焊接结构生产及装备

《焊接结构生产及装备》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焊接结构生产及装备（272页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、焊接结构生产及装备周浩森,第一章 绪论,一 . 焊接结构的发展 (用钢量的43) 1 机械加工工艺方法 焊接、铸造、锻压、切削加工、热处理 2 钢结构 焊接结构、冲压结构、锻压结构、铸造结构,二 焊接结构的特点 1 分类 (1) 按板厚不同 分薄板和中厚板结构 (2) 按加工工艺不同 板焊结构(轧材)、冲焊结构、锻焊结构、铸焊结构 (3) 按原材料种类 钢、铝及其合金、钛及其合金等,(4) 按工作条件分 梁：在一个或两个主平面承受弯矩的构件。 柱：轴心受压和偏心受压的构件。 桁架和塔桅结构：承受弯矩、由许多杆件组成的大跨度结构。 板壳结构：用于承受内压、要求密封的焊接容器。如压力容器、锅炉、管

2、道、船舰 、客车等。 机器结构：机器的机座、机身及大型机器零件。,2 特点 （1） 优点 相对铆接结构,接头性能好,重量轻,节省金属,水气密性好，接头简单，美观。 （2）缺点 气孔、夹渣、裂纹、各种缺陷，焊接应力及变形等。 三 焊接结构的设计 1 焊接结构的设计标准,（1） 一般建筑结构 钢结构设计规范 （2） 压力容器 钢制石油化工压力容器设计规范 （3）船舶、海上采油平台 钢质海船入级与建筑规范 海上平台入级与建造规范 （4）起重、运输机械、工程矿山机械 相应的部标、行标、厂标。,2 焊接结构的设计步骤（理论力学、材料力学、结构力学） 依据使用要求，参考类似结构确定整体方案确定承受的各种载

3、荷 结构受力分析结构元件的设计（强度、刚度、稳定性）,进行结构的细节设计（焊接接头、焊缝、筋板、孔、应力应变集中及局部挤压处） 编写设计说明书及绘图 和机械设计既相同又相异，机械设计由机原加机零设计组成，结构设计由元件加细节设计构成,3 焊接结构的设计方法（结构力学） （1）许用应力法 （2）概率论为基础的极限状态法 四 焊接结构的生产工艺概述 （一） 生产工艺过程 1 生产准备 图纸工艺分析工艺文件（工艺流程、工艺评定、工艺方法） 设备、材料、人员、动力各种准备。,2 金属材料的预处理 材料的验收、分类、矫正、除锈、表面保护、预落料。 3 备料 放样、划线、号料、切割、边缘加工、冷热成型加工

4、、端面加工及制孔等。 4 装配焊接 焊缝边缘清理、装配和焊接。 5 检验 从原材料到产品，每道工序相应的检查。 6 成品的验收、油漆、标志、包装。,p3图11,（二） 生产规模 1 单件小批量生产 从生产准备到产品的生产工艺过程简单。 2 成批生产 一段时间的大量生产。 3 大量生产 长时间的大量生产。,第二章 焊接结构的生产工艺过程 21 概述,1 生产过程 原材料或半成品按人的意图发生改变的整个过程。 2 工艺过程 逐步改变工件状况的那一部分生产过程，是生产过程的一部分。,3 焊接结构的生产（图纸生产工艺分析工艺过程） 确定焊接结构的生产工艺过程。 确定焊接车间设计。 确定焊接夹具设计。

5、确定设备选用。 确定质量控制。,2-2 焊接结构生产的备料工艺与设备,一 金属材料的储存 供货状况：轧材（板材、管材、型材）、 锻件 、铸件。 检查与验收：化学成分、外观、 显微分析（气孔、夹渣、裂纹、缺 陷、形貌、组织）、 力学性能、焊接性。,存放：分类、除锈、方便装卸及安全。 切割及运输：剪板机、气割设备、叉车、平板车、起重机。 二 金属材料的复验（使用前） 化学成分、金相检验、力学性能（拉伸、弯曲、冲击）。 三 金属材料的除锈 化学除锈：酸洗碱中和水冲洗烘干。 机械除锈：喷丸（小铁丸）除锈喷（涂）底漆。 四 金属材料的矫正,1 变形原因及矫正要求 轧制过程以及运输、储存过程中出现的变形。

6、 P9表21 22 23：板材、管材、角钢、工字钢。,2 分类 （1） 冷矫正和加热矫正（变形严重）。 （2） 第一次矫正：制造结构之前的预先矫正，对原材料。 第二次矫正：对加工时毛坯的变形进行矫正，对毛坯。 3 矫正方法 （1） 手工矫正：锤击。 （2）矫正机床,钢板矫平机 p11图2-1原理 P11表2-4技术数据 型材矫正机：p11图22示意图角钢矫正机 和调直压力机。 P12表25 技术数据辊轮数量速 度。,机床、摩擦压力机、曲柄压力机、杠杆压力机、千斤顶：,五 放样、划线、号料 1 放样 根据图纸要求，在放样台上，用1:1的比例，划出零件的平面展开尺寸。 目的是检查图纸的正确性，确定

7、下料尺寸，形成放样样板。 分类：比例放样、光学放样、数学放样。 2 划线 利用放样样板在金属材料上进行实际轮廓线的复制。 3 号料 根据划线的轮廓线，用小锤和冲子在金属上标记。 分类：机械号料,光学号料（利用照相机的原理，依投影后的轮廓线进行号料） 电印号料（利用静电摄影的原理，将轮廓线直接印在涂有感光剂的钢板上） 过程： 放样划线号料。 光学号料、电印号料不需放样划线。 数学放样不需划线号料，直接通过数控切割机下料。,六 下料 （一）机械切割 1 剪切 龙门剪床：剪切大宽度板材 技术数据p14表2-9,压力剪床：剪切宽度不大的板材，技术数据p15表210,角钢剪切机：技术数据p15表211

8、联合冲剪机：技术数据p15表212 剪切板材、型材、还可冲孔。 园盘剪：剪切曲线。,2 锯切 有齿锯：带锯、园盘锯 p16表213 无齿锯：锯片与工件之间的摩擦热熔化切口，又称摩擦锯 p16表214,(二) 气体火焰切割 1 依气体不同分类 氧乙炔切割、氧丙烷切割、液化石油气切割。 2 按控制方法 手工气割、半自动气割、靠模自动气割、光电跟踪气割、数控气割。 （三） 等离子弧切割 不锈钢、有色金属、大厚度焊件。 （四） 线切割机（电弧放电熔化）和电火花切割,七 坡口及边缘加工 （一）熔化切割法 氧乙炔气割（特殊割嘴，和气割同时进行） 碳弧气刨（清根、扣槽、清除焊接缺陷，配合砂轮）,(二) 车、

9、铣、刨削的方法 坡口剪切机 坡口刨边机p18表216 坡口铣边机,八 弯曲及成形 1 依加热与否 冷态弯曲、热态弯曲。 2 设备 （1）弯板机 三辊弯板机：p18图23a b 四辊弯板机：p18图23c d 原理及问题（筒形成锥状） 技术数据：p19表217,（2）型钢弯曲机 手工（压力机、弯曲矫正机） 自动（角钢弯曲机技术数据p20表218）,九 冲压 1 定义 将模具放在各种压力机上来完成零件的制作，核心是模具。 2 分类 冷冲压，热冲压。 3 设备 水压机，油压机，摩擦压力机，曲柄压力机。,十 零件的其他加工 1 制孔 钻孔：钻床p20表219。 冲孔：冲孔机。 割孔：孔径大的情况。 镗

10、孔：镗床。,2 折边 折边机或压力机床。 3 弯管 （1） 有心弯管、无心弯管。 （2）冷弯管、热弯管。 （3）设备 手动弯管机、电动弯管机。,十一 焊前清理 1 清理内容 铁锈及氧化皮、油污、毛刺、焊渣、飞溅。 2 清理方式 （1）用风动或电动砂轮机、钢丝刷等。,气刮铲：又称气动扁铲打渣机p21图25。 针束除锈器：又称气动针束打渣机。 p22图26,（2） 喷砂或喷丸清理 喷SiO2干砂或小铁丸 （3）气体火焰表面清理 油污、氧化皮等，但成本高应用少。 （4） 酸洗 2%4%的硫酸1%2%的石灰水 十二 焊接材料的储存 防止焊条、焊丝、焊剂、衬垫等的受潮及混淆。,23 焊接结构的装配工艺,

11、装配工艺：采用工装夹具或定位焊，按图纸要求， 将零件连接成部件或整体结构。 一 装配方式分类 （一）按结构的类型及生产批量的大小 1 大型、单件生产的结构采用划线定位的装配方法 利用测量工具、简单夹具、定位焊等。 2 批量生产的结构在专用的胎夹具上装配的方法 采用装配夹具及装焊夹具。 （二） 按工艺过程 1 由单独零件逐步组装成结构（先装后焊，或装焊交替进行） 2 由部件组装成结构,（三）按装配工作地点 1 工件固定式装配 用于重型焊接结构、或产量不大的情况。 2 工件移动式装配 按工序流程进行装配 ，装配生产线。 二 焊接结构的装配顺序的确定 装配焊接顺序的确定 （1）装配工作是否方便，焊接

12、的可焊到性和方法 （2）控制焊接应力及变形 （装配工艺流程、装焊图表、焊缝识别卡、装配工艺卡）,三 典型装焊次序分部件装配焊接法 （一）优越性 1 提高装焊质量，改善工人劳动条件（结构尺寸小，焊缝位置好） 2 控制和减少焊接变形（总焊接量减少，以及胎夹具的使用） 3 缩短产品的生产周期（部件同时生产） 4 提高生产面积的利用率（减少总装的胎夹具） 5 广泛的利用胎夹具（简化夹具） （二） 部件的划分 1 各部件本身是一个整体的构件。 2 力求充分发挥部件生产的优点。 3 现场生产能力的限制及生产节奏的要求。,四 装配工作中应注意的问题 1 机械加工放最后（装焊完后进行） 2 装配零件是以外缘为

13、依据的（外缘的精确度影响装焊质量） 3 正确掌握公差标准 4 装配后尺寸在公差的范围内 5 严格清除油污（影响装焊质量） 6 对定位焊的要求（定位焊工艺，母材，焊法，焊材） 7 巧用胎夹具（装配夹具 装焊夹具）,24 焊接结构的焊接工艺,一 焊接结构生产中制定焊接工艺的原则及内容 1焊接工艺制定原则（满足使用要求，经济要求） （1）可焊性好，生产率高，并获得质量好的焊接接头 （2）应力和变形小 （3）焊接变位次数小，采用工装夹具 2 内容（工艺卡的内容，分主要因素、重要因素、次要因素等） （1）母材，焊接方法，焊接材料 （2）工艺参数焊接电流、焊接电压、焊接速度等 （3） 加热工艺参数预热、后

14、热、层间温度及焊后热 处理等。 （4）其他焊接坡口、焊接顺序、焊接方向、胎夹具等。,二 焊接工艺方法的选择 分类1：熔焊-手工电弧焊、埋弧焊、电渣焊、CO2气保焊、气焊、TIG-MIG焊、电子束焊等。 压焊-电阻焊、摩擦焊、扩散焊、爆炸焊等。 钎焊-普通钎焊、熔钎焊、共晶钎焊、液相过渡焊 等。 分类2：焊接（一般的焊接方法）、连接（比如扩散焊）、涂层（热喷涂）、表面改性。 应用情况： （1）手工电弧焊应用灵活、方便、设备简单。 （2）埋弧自动焊与半自动焊适于4mm以上厚的母材的焊接，可用于平焊 、船形焊、垂直焊。,（3）电渣焊适于30mm以上厚的母材。 （4）CO2气保焊生产率高，成本低，全位

15、置的焊接。 （5）电阻焊适于薄板件结构。 （6）气焊适于焊接较薄工件、有色金属、铸铁。 （7）TIG-MIG焊适于焊接铝、钛、铜及其合金、不锈钢等。 （8）摩擦焊焊接导热性好、易氧化的金属。 （9）电子束焊适于活泼金属、高熔点金属、高纯度金属、高精度焊件的焊接。 （10）钎焊用于焊接薄件、复杂连接面或异种接头。 总体来说：埋弧焊与CO2气保焊是优先选择的焊接方法， 手工焊是重要的补充。,三 确定合理的焊接工艺参数 （1）焊接电流、电压、速度 （2）焊接电源极性、电阻焊的电极直径 （3）坡口形式、焊接层数、焊接顺序及方向 （4）焊接材料参数、焊工技术等级等,四 焊接工艺制定实际情况（焊接工艺卡的

16、制定） 1 焊接专家系统开发实例 焊接企业工艺技术准备主要集中于： (1)焊接工艺评定方案设计。 (2)焊接工艺试验(包括工艺评定试验、焊接性试验等)。 (3)产品焊接工艺编制 焊接工艺评定报告(PQRProcedure qualification record) 由有关部门分类、编号、 存档，供工艺人员做为编制具体产品焊接工艺的依 据 。,焊接工艺规程即通常所称的焊接工艺说明书WPSwelding procedure specification，WPS是焊接生产所必须的技术指导性文件。对于重要焊接件，不同产品及同一产品不同情况的焊缝都必须有各自对应的WPS。为确保焊接产品质量，有关国家、行业及企业对于WPS 的编制都制定了相应的标准、规范或规程，如我国的“钢制压力容