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1、焊接结构生产第四章 焊接结构的装配与焊接工艺几个重要定义装配：将焊前加工好的零部件，采用适当的 工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部 件或整个产品的工艺过程。 部装：在金属结构装配中，将零件装配成部 件的过程，成为部件装配，简称部装。 总装：将零件或部件装配成最终产品的过程 。焊接结构的装配与焊接工艺一、装配方式的分类二、装配的基本条件三、定位原理及定位基准四、装配中的测量五、装配用工夹具及设备六、装配的基本方法七、装配工艺过程的制定及典型结构件的装配第一节 焊接结构的装配一、装配方式的分类1.按结构类型及生产批量的大小分类（1）单件小批量生产 （2）成批生产2.按工艺过程分类（1）由单独的
2、零件逐步组装成结构（2）由部件组装成结构3.按装配工作地点分类（1）固定式装配 （2）移动式装配二、装配的基本条件二、装配的基本条件划定位线定位点固检验校正装配工艺流程二、装配的基本条件定位、夹紧和测量是装配的三个基本条件。定位：就是确定零件在空间的位置或零件间 的相对位置。 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。 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，从而坚定定位的正确性和夹紧力的效果 。（一）零件的定位原理（六点定位准则） ：根据力学观点，任何刚性物体相对于三个相 互垂直的平面有六个自由度，即沿三个轴向的相 对移
3、动和绕三个轴的相对转动。每限制一个自由 度，焊件就需要与夹具上的一个定位点相接触， 这种以六点限制焊件六个自由度的方法称为“六 点定位准则”。三、定位原理及定位基准（二）定位基准及其选择 1、基准的概念基准又叫基面或基准面，它是一些点、线、面的组合， 用它们来决定同一零件的另一些点、线、面的位置或其它零 件的位置。 1）设计基准 2）工艺基准：定位基准装配基准测量基准三、定位原理及定位基准2、定位基准的选择 1）定位基准：零件在胎夹具中定位时所依据的点、线或面称为定位基准。 2）选择原则：尽量与设计基准重合；尽量采用同一定位基准；选择精度高不易变形的表面；便于零件在装配中的定位于测量。三、定位
4、原理及定位基准（一）正确、合理的选择测量基准四、装配中的测量测量基准：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。（二）各种项目的测量 1 线性尺寸的测量 2 平行度的测量 相对平行度的测量水平度的测量 3 垂直度的测量 相对垂直度的测量铅锤度的测量 4 同轴度的测量 5 角度的测量四、装配中的测量相对平行度：焊件上被测的线（或面）相对于测量基准线（或面）的平行度。 基本原理：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。 注意事项：测量的点要多一些；测量工具应垂直于基准；直接测量不方便时，间接测量。相对平行度的测量相对平
5、行度的测量相对平行度的测量水平度：水平度就是衡量零件上被测的线（或面）是否处于水平位置。用水平尺测量水平度（最常用） 用软管水平仪测量水平度 用水准仪测量水平度水平度的测量水平尺用水平尺进行测量软管水平仪测量水平度水准仪测量水平度水准仪测量水平度相对垂直度：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。测量方法：尺寸较小可直接测量；尺寸很大采用辅助线测量法；形状复杂可用间接测量法。垂直度的测量间接测量法测量相对垂直度铅锤度：测定焊件上 线或面是否与水平面 垂直。 测量方法：吊线锤经纬仪铅锤度的测量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。n
6、同轴度的测量激光准直 器激光天然的特性注定 了它在同轴度测量中的潜 在应用价值。由于具有体 积小，操作简单，坚固耐 用，可以聚焦等多种特性 ，激光准直器在工业，军 用，测量等领域获得了广 泛的应用。 同轴度的测量n角度的测量角度测量角度测量水平尺角度的测量角度的测量装配用工具及量具装配用夹具装配用设备装配用工夹具及设备常用的装配用工具有大锤、小锤、錾子 、 手动砂轮、撬杠、扳手及各种划线用的工具 等。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。装配用工具及量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。装配夹具按夹紧力来源可
7、分为手动夹具 和非手动夹具两大类。手动夹具包括螺旋夹 具、楔条夹具、杠杆夹具、偏心轮夹具等； 非手动夹具包括气动夹具、液压夹具、磁力 夹具等。装配用夹具装配用的工具装配用的量具装配用的夹具螺旋夹具装配用的夹具螺旋夹具利用螺母 在丝杠上 相对运动 起拉紧作 用装配用的夹具楔条夹具用锤击或用 其他机械方 法获得外力 ，利用楔条 的斜面将外 力转变为夹 紧力，从而 达到对工件 的夹紧。注意：楔条夹具在使用中应有自锁能力装配用的夹具杠杆夹具利用杠杆原理将工件夹紧（1）装配用平台 1）铸铁平台 2）钢结构平台 3）导轨平台 4）水泥平台 5）电磁平台 （2）胎架装配用设备铸铁平台胎架在工件结构不适于以装
8、配平台作为支承或在批量生产时，用胎架来支承工件进行装配。1、焊接前的准备 （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）工量具的准备 （4）零、部件的预减和除锈 （5）适当划分部件装配的基本方法(四个主要内容)焊接前的准备零件的定位方法零件的装配方法装配中的定位焊2、零件的定位方法 （1）划线定位：在平台上或零件上划线，按线装配零件。 （2）销轴定位：利用零件上的空进行定位。 （3）挡铁定位：用小块钢板或型钢作为挡铁。 （4）样板定位：利用样板来确定零件的位置、角度等的定位方法。装配的基本方法装配的基本方法划线定位装配法工装定位装配法固定式装配法移动式装配法样板定位装配法
9、定位元件定位装配法胎夹具装配法划线定位装配法划线定位装配法划线定位装配法样板定位装配法定位元件定位装配法定位元件定位装配法胎夹具装配法n进行定位焊时应注意以下几点：n1）定位焊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。n2）定位焊应选用直径小于4mm的焊条或co2气体保护焊直 径小于1.2mm的焊丝，焊接电流应比正式焊缝时应大10%- 15%n3）定位焊焊缝中有缺陷，应铲掉并重新焊接。n4）定位焊缝的引弧和熄弧处应圆滑过渡n5）定位焊缝长度一般根据板厚选取15-20mm，间距为50- 300mm。装配中的定位焊装配工艺过程的制定n1.装配工艺过程制定的内容（以书卡为例）n2.装
10、配工艺方法的选择n1）互换法n2）选配法n3）修配法整装整焊随装随焊分部件装配焊接总装焊接装配顺序的制定特点：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，是装配工人与焊接工人各自在自己的工位上完成，可实行流水作业，停工损失很小。 应用：适用于结构简单、零件数量少、大批量生产的条件。装配顺序的制定（整装整焊）特点：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。是装配工人与焊接工人在一个工位上交替作业。 应用：适用于单件小批量生产和复杂结构的生产。装配顺序的制定（随装随焊）特点：将结构件分解成若干个部件，
11、先由零件装配成部件，然后再由部件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结构。 应用：这种方法适合批量生产，适用于可分解成若干个部件的复杂结构。装配顺序的制定（分部件装配焊接总装配焊接）分部件装配焊接总装焊接法可以提高装配焊接的质量，改善工人的劳动条件，提高熟练程度。容易控制和减小焊接应力及焊接变形。可以缩短产品的生产周期。可以提高生产面积的利用率，减少和简化总装时所用的工位数。在成批生产时可广泛采用专用的胎架，分部件以后可以大大简化胎架的复杂程度，使成本降低。分部件装配焊接总装焊接法的优越性尽可能使各部件本身是一个完整的构件，便于各部件间的最后总装，同时避开最大应力处；能够最大
12、限度的发挥部件生产的优点，使装配和焊接工作方便；划分部件时，还应考虑现场生产能力和条件对部件在体积上和质量上的限制。在大量生产的情况下，考虑生产均衡性的要求。部件的合理划分有利于施焊和质量检查；有利于控制焊接应力与变形，对焊后热处理是否方便；有利于生产组织与管理，能提高生产效率；避免强力装配。确定焊接顺序要考虑的问题钢板的拼接T形梁的装配箱形梁的装配圆筒节的对接装配典型结构件的装配一、拼接要点在钢板拼接时，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 ，而且不小于100mm，容器结构焊缝之间通常错开 500mm以上。钢板的拼接二、钢板拼接时的注意事项 1）按要求留出装
13、配间隙和保证接口处平齐； 2）厚板对接定位焊，可按间距250-300mm30-50mm长的定位焊缝固定； 3）厚板焊接应预热； 4）薄板焊接可采用分段退焊法防止变形。钢板的拼接厚板拼接的一般方法钢板的拼接划线定位装配法T形梁的装配胎夹具装配法T形梁的装配划线装配法胎夹具装配法箱形梁的装配筒体的卧装（装配胎架）圆筒节的对接装配筒体的立装圆筒节的对接装配圆筒节的对接装配立装倒装法一、制定焊接工艺的原则及内容 二、焊接方法、焊接材料及焊接设备的选择 三、焊接参数的选定 四、焊接热参数的确定 五、焊接工艺评定 六、典型结构的焊接工艺评定程序第二节 焊接结构的焊接工艺1）能获得满意的焊接接头，保证焊缝的
14、外形尺寸和内部质 量都能达到技术条件的要求。 2）焊接应力与变形应尽可能小，焊接后构件的变形量应在 技术条件许可的范围内。 3）焊缝可达性好，有良好的施焊位置，翻转次数少。 4）当钢材淬硬倾向大时，应考虑采用预热、后热等措施防 止焊接缺陷产生。 5）有得于实现机械化、自动化生产，有利于采用先进的焊 接工艺方法。 6）有利于提高劳动生产率和降低成本。制定焊接工艺的原则1）根据产品中各接头焊缝的特点，合理地选择焊接 方法及相应的焊接设备与焊接材料。 2）合理地选择焊接参数。 3）合理地选择焊接材料。 4）合理地选择焊接热参数。 5）选择或设计合理的焊接工艺装备制定焊接工艺的内容焊接方法、焊接材料、
15、焊接设备的选择1.选择焊接方法：2.选择焊接材料：3.选择焊接设备：1）分析材料的焊接性。 2）考虑焊接热循环对母材和焊缝的热作用。 3）确定合理的焊接方法。 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）参考现成的技术资料和成熟的焊接工艺。 6）确定焊接参数不应忽视焊接操作者的实践经验。焊接参数的选定1）预热：是焊前对焊件进行全部或局部加热。 2）后热：是焊后立即对焊件全部（或局部）利用 预热装置进行加热到300-500并保温1-2h后空冷 的工艺措施。 3）焊后热处理：是为了改善焊接接头的组织和性 能、消除残余应力而进行的热处理。焊接热参数的确定1）消除或降低焊接
16、残余应力。 2）消除焊接热影响区的淬硬组织，提高焊接头的塑 性和韧性。 3）促使残余氢逸出。 4）可提高断裂韧度，但有些钢会产生回火脆性 5）提高结构的几何稳定性。 6）增强构件抵抗应力腐蚀的能力。焊后热处理的目的焊接工艺评定是为验证所拟定的焊接工艺的 正确性而进行的试验过程和结果评价。 一、焊接工艺评定的目的 二、焊接工艺评定的条件与规则 三、焊接工艺评定的方法 四、焊接工艺评定程序焊接工艺评定目的：验证焊接工艺指导书的正确性功能：验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性；评定施焊单位焊制焊接接头的使用性能符合设计要求的能力。焊接工艺评定的目的及功能条件：被焊材料已经经过严格的焊接性试验合格。 规则：评定对接焊缝与角接焊缝的焊接工艺均可采用对接焊缝接头形式。 下列情况需要重新进行工艺评定： 1）改变焊接方法 2）新材料或焊接单位首次施焊的钢材 3）改变焊接材料的牌号和保护气体的种类或成分 4）改变焊接参数 5）改变热规范参数焊接工艺评定的条件与规则首先按施焊单位
