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1、焊接结构生产及装备,焊 接 生 产,太老了！,第1章 绪 论,1.1 焊接结构及其特点,1. 焊接结构的定义,焊接结构是指常见的最适宜于用焊接方法制造的金属结构。,1.绪论,1.1 焊接结构及其特点,p1,2. 焊接结构的特点,（1）刚性连接,焊接连接是一种金属原子间的连接，刚度大，整体性好，在外力作用下不像机械连接那样会因间隙变化而产生较大的变形，但更容易产生应力集中。焊接连接方式容易保证产品的气密性与水密性。,（2）异质异形连接,焊接结构可以由各种不同形状与厚度的金属材料连接组合而成，甚至可由不同种类的金属材料连接组合而成，还可以由铸钢件与锻钢件连接组合而成，从而使结构中不同性能的材料应用
2、更前挡，充分发挥其性能特点，做到物尽其用。,1.绪论,1.1 焊接结构及其特点,3. 焊接结构的分类与应用,1.绪论,1.1 焊接结构及其特点,（3）一次性成本低,焊接结构的生产一般不需大型、贵重的设备，因而建设焊接结构生产厂时设备投资少、见效快，而且容易适应不同批量焊接产品的生产，更换产品型号和品种比较方便。,（4）“以小拼大”是优势,焊接可以将大型、复杂的结构先分解为许多小零件或部件后分别加工，然后通过焊接连接成整体结构，从而扩大了工作面，简化了结构的加工工艺，缩短了加工周期。,（5）节约能源，利于环保,每吨焊接结构件比铸件大约节能35%，与锻件相比也有节能有时，且焊接生产条件优于铸造和锻
3、造的生产条件。,1. 焊接结构生产的特点,1.绪论,1.2 焊接结构生产的发展趋势,1.2 焊接结构生产的发展趋势,（1）以焊接为主要生产工艺内容的生产加工过程,焊接结构的生产经过很多道生产工艺，但从其加工目的、相互间的关系及对产品的作用来看，其中主要的生产程序和工艺内容是焊接。焊接加工是制作焊接结构必不可少的、最基本的生产手段和生产步骤，而其他加工程序都是围绕焊接进行的。在整个焊接结构生产过程中，与其它一些加工内容或工序比较，焊接是施工量最为繁重，工艺内容最为广泛而复杂，对产品质量的影响也最大。正确地选择焊接方法、制定合理的焊接工艺、妥善安排焊接生产程序、科学进行施工、有效地控制焊接质量，是
4、进行焊接结构生产的核心内容和最为重要的问题。,p4,1.绪论,1.2 焊接结构生产的发展趋势,（2）焊接结构的基本材料是各种金属材料,生产过程中各道加工工序的主要对象是各种金属材料。加工的最终目的是将具有一定性能的金属材料，制造成为在某种使用条件下满足其使用性能要求的结构件，而产品的某些性能要求是由材料的性能来保证的。焊接结构生产就在于要正确地选取和利用金属材料、选用恰当的加工方法，既要保证顺利加工制造成符合要求的产品，还必须采取相应的技术措施，尽可能地保持材料原有的性能，以确保所生产结构的质量和性能要求。,（3）速度快、经济效益大,焊接结构是将金属材料加工制作成德各种结构零件装配、焊接而成的
5、，基本上不改变零件形状，对于轧制的型材也不改变其断面特征。所以，与其它加工相比，工序简单、加工量少、省工省时及加工成本低。,1.绪论,1.2 焊接结构生产的发展趋势,（4）需大型辅助加工设备,（5）焊接结构的生产过程是一个具有多种工艺内容的综合性生产加工过程,由于某些接结构尺寸和重量都比较大，因此要求其辅助加工设备能力和尺寸也要足够大，大多属于大型专用设备，如矫正机、剪板机、刨边机和大型压力机等。同时不仅要求有较大的作业空间和面积，还要有足够的与加工工件重量相适应的起重运输设备的配合。,接结构的生产虽然是以焊接工艺为主的生产过程，但为了使焊接能顺利进行并保证其加工质量以及满足各式各样产品在结构
6、上的要求，必须先将各种规格的板材、型材转变为组成结构所需的各种尺寸和形状的基本零件，后经组合装配才能进行焊接加工。焊接后，还需进行补充和完善加工才能制成符合质量要求的合格产品。单靠焊接一种加工工艺、一道生产工序是不可能、也无法将金属材料变成焊接结构，还必须有一系列其它加工过程。由于组成结构的零件所用材料的性质、工件的尺寸形状等各自不同，故所用的加工方法也不同。所以，焊接结构的制造，是包含有很多道生产工序，各种加工工艺内容的综合性生产加工过程。其中既有焊接加工内容，也有划线下料、成形加工、切削加工及热处理等工艺内容。,1.绪论,1.2 焊接结构生产的发展趋势,2. 焊接结构生产的发展趋势,（1）
7、焊接结构的发展,1）现代焊接结构在向大型化和高参数方向发展。,核压力容器壁厚达200mm； 油轮长382m，宽168m，高27m，板厚达140mm； 现代高层建筑。,2）现代焊接结构的工作条件越来越苛刻，要求越来越严格。,在高温、高压、低温、深冷、腐蚀性介质环境下，强放射性照射、动载、冲击条件下。,3）现代焊接结构还向易于解体、可循环再利用方向发展。,1.绪论,1.2 焊接结构生产的发展趋势,（2）先进材料在焊接结构中的应用,1）母材的发展,2）焊接材料的发展,抗拉强度784MPa（HT80)高强钢已用以桥梁、高压管道、重型机电和海洋机构。 强度为13732059MPa马氏体时效钢，如18Ni
8、，具有高韧性。抗应力腐蚀等，国外正在应用于大直径固体燃料火箭外壳等。,由传统的低碳钢。低合金钢向高强钢发展。,焊条正向高效、低污染和具有特殊性能方向发展。 焊丝逐渐由实心向药芯方向发展 焊剂由熔炼型向烧结型过渡。,1.绪论,1.2 焊接结构生产的发展趋势,（3）焊接生产自动化技术的发展,1）焊接生产过程自动化的主要途径,焊接结构生产的整个过程除了基本的生产工序以外，还包括大量的辅助工序，其中主要是零件的制备、装配、工序间的传送。制品的变位与清理等。要提高焊接结构的生产率和产品质量，整个焊接结构生产过程的机械化与自动化，其途径：, 材料预处理与备料工序的机械化、自动化； 焊接工艺的机械化、自动化
9、； 工序、工位间机械传送，组成立体运输网络； 采用机械化变位机、焊接操作机等装置，提高焊接生产效率及焊接质量； 采用胎夹具及辅助工具，例如定位器、压夹器、打渣工具、防飞溅涂料等。,1.绪论,1.2 焊接结构生产的发展趋势,2）制造自动化技术的发展阶段,我国焊接自动化技术普遍处于第2阶段与第3阶段之间，极少数达到第4阶段。,目前焊接生产自动化技术及设备的研究开发热点： 焊缝自动跟踪，特别是视觉跟踪技术； 焊接过程熔滴过渡控制； 焊缝成形控制，包括焊接熔深控制，全位置焊接实时控制技术以及单面焊双面成形技术。,1.绪论,1.2 焊接结构生产的发展趋势,3）柔性焊接制造系统是信息时代焊接技术的典型代表
10、,柔性焊接系统由焊接机器人、先进焊接电源、离线编程CAD系统、工装机械系统等组成。,焊接机器人除能进行正常的行走及搬运外，还能自动跟踪焊接电弧轨迹，防止电弧及烟尘的干扰。,焊接电源具有良好的动特性，多采用以先进电子元器件及先进电子技术开发生产的焊接设备。如逆变式晶闸管与IGBT管等,焊接方法采用质量好、生产效率高的方法。如CO2、MIG/MAG、TIG、埋弧焊。,离线编程CAD系统使焊接过程可自主进行，并能对整个焊接过程的大部分动作进行模拟试验而不依赖于整个柔性系统。,1.绪论,1.2 焊接结构生产的发展趋势,（4）焊接方法对焊接结构生产的影响,焊接工艺方法不同，对焊接生产的组织、工艺过程、劳动生产率及产品成本都有很大影响。焊接产品工艺分析及制定工艺文件时，必须根据产品结构形式、批量、工厂及所在环境、工人及技术人员水平等具体条件，对各种焊接工艺方法的选择进行充分的分析和论证。,
