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1、第四单元 焊接结构的装配与焊接工艺,学习目标： 掌握同一种焊接结构，在不同的生产批量、生产条件下的装配方式、焊接工艺、装配焊接顺序； 掌握焊接结构的焊接工艺的制定方法。,综合知识模块一 焊接结构的装配,装配是将焊前加工好的零、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。 装配工序的工作量大，约占整个产品制造工作量的3040。 且装配的质量和顺序将直接影响焊接工艺、产品质量和劳动生产率。 所以，提高装配工作的效率和质量，对缩短产品制造周期、降低生产成本、保证产品质量等方面，都具有重要的意义。,能力知识点1 装配的基本条件,装配的基本条件不是组成结构件的零件，在装
2、配前应达到的尺寸精度、热处理状态等，而是指零件在装配过程中应遵循的基本准则，只有遵循这些准则才能装配出合格的焊接结构产品。 为了对装配的基本条件有一个直观的认识，先来看一个简单构件的装配过程。,图4-1 支架的装配,a)支架 b)装配工艺流程,支架构件的装配工艺流程,如图4-1a所示的支架构件，其装配工艺流如图4-1b所示。 1）划定位线。将弯板平放在工作台上，并划出肋板的位置线。 2）对位。用手扶正肋板与所划线对齐。 3）点固。用定位焊点将两肋板与弯板固定。 4）检验。由于点固焊时肋板会出现一些变形，因此测量尺寸100是否符合图纸要求。 5）校正。如尺寸不符合则进行调整。,该装配工艺流程反映
3、了零件装配的一般过程，任何零件的装配都必须先将其放到正确的位置，再采取一定措施将位置固定下来，最后测量装配位置的准确性。 这就是零件装配的三个基本条件，即定位、夹紧和测量。,装配的基本条件,（1）定位 就是确定零件在空间的位置或零件间的相对位置。 （2）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，保持其正确的位置，直到装配完成或焊接结束。 （3）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的一系列技术测量，从而鉴定零件定位的正确性和夹紧力的效果，以便调整。,装配的基本条件,上述三个基本条件相辅相成，缺一不可。 定位是最基本的要求，没有定位，零件就不能到达正确的位置，
4、加工出来的构件尺寸也就不可能正确； 没有夹紧，正确定位的零件不能保持其正确性，在随后的装配和焊接过程中位置会发生改变； 而没有测量，则无法判断定位和夹紧的正确性，难以保证构件的装配质量。,装配的基本条件,零件的正确定位，不一定与产品设计图上的定位一致，而是从生产工艺的角度，考虑焊接变形后的工艺尺寸。 如图4-2所示的槽形梁，设计尺寸应保持两槽板平行； 而在考虑焊接收缩后，工艺尺寸为204mm，使槽板与底板有一定的角度。 正确的装配应按工艺尺寸进行。,装配的基本条件,图4-2 槽形梁的工艺尺寸,能力知识点2 零件的定位原理及方法,1零件的定位原理 （1）定位原理 零件在空间的定位是利用“六点定位
5、准则”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。,在实际装配中，可由定位销、定位块、挡铁等定位元件作为定位点； 也可以利用装配平台或工件表面上的平面、边棱等作为定位点； 还可以设计成胎架模板形成的平面或曲面代替定位点； 有时在装配平台或工件表面划出定位线起定位的作用。,零件的定位方法,（2）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外一些点、线、面的位置（对加工而言）或其他零件的位置。 根据用途，基准有下列几种： 1）设计基准。是用来决定零件在整个结构或部件中相对位置的点、线、面的总称。 如图4-
6、3零件的表面a是决定面b、面d及孔f的设计基准。 因此设计基准是用来确定焊件各部分位置关系的。,图4-3 零件的装配基准,2）工艺基准,是装配过程中用来进行定位、安装零件位置的点、线、面。 因此工艺基准可分为定位基准、装配基准和测量基准。, 定位基准,零件在胎夹具中定位时所依据的点、线或面。 如图4-3中零件的a平面和e平面即是定位基准面。 轴的定位基准面是其外圆面。, 装配基准,胎夹具中决定各零件相对位置的点、线、面。 如图4-3中零件的b面和c面或者b面和孔g的中心点即是零件的装配基准。, 测量基准,在加工装配过程中检查零件位置或工艺尺寸所依据的点、线、面。 如图4-3中的a面是测量孔f的
7、基准。 孔f又是测量零件孔g的测量基准。,（3）定位基准的选择,合理地选择定位基准，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。 选择定位基准时，应着重考虑以下几点： 1）定位基准尽量与设计基准重合，这样可以减少基准不重合所带来的误差。,2）同一构件上与其它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，这样能保证构件安装时与其它构件的正确连接和配合。 3）应选择精度较高，又不易变形的零件表面或边棱作定位基准，这样能够避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。 4）所选择的定位基准应便于装配中零件的定位与测量。,定位基准的选择,2零件的定位方法,在焊接生产中，应根据零
8、件的具体情况选取零件的定位和装配方法。 （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。 定位比较准确，所以如果条件允许，可以钻出专门用于销轴定位的工艺孔。,（3）挡铁定位 可以利用小块钢板或小块型钢作为挡铁，取材方便。也可以使用经机械加工后的挡铁，以提高精度。 应用得比较广泛，挡铁的安置要保证构件重点部位（点、线、面）的尺寸精度，也要便于零件的装拆。 （4）样板定位 是利用样板来确定零件的位置、角度等的定位方法。 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。,3装配中的定
9、位焊,定位焊也称点固焊，用来固定各焊接零件之间的相互位置，以保证整体结构件得到正确的几何形状和尺寸。 进行定位焊时应注意： 定位焊缝的引弧和熄弧处应圆滑过渡，否则，在焊正式焊缝时在该处易造成未焊透、夹渣等缺陷； 定位焊缝有未焊透、夹渣、裂纹、气孔等焊接缺陷时，应该铲掉并重新焊接，不允许留在焊缝内；,需预热的焊件，定位焊时也应进行预热，预热温度与焊接时相同； 由于定位焊为断续焊，工件温度较低，热量不足而容易产生未焊透，故定位焊缝的焊接电流应比焊接正式焊缝时大1015； 定位焊的尺寸要接要求选用，对保证焊件尺寸起重要作用的部位，可适当地增加定位焊缝的尺寸和数量； 在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不
10、要进行定位焊，而应离开50mm左右；,对于强行装配的结构，因定位焊缝承受较大的外力，应根据具体情况适当加大定位焊缝长度，间距适当缩小； 必要时采用碱性低氢焊条，而且特别注意定位焊后应尽快进行焊接，避免中途停顿和间隔时间过长。 定位焊缝所使用的焊条牌号与正式焊缝所使用的焊条相同； 直径可略细一些，常用3.2mm和4mm的焊条。,能力知识点3 装配中的测量,测量是检验定位质量的一道工序。装配中的测量包括： 正确、合理地选择测量基准； 准确地完成零件定位所需要的测量操作。 在焊接结构生产中，常见的测量项目有：线性尺寸、平行度、垂直度、同轴度及角度等的测量。,1测量基准,为保证测量的准确性，减小因测量
11、带来的误差，首先应正确选择测量基准。 一般情况下，多以定位基准作为测量基准。 当以定位基准作为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。,图4-4 容器上各接口的相对位置,如图4-4所示的容器： 三个管接口、是以M面为设计、定位基准； 因此，测量尺寸h1、h2和H2时就应该选择M面作为测量基准； 这样，三个基准合一，有效地减小装配误差。,图4-5 间接测量的方法,如图4-5所示的工字梁，要测量腹板与翼板的垂直度，直接测量既不方便，精度也低。 这时以装配平台作为测量基准，测量两翼板与平台的垂直度和腹板与平台的平行度
12、，就会使精度比较高，测量也方便。,2各种项目的测量方法,（1）线性尺寸的测量 线性尺寸是指工件上被测点、线、面与测量基准间的距离。 主要是利用刻度尺（卷尺、盘尺、直尺等）来完成，特殊场合利用激光测距仪来进行。,（2）平行度的测量 1）相对平行度的测量。 相对平行度是指工件上被测的线（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通过线性尺寸测量来进行的。 其基本原理是测量工件上线的两点（或面上的三点）到基准的距离，若相等就平行，否则就不平行。,图4-6 相对平行度的测量,图4-6是相对平行度测量的例子。 图4-6a为线的平行度，测量三个点以上； 图4-6b为面的平行度，测量两个以
13、上位置。,2）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。 许多金属结构件制品，在使用中要求有良好的水平度。 将水平尺放在焊件的被测平面上，查看水平尺下玻璃管内气泡的位置，如在中间即达到水平。 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。,（3）垂直度的测量 1）相对垂直度的测量 相对垂直度，是指工件上被测的直线（或面）相对于测量基准线（或面）的垂直程度。 相对垂直度是装配工作中极常见的测量项目，并且很多产品都对其有严格的要求。 尺寸较小的工件可以利用90o角尺直接测量； 当工件尺寸很大时，可以采用辅助线测量法，即用刻度尺作为辅助线测
14、量直角三角形的斜边长。,对于一些桁架类结构上某些部位的垂直度难以测量时，可采用间接测量法测量。 如图4-7是对塔类桁架进行端面与中心线垂直度间接测量的例子。 首先过桁架两端面的中心拉一钢丝，再将其平置于测量基准面上，并使钢丝与基准面平行； 然后用直角尺测量桁架两端面与基准面的垂直度，若桁架两端面垂直于基准面，必同时垂直于桁架中心线。,图4-7 用间接测量法测量相对垂直度,2）铅垂度的测量。 铅垂度的测量是测定工件上的线或面是否与水平面垂直。 常用吊线锤或经纬仪测量。 采用吊线锤时，将线锤吊线栓在支杆上，测量工件与吊线之间的距离来测铅垂度。 当结构尺寸较大而且铅垂度要求较高时，常采用经纬仪来测量
15、铅垂度。,（4）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。 测量同轴度的方法很多，这里介绍一种常用的测量方法。 图4-8为三节圆筒组成的筒体，在各节圆筒的端面安上临时支撑，在支撑中间找出圆心位置并钻出直径为2030mm的小孔，然后由两外端面中心拉一细钢丝，使其从各支撑孔中通过，观测钢丝是否处于孔中间，以测量其同轴度。,图4-8 圆筒内拉钢丝测同轴度,图4-9 角度的测量,（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。 图4-9是利用角度样板测量角度的实例。,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，量
16、具的精度及可靠性是保证测量结果准确的决定因素之一。 因此在使用和保管中，应注意保护量具不受损坏，并经常定期检验其精度。,能力知识点4 装配用工具及设备,1装配中常用的工具 （1）装配用工具及量具 常用的装配工具有大锤、小锤、錾子、手砂轮、撬杠、扳手及各种划线用的工具等，如图4-10所示。 常用的量具有钢卷尺、钢直尺、水平尺、90o角尺、线锤及各种检验零件定位情况的样板等，如图4-11所示。,图4-10 常用的装配工具,图4-11 常用的装配量具,（2）装配用夹具 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。 主要包括通用夹具和装配胎架上的专用夹具。 装配夹具按夹紧力来源，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。,2装配用设备,（1）对装配用设备的一般要求 1）为了保证装配后产品的尺寸精度，装配用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
