、组件、部件的装配次序；在各装配工序上采用的装配方法；选用何种提高装配质量和生产率的装备、胎夹具和工具等。（2）装配工艺方法的选择 互换法 该方法是用控制零件的加工误差来保证装配精度。零件是完全可以互换的，要求零件的加工精度较高，适用于批量及大批量生产。选配法 它是在零件加工时为降低成本而放宽零件加工的公差带。装配时需挑选合适的零件进行装配，增加了装配工时和难度。修配法 它是指零件预留修配余量，在装配

27、过程中修去部分多余的材料，使装配精度满足技术要求。1装配工艺过程的制定（1）内容 包括零件、组件、部件的462装配顺序的制定装配顺序的制定（1）整装整焊 就是将全部零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。装配工人和焊接工人各自在自己的工位上完成，可实现流水作业，停工损失很小。适用于结构简单、大批量生产的条件。（2）随装随焊 是先将若干个零件组装起来，随之焊接相应的焊缝，然后再装配若干个零件，再进行焊接，直至全部零件装完并焊完，成为符合要求的构件。此法仅适用于单件小批量产品和复杂结构的生产。（3）分部件装配焊接总装焊接 是将结构分解成若干个部件，先由零件装配成部件，然后再由部件

28、装配焊接成结构件，最后再把装配好的结构件总装焊成整个产品。此法适合批量生产，可实现流水作业。2装配顺序的制定（1）整装整焊 就是将全部零件按图样473典型结构件的装配典型结构件的装配（1）T形梁的装配（2）箱形梁的装配（3）筒节的对接装配 3典型结构件的装配（1）T形梁的装配 48（1）T形梁的装配 划线定位装配法 先将腹板和翼板矫直、矫平，然后在翼板上划出腹板位置线，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。定位焊后在经检验校正，才能焊接。胎夹具装配法 实例十：实例十：大批生产T形梁时，采用图416所示进行装配。装配时，不用划线，将腹板立在翼板

29、上，两端对齐，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。（1）T形梁的装配 划线定位装配法 先将腹板和翼板矫直49图图4-16 T形梁的胎具装配形梁的胎具装配 图4-16 T形梁的胎具装配 50（2）箱形梁的装配 划线装配法 实例十一：实例十一：图417所示的装配过程。装配前先把翼板、腹板分别矫直、矫平，板料不够先进行拼接。在装配平台上进行装配。胎夹具装配法 批量生产箱形梁可以利用装配胎夹具进行装配，以提高装配质量和装配效率。（2）箱形梁的装配 划线装配法 51图图 4-17 箱形梁的装配箱形梁的装配1

30、、4-翼板；2-腹板；3-肋板 图 4-17 箱形梁的装配52（3）筒节的对接装配 装配要求是保证对接环缝和两节圆筒的同轴度误差符合技术要求。装配前对两圆筒节进行矫圆，对于大直径薄壁圆筒体的装配，为防止圆筒体变形可以在筒体内使用径向推撑器。如图418所示。筒体的卧装 主要用于直径较小长度较长的筒体装配，装配时需借助装配胎架。如图419所示为筒体在滚轮架和辊筒架上的装配。直径很小时也可以在槽钢或型钢架上进行。筒体的立装 适用于直径较大和长度较短的筒节拼装。实例十二：实例十二：如图420所示。顺序是先将筒节放在平台（或水平基础）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，

31、用螺旋压马和焊在两节圆筒上的若干个螺旋拉紧器拉紧并矫正其同轴度，调整合格后进行定位焊。（3）筒节的对接装配 装配要求是保证对接环缝和两节圆筒的同53图图 4-18 径向推撑器撑圆筒体径向推撑器撑圆筒体 图 4-18 径向推撑器撑圆筒体 54图图4-19 筒体卧装示意图筒体卧装示意图 图4-19 筒体卧装示意图 55图图4-20 筒体立装筒体立装 图4-20 筒体立装 564.4 焊接结构的焊接工艺焊接结构的焊接工艺 4.4.1 焊接工艺制定的目的和内容焊接工艺制定的目的和内容 4.4.2 焊接方法的选择焊接方法的选择 4.4.3 焊接工艺参数的选定焊接工艺参数的选定 4.4 焊接结构的焊接工艺

32、 4.4.1 焊接工艺制定的目的和574.4.1 焊接工艺制定的目的和内容焊接工艺制定的目的和内容1目的目的 （1）获得满意的焊接接头，保证焊缝的外形尺寸和内部质量都能达到技术条件要求。（2）焊后焊接应力与变形尽可能小，焊后变形量应在技术条件许可的范围内。（3）焊接生产效率高。（4）成本低，经济效益好。2内容内容 （1）合理选择产品中各接头焊缝所采用的焊接方法及相应的焊接设备和焊接材料。（2）合理选定焊接工艺参数。（3）合理地选择焊接热参数（预热、后热、焊后热处理等）。（4）选择或设计焊接工艺装备（焊接胎具、焊件变位机等）。4.4.1 焊接工艺制定的目的和内容1目的584.4.2 焊接方法的选

33、择焊接方法的选择 选择焊接方法应根据产品的结构尺寸、形状、材料成分、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。为了正确选择焊接方法，必须了解各种焊接方法的生产特点及适用范围（焊件厚度、焊缝空间位置等）、焊接质量及其稳定程度、经济性以及工人的劳动条件等。在成批或大量生产时，为降低生产成本，提高产品质量及经济效益，对于能够用多种焊接方法来生产的产品，应进行试验和经济比较，最后核算成本，选择最佳的焊接方法。4.4.2 焊接方法的选择 选择焊接方法应根据产品的结构尺寸594.4.3 焊接工艺参数的选定焊接工艺参数的选定 1

34、焊接参数焊接参数 2焊接热参数焊接热参数 4.4.3 焊接工艺参数的选定 1焊接参数 601焊接参数焊接参数常用材料、常用结构的焊接工艺参数可从经验和实践中获取。在选定焊接工艺参数前应对产品的材料及其结构形式作深入的分析，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；同时，还要考虑焊接热循环对母材和焊缝的热作用，它也是保证获得合格产品的另一个主要依据，是获得焊接接头最小的焊接应力和变形的保证。选择焊接工艺参数的具体作法是，应根据产品的材料、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有关图书、资料（利用资料中经验公式、图表、曲线等），在加之工作者的实践经验来

35、确定焊接工艺参数。另外，对于焊缝的焊接顺序、焊接方向以及多层焊的熔敷顺序等，对焊接接头的形成也有一定的影响，必须同时认真考虑和认真试验。新材料的焊接工艺参数需通过焊接工艺评定之后确定。1焊接参数常用材料、常用结构的焊接工艺参数可从经验和实践中612焊接热参数焊接热参数（1）预热 是焊前对焊件的全部或局部进行加热的工艺过程。其目的是减缓焊接接头加热时的温度梯度及冷却速度，适当延长800500区间的冷却时间，减少脆硬组织，防止冷裂纹的产生；另外，有助于减小因温差而造成的焊接应力。预热温度的高低，应根据钢材脆硬倾向的大小、冷却条件和结构刚度等因素通过焊接性试验而定。钢材的脆硬倾向大、冷却速度快、结构

36、刚度大，其预热温度要相应提高。（2）后热 是焊后立即对焊件全部（或局部）进行加热并保温后空冷的工艺措施。其目的是减缓焊缝和热影响区的冷却速度，对冷裂纹倾向大的材料的后热处理是消氢处理，即焊后立即加热到250350范围，保温26h后空冷。选用合适的后热温度可以降低一定的预热温度，在一定程度上改善了焊工的劳动条件。对于焊后要立即进行焊后热处理的焊件不需要另作后热。（3）焊后热处理 其目的是降低焊接残余应力；软化脆硬部位；改善焊缝和热影响区的组织和性能，提高接头的塑性和韧性；稳定结构的尺寸。2焊接热参数（1）预热 是焊前对焊件的全部或局部进行624.5 焊接变位机械焊接变位机械 4.5.1 焊件变位

37、机械焊件变位机械4.5.2 焊机变位机械焊机变位机械 4.5.3 焊工变位机械焊工变位机械 4.5.4 变位机械的组合应用变位机械的组合应用 4.5 焊接变位机械 4.5.1 焊件变位机械634.5.1 焊件变位机械焊件变位机械1焊件变位机焊件变位机2焊接滚轮架焊接滚轮架 3焊接回转台焊接回转台 4焊接翻转机焊接翻转机 4.5.1 焊件变位机械1焊件变位机641焊件变位机焊件变位机它是集翻转（或倾斜）和回转功能于一体的变位机械。如图421所示的焊件变位机。图421（a）、（b）分别为伸臂式和座式焊件变位机械。1焊件变位机它是集翻转（或倾斜）和回转功能于一体的变位机械65图图4-21 焊件变位机

38、焊件变位机a)1-回转工作台；2-旋转伸臂；3-倾斜轴；4-底座b)1-回转工作台；2-倾斜轴；3-扇形齿轮；4-机座 图4-21 焊件变位机662焊接滚轮架焊接滚轮架 它是借助主动滚轮与焊件之间的摩擦力带动筒形焊件旋转的变位机。主要用于锅炉、压力容器筒体的装配和焊接。常用的是自调式滚轮架，主要适用于容器；另外还有履带式滚轮架，主要用于薄壁容器，如图422所示。2焊接滚轮架 它是借助主动滚轮与焊件之间的摩擦力带动筒形焊67图图4-22 自调式及履带式滚轮架自调式及履带式滚轮架 图4-22 自调式及履带式滚轮架 683焊接回转台焊接回转台它是将焊件饶垂直轴或倾斜轴回转的焊件变位机械，主要用于高度

39、不大的回转体焊件的焊接、堆焊、切割工作。如图423所示几种常用的焊接回转台。3焊接回转台它是将焊件饶垂直轴或倾斜轴回转的焊件变位机械，69图图4-23 几种常用的焊接回转台几种常用的焊接回转台a)、d)固定式回转台；b)移动式回转台；c)倾角可调式回转台 图4-23 几种常用的焊接回转台704焊接翻转机焊接翻转机它是将焊件绕水平轴翻转或倾斜，使之处于有利于装焊位置的焊接变位机。如图423所示是一种。4焊接翻转机它是将焊件绕水平轴翻转或倾斜，使之处于有利于装71图图 4-24 翻转机翻转机1-头架；2-工作台；3-卡盘；4-锁紧装置；5-调节装置；6-尾架台车；7-制动装置；8-焊件 图 4-2

40、4 翻转机724.5.2 焊机变位机械焊机变位机械 1焊接操作机焊接操作机 2电渣焊立架电渣焊立架 4.5.2 焊机变位机械 1焊接操作机 731焊接操作机焊接操作机它是将焊接机头准确送达并保持在待焊位置，或是以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊接机头，配合完成焊接操作的变位机械。如图425所示几种焊接操作机。1焊接操作机它是将焊接机头准确送达并保持在待焊位置，或是以74图图 4-25 焊接操作机及工作现场焊接操作机及工作现场 图 4-25 焊接操作机及工作现场 752电渣焊立架电渣焊立架 许多厚板的焊接常采用电渣焊方法。焊接时，焊缝多处于立焊位置，焊接机头沿专用轨道由下而上运动。如图426所示

41、。2电渣焊立架 许多厚板的焊接常采用电渣焊方法。焊接时，焊缝76图图4-26 电渣焊立架电渣焊立架1-底座；2-台车；3-制动器；4-馈电线；5-齿条；6-回转台 图4-26 电渣焊立架774.5.3 焊工变位机械焊工变位机械 这是改变操作工人工作位置的机械装置。设计和使用时安全至关重要，移动要平稳，工作时应逐渐或突然改变原定位置；另外还应灵活、调节方便、准确，并有足够的承载能力。图427是移动式液压焊工升降台。使用时，手摇液压泵2可驱动工作台升降，还可以移动小车的停放位置，并通过支撑装置1固定；图428所示的是焊工升降台的结构形式，当工作台升至所需要高度后活动平台可水平移出，便于焊工接近工件

42、。另外，有的工厂有自制的焊工操作架等装置。设计和使用时安全问题至关重要。4.5.3 焊工变位机械 这是改变操作工人工作位置的机械装置78图图 4-27 移动式焊工升降台移动式焊工升降台1-支撑装置；2-手摇液压泵；3-底架组成；4-走轮；5-立架；6-柱塞液压缸；7-转臂；8-工作台 图 4-27 移动式焊工升降台79图图 4-28 升降式焊工升降台升降式焊工升降台1-活动平台栏杆；2-活动平台；3-固定平台；4-铰接杆；5-液压缸；6-底架；7-控制杆；8-导轨；9-开关箱 图 4-28 升降式焊工升降台804.5.4 变位机械的组合应用变位机械的组合应用在实际焊接中尤其是大批量生产，各类机

43、械装备采用多种多样的组合运用形式。通过组合更加充分发挥焊接机械设备的作用，提高装配机械化水平和高质量、高效率。图429 是操作机和焊接滚轮架相组合进行筒体外环缝的焊接。4.5.4 变位机械的组合应用在实际焊接中尤其是大批量生产，81图图 4-29 操作机与滚轮架组合操作机与滚轮架组合 图 4-29 操作机与滚轮架组合 824.6 其他装置与设备其他装置与设备 4.6.1 装焊吊具装焊吊具4.6.2 起重运输设备起重运输设备 4.6.3 焊接机器人焊接机器人 4.6 其他装置与设备 4.6.1 装焊吊具834.6.1 装焊吊具装焊吊具在焊接结构生产中，各种板材、型材以及焊接构件在各工位之间需要往

44、返吊运、翻转、就位、分散或集中等作业，吊装工作量很大，所以要采用相应的吊具。如图430所示几种吊具。图430（a）是用于板材的吊装，成对使用。它是由吊爪、压板、销轴、吊耳等组成。既可用于较长、较薄板材的吊装，还可用于筒节、箱体等结构件的吊装。图430（b）是梁用吊具，多用于工字梁、丁字梁及箱形梁的吊装工作。图430（c）为磁性吊具，其优点是安全可靠、省电，是一种节能型的安全吊具。4.6.1 装焊吊具在焊接结构生产中，各种板材、型材以及焊接84a板材水平吊具板材水平吊具1-吊爪；2-压板；3-螺栓；4，6，13-轴；5-左爪；7，12-垫圈；8-连接板；9-螺母；10-销；11-滑轮；14-钢绳

45、 a板材水平吊具85b梁用吊具梁用吊具1-右爪；2-挡轴板；3-螺栓；4，6，13-轴；5-左爪；7，12-垫圈；8-连接板；9-螺母；10-销；11-滑轮；14-钢绳 b梁用吊具86 c永磁永磁-电磁吊具电磁吊具 c永磁-电磁吊具 874.6.1 装焊吊具装焊吊具实例八：实例八：如图431所示为吊装容器的实例图。图图4-31 容器的吊装容器的吊装 4.6.1 装焊吊具实例八：如图431所示为吊装容器的884.6.2 起重运输设备起重运输设备起重运输设备主要用于物料起重、运输、装卸和安装等作业。主要分成桥式和壁架式两种，如图432 所示。下面介绍焊接生产中常用的两种。4.6.2 起重运输设备起

46、重运输设备主要用于物料起重、运输、894.6.2 起重运输设备起重运输设备1.桥式起重机桥式起重机 5t以下的起重机一般由电葫芦或链轮小车和一段工字梁或桁架组成。如图433所示，在工厂应用较普遍，形式也多样：有人工开动的；也有遥控的，用来实现工件在车间内的搬运、装卸和安装等任务。2.门式起重机门式起重机它是带腿的桥式起重机，如图434 所示。在车间外应用较广泛。4.6.2 起重运输设备1.桥式起重机 90图图 4-33 桥式起重机桥式起重机 图 4-33 桥式起重机 91图图 4-34 门式起重机门式起重机 图 4-34 门式起重机 924.6.3 焊接机器人焊接机器人1焊接机器人的优点及其应

47、用意义焊接机器人的优点及其应用意义2焊接机器人的主要技术指标焊接机器人的主要技术指标3弧焊机器人的构成弧焊机器人的构成4.6.3 焊接机器人1焊接机器人的优点及其应用意义931焊接机器人的优点及其应用意义焊接机器人的优点及其应用意义（1）稳定和提高焊接质量，保证其均一性；（2）提高生产率，一天可24h连续生产；（3）改善工人的劳动条件，可在有害环境下长期工作；（4）降低对工人操作技术的要求；（5）缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资；（6）可实现小批量产品焊接自动化；（7）为焊接柔性生产线提供技术基础。1焊接机器人的优点及其应用意义（1）稳定和提高焊接质量，保942焊接机器人的主要技

48、术指标焊接机器人的主要技术指标（1）通用指标 自由度数 一般以沿轴线移动和绕轴线转动的独立运动数来表示。电焊机器人需要6个自由度，可以保证焊枪的任意空间轨迹和姿态。负载 是其所承受重量、惯性力矩和静、动态力的一种功能。焊枪及其电缆、焊钳及电缆等都属负载。工作空间 机器人正常运行时，手腕参考点能在空间活动的最大范围，常用图形表示。最大速度 点到点重复精度 轨迹重复精度（2）专用指标 适用的焊接方法和切割方法 摆动功能 焊接P点示教功能 焊接工艺故障自检和自处理功能 引弧和收弧功能 2焊接机器人的主要技术指标（1）通用指标953弧焊机器人的构成弧焊机器人的构成弧焊机器人由操作机、控制盒、焊接设备（

49、包括焊枪、弧焊电源、送丝机和供气系统等）和控制柜等组成，实际就是一个焊接中心（或焊接工作站）如图435 所示。（1）操作机 它是具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置，由机座、手臂、手腕、末端执行器构成。（2）控制装置 它是由人操作起动、停机及示教机器人的一种装置。机器人控制装置一般由计算机控制系统，伺服驱动系统、电源装置及操作装置（如操作面板、显示器、示教盒和操纵杆等）组成。其具备如下基本功能：记忆功能、示教功能故障诊断安全保护、以及人机接口、传感器接口等功能。常用的焊接机器人系统如图436所示。有用于厚板焊接的；有用于点焊的；也有用于喷涂的等等。3弧焊机器人的构成弧焊机器人由操作机、控制盒、焊接设备（包96图图4-35 弧焊机器人系统弧焊机器人系统1-操作机；2-焊件变位机；3-控制盒；4-焊接设备；5-控制柜图4-35 弧焊机器人系统97 图图4-36 常用焊接机器人系统常用焊接机器人系统 图4-36 常用焊接机器人系统 98图图4-36 常用焊接机器人系统常用焊接机器人系统 图4-36 常用焊接机器人系统 99