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1、4-1焊接结构制造工艺工作的内容,焊接制造工艺过程设计是焊接生产的核心。一方面工艺过程设计贯穿于焊接生产设计的始终，如在可行性报告中，提出生产技术方案，制定相应的工艺原则；在初步设计阶段，拟定生产工艺过程、编制工艺文件；在施工图设计阶段则要彻底解决全部生产工艺技术问题，以达到生产要求。另一方面工艺过程设计又决定了车间设计和非标准工艺装备设计的水平和要求，前者是进行后者的依据。工艺设计的好坏直接影响产品的质量、决定着焊接生产设计的综合技术经济指标。,一、焊接生产工艺过程的内容,工艺过程就是根据生产任务的性质(生产纲领所决定) 来拟定产品的全部生产工艺，解决全部生产技术问题。这些问题是：,（1）将
2、产品分解成总成、部件、组件、零件，确定它们加工方法、各工艺参数及相应的工艺措施。 （2）确定生产产品的合理生产过程，包括各工艺、工步的次序。 （3）决定每一道加工工序所需用的设备、装备的规格型号，对于非标准设备，则相应的提出其结构原理。 （4）拟定生产流程的起重运输方式并选定其设备。 （5）计算产品的工时定额、金属材料、辅助材料、填充材料的消耗，从而决定各工艺工序所需工人数量及等级、动力消耗等，这也是进行车间设计的重要依据。,二、焊接结构的工艺性审查,（一）、焊接结构工艺性审查的目的,焊接结构的工艺性审查是指设计的焊接结构能否在目前的生产力的条件下或者具体的生产条件下生产出来，并分析采用的最有
3、效的工艺方法的可行性。焊接结构的工艺性是关系一个产品生产、质量、成本的关键问题，一个结构设计工艺的好坏，是这个结构设计的重要标志之一。在工艺工作的第一步必须对所有新设计的产品和改进设计的产品以及外来产品图样进行结构工艺性审查。 焊接结构的工艺性审查是个复杂的工作过程，在审查过程中应实事求是，多分析比较，以便确定最佳的方案；最后使焊接结构生产既保证焊接接头的强度，又便于装配焊接，使得生产过程既保证质量，又快速高效低成本。,焊接结构的工艺性审查的目的是保证结构设计的合理性、工艺性和可行性、使用的可靠性和经济性。通过工艺性审查可以及时调整和解决工艺方面的问题，加快工艺规程编制速度，缩短新产品的生产准
4、备周期，减小或避免在生产过程中发生重大技术问题。此外，通过工艺性审查，还可以提前发现新产品关键零件或加工工序所需的设备和工装，以便提前设计或订制。,（二）、焊接结构工艺性审查的步骤,（1）产品结构图样审查 制造焊接结构的图样是工程的语言，它主要包括新产品设计图样、继承性设计图样和按照实物测绘的图样等。 对图样的基本要求：绘制的焊接结构图样，应符合国家机械制图标准中的有关规定。图样应当齐全，除焊接结构的装配图外，还应有必要的部件图和零件图。,（2）产品结构技术要求审查 焊接结构技术要求包括使用要求和工艺要求。使用要求一般是指结构的强度、刚度、耐久性(抗疲劳、耐腐蚀、耐磨和抗蠕变等)，以及在工作环
5、境条件下焊接结构的几何尺寸，力学性能、物理性能等。而工艺要求则是指组成产品结构材料的焊接性及结构的合理性、生产的经济性和方便性。 为了满足焊接结构的技术要求，首先要分析产品的结构，了解焊接结构的工作性质及工作环境，然后对焊接结构的技术要求以及所执行的技术标准进行熟悉、消化和理解，并结合具体的生产条件来考虑整个生产工艺能否适应焊接结构的技术要求，提出合理的修改方案，改进生产工艺，使产品达到规定的技术要求。,由于焊接结构般都比较大，结构复杂，所以图样应选用适当的比例，也可在同一图中采用不同的比例绘出；当产品结构较简单时，可在装配图上直接把零件的尺寸标注出来。根据产品的使用性能和制作工艺需要，在图样
6、上应有齐全合理的技术要求，若在图样上不能用图形、符号明确表示时，应有相应的文字说明。,（三）、焊接结构工艺性审查的内容,1、从降低应力集中的角度分析结构的工艺性 （1）尽量避免焊缝过于集中； （2）尽量使用合理的接头形式，对于重要的焊接接头应采用开坡口的焊缝、防止因未焊透而产生应力集中。应设法将角接接头和T形接头，转化为应力集中系数较小的对接接头； （3）尽量避免构件截面的突变，在截面变化的地方必须采用圆滑过渡或平缓过渡，不要形成尖角； （4）应用复合结构，复合结构具有发挥各种工艺长处的特点，它可以采用铸造、锻造和压制工艺，将复杂的接头简化，把角焊缝改成对接焊缝，这样不仅降低了应力集中，而且改
7、善了工艺性。,2、从减小焊接应力与变形的角度分析结构的工艺性 （1）尽可能地减少结构上的焊缝数量和焊缝的填充金属量，这是设计焊接结构时一条最重要的原则； （2）尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置，焊缝位置处于构件截面的中性轴或使焊缝接近中性轴时，在焊后能得到的弯曲变形较小； （3）尽可能地减小焊缝截面尺寸，在不影响结构强度与刚度的前提下，尽可能地减小焊缝截面尺寸或把连续角焊缝设计成断续角焊缝，减少塑性变形区的范围，使焊接应力与变形减少； （4）采用合理的装配焊接顺序，对复杂的结构应采用分部件装配法，尽量减少总装焊缝数量并使之分布合理，这样能大大减少结构的变形； （5）尽量避免各条焊缝相交。,
8、3、从焊接生产性分析结构的工艺性 （1）尽量使结构具有良好的可焊到性； （2）保证接头具有良好的可探到性； （3）尽量选用焊接性好的材料来制造焊接结构件。,4、从焊接生产的经济性方面分析结构的工艺性 合理地节约材料和缩短焊接产品加工时间，不仅可以降低成本，而且可以减轻产品重量，便于加工和运输等，所以在工艺性审查时应结子重视。 （1）使用材料一定要合理， 一般来说，零件的形状越简单，材料的利用率就越高； （2）尽量减少生产劳动量，合理地确定焊缝尺寸,尽量取消多余的加工，尽量减少辅助工时，尽量利用型钢和标准件，焊缝焊接时便于采用先进的焊接方法。,三、焊接生产工艺过程设计与步骤,1、准备工作 首先要
9、研究将要生产的产品清单。清单中按产品结构分成若干类、组并注明产品的生产量，这就是生产纲领。生产纲领决定了生产的性质，而它又是决定生产工艺技术水平的重要依据。 其次要研究本产品的图纸和技术条件，了解产品的结构特点，为什么要这样设计，制造时有何困难，能否用更好的设计对其加以改进等，特别要注意产品各部分之间的连接、各接头的设计及其重要程度。研究产品技术条件还应包括产品的成品检验及各工艺、工步的检验、成品验收的技术条件。,2、产品的工艺过程分析 在上述准备工作的基础上，可以对产品的制造工艺过程进行分析和计划，并制定出工艺原则。对一个设计可能提出几个方案，都列出其利弊，以供主管部门选择和批准。 在进行工
10、艺分析时，首先要注意待制造产品的结构和技术要求，工艺上有何特点，参考类似产品（包括国外的）工厂的生产工艺，依据所进行工艺设计的工厂的具体条件（现有生产设备、厂房条件、工人技术水平等）初步确定加工工艺和相应的技术水平，同时对重要的零部件和关键工艺工序进行深入的分析和比较，从保证焊接产品的质量、满足和超过其技术条件要求、降低劳动量和成本（对采用现代化、机械化和自动化的先进工艺的可能性进行分析），提出几个方案，最后，经过选择、批准一个方案，制定出工艺过程。,3、焊接结构生产工艺内容 钢结构焊接制造工艺在生产的过程中从材料入库真正开始了焊接结构制造工艺过程，包括材料复验入库、备料加工、装配焊接、焊后热
11、处理、质量检验、成品验收。,（1）焊接材料的选用与存放 焊接工艺性管理在材料方面的主要任务是材料的保管和发放，它对材料进行分类、并按照焊接工艺对材料的要求进行存放和保管并按规定发放。材料库的主要任务是材料的保管和发放，它对材料进行分类、储存和保管并按规定发放。材料库主要有两种，一是金属材料库，主要存放保管钢材；二是焊接材料库，主要存放焊丝、焊剂和焊条。,（2）焊接准备工作 焊接生产的准备加工工艺是在合格的原材料上进行的。首先进行材料预处理，料预处理包括矫正、退火、除锈、表面防护处理、预落料等。在材料与处理过程中主要是消除材料由于受外力、环境等外界环境的影响而引起的不符合焊接工艺要求的因素。在备
12、料工作中还要进行放样、划线、号料、下料、边缘加工、矫正、成形加工、端面加工以及号孔、钻（冲）孔等为装配焊接提供合格零件的过程。在这个过程当中，材料通过一系列的初加工必须符合焊接工艺的要求。,（3）装配-焊接 装配焊接工艺充分体现焊接生产的特点，它是两个既不相同又密不可分的工序。它包括边缘清理、装配、焊接。绝大多数钢结构要经过多次装配焊接才能制成，在最后装配完成以后进行全方位焊接、完成焊接产品；但是，某些产品需要在工厂完成部分装配焊接和预装配，到产品的使用现场再进行最后的装配焊接。装配焊接顺序可分为整装整焊、部件装配焊接总装配焊接、交替装焊三种类型。选择使用那种焊装方式是由产品的特点来选择：主要
13、按产品结构的复杂程度、变形大小和生产批量选定。在结构生产过程中，装配焊接过程中同常还会穿插其它的加工方式，比如机械加工、预热及焊后热处理、零部件的矫形等，在整个装配-焊接过程中贯穿着生产过程的检验工序。通常情况下，一旦选择合理的装配焊接工艺，再整个生产过程中必须严格按照装配焊接的工艺要求来执行，不能因为在生产因为焊接产品的复杂和种类而随意改变。焊接工艺采用何种装配焊接工艺要由产品结构、生产规模、装配焊接技术的发展决定。,（4）焊后热处理 焊后热处理在焊接结构生产过程中是焊接工艺的重要组成部分。在焊接结构生产过程中，采用何种焊后的热处理方式与热处理方法都与焊件材料的种类、型号、板厚、所选用的焊接
14、方法、焊接工艺及对接头性能的要求密切相关；焊后热处理是保证结构件能够正常按照要求使用以及焊接结构件的寿命的关键工序。焊后热处理不仅可以降低或消除焊接结构的焊接残余应力，稳定结构的尺寸，而且能改善接头的金相组织，提高接头的各项性能，如抗冷裂性、抗应力腐蚀性、抗脆断性、热强度等。根据焊件材料的类别，可以选用下列不同类型的焊后热处理：例如消除应力处理、回火、正火回火、调质处理、固溶处理、稳定化处理、时效处理等焊后热处理方法。,（5）焊接检验 焊接检验工序是贯穿整个焊接结构的生产过程。检验工序从原材料的检验，从工件进入施工现场的复验开始，随着在焊接结构件加工过程，每道工序都要采用不同的工艺而进行不同内
15、容的检验，每道加工工序完成后都必须进行相应的检验，在焊接结构件完成以后，还要进行最终质量检验。焊接结构件最终质量检验可分为：焊接结构的外形尺寸检查；焊缝的外观检查；焊接接头的无损检查；焊接接头的密封性检查；结构整体的耐压检查。检验是对焊接结构件焊接加工实行有效监督，从而保证焊接结构件质量的重要手段。焊接检验中发现的不符合要求的焊接生产的半成品、成品一般可以进行返修的要进行反修。在全面质量管理和质量保证标准工作的体系中，焊接检验是焊接结构件质量的有效保证，是控制焊接结构件质量的基本手段，是编焊接工艺的重要内容。,4、制定工艺过程,在所确定的最优工艺方案基础上，进行工艺过程的编制。焊接生产过程包括
16、各种制造工序、检验工序和起重运输等工序。装配焊接车间（金属结构车间或焊接结构车间）产品制造工艺过程往往包括非常不同的两个过程：一为零件加工制造，一为零件、部件及产品的装配和焊接。对产品制造起主导和决定性作用的是装焊过程，前一过程服务（或服从）于后一过程，提供达到质量和数量的零件毛坯。,在编制工艺过程时，总是由初步的（粗略的）到详细的（最终的）。在现有工厂进行新产品工艺过程编制时，总是在工艺方案基础上，初步地制定工艺过程，包括： （1）按产品图纸及技术要求将产品分解为总成、部件、组件和零件，并确定其加工次序。 （2）确定各零件、组件、部件和总成的合理的连续加工方法，包括零件的准备及装配-焊接工艺、检验方法等，以及零件工艺工序上的要求，还要进一步拟定达到这些要求的工艺措施。 （3）进行必要的经济活动分析和成本的初步核算。 （4）选择装配焊接、下料及机加工所用设备、机床和装备的规格型号。,图4-2不锈钢尿素合成塔结构图，,4-3尿素合成塔的不锈钢内套简及外套筒的工艺路线图,最终制定的工艺过程应该达到： （1）全部生产工序和工步(包括装配
