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1、Y CF正版可修改PPT（中职）焊接结构与制造第4章教学课件第4章 焊接结构的装配与焊接工艺 4.1 焊接结构装配 4.2 焊接结构装配工艺 4.3 焊接结构的焊接工艺 复习思考题 实践练习下一页 返回第4章 焊接结构的装配与焊接工艺 装配是将加工好的零、部件按产品图样和技术要求，采用适当工艺方法连接成部件或整个产品的工艺过程;焊接是将已装配好的结构，用规定的焊接方法、焊接参数进行焊接加工，使各零、部件连接成一个牢固整体的工艺过程。本章重点介绍装配与焊接这两道工序的工艺方法。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 装配是金属焊接结构制造工艺中很重要的一道工序，装配工作的质量好坏直接影响着产品
2、的最终质量，而且装配工序的工作量大，工艺也较复杂，占整个产品制造工作量的30%40%。所以，选择正确的装配方法和合理的装配工艺，提高装配工作的效率和质量，在缩短产品制造工期、降低生产成本、提高企业经济效益、保证产品质量等诸方面，都具有重要的意义。4.1.1装配方式分类 1.按结构类型及生产批量的大小分(1)单件小批量生产。经常采用划线定位的装配方法。该方法所用的工具、设备简单，一般在装配平台上进行。装配精度受装配工人的技术水平影响较大。(2)成批生产。通常在令用胎架上进行装配。2.按工艺过程分(1)由单独的零件逐步组装结构。结构简单的产品装完再焊，复杂的随装随焊。上一页 下一页 返回4.1 焊
3、接结构装配(2)由部件组装成结构。将零件组装部件后，再由部件装配成整个结构并焊接。3.按装配工作地点分(1)固定式装配。在固定的工作位置上进行，一般用在重型焊接结构或产量不大的情况。(2)移动式装配。按工序流程进行装配，在产量较大的流水线生产中应用广泛。4.1.2装配的基本条件 1.定位 定位就是确定零件在空间的位置或零件间的相对位置。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 实例一 如图4-1所示工字梁的装配。两翼板的相对位置是由腹板3和挡铁5来定位的，端部由挡铁7定位。平台6既是定位基准面，也是结构的支撑面。2.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。在图4一1
4、中翼板与腹板定位后是通过调节螺杆来夹紧。3.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，从而鉴定定位的正确性和夹紧力的效果，以便调整。以上三个就是装配的三个基本条件。它们是相辅相成的，定位是整个装配工序的关键，夹紧以它为基础来保证定位的可靠性与准确性。测量是为了保证装配的质量。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 4.1.3定位原理及零件的定位 1.定位原理 零件在空间的定位是利用六点法则进行的，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。2.定位基准及其选择(1)定位基准。在结构装配过程中，用来确定零件或部
5、件在结构中的位置的点、线、面称为定位基准。实例二 如图42所示的容器是以轴线和组装面M为定位基准。装配接口、在在筒体上的相对高度是以M面为定位基准而确定的。各接口的横向定位则以筒体为定位基准。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配(2)定位基准的选择。合理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。选择时应考虑以下几点。装配定位基准尽量与设计基准重合，这样可以减少因基准不重合所带来的误差。同一构件上与其他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，这样才能保证构件安装时与其他构件的正确连接或配合。应选择精度较高、又不易变形的零件表面或边棱做定位基准
6、，这样能避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。所选择的定位基准应便于装配中的零件定位与测量。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 4.1.4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
7、为测量基准。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 如图4-2所示的容器，其三个管接口、是以M面为设计、定位基准的，因此，测量尺寸h1、h2和H1时就应该选择M面作为测量基准，这样可以使三个基准合一，从而有效地减小装配误差。如图2-3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，就会使精度提高，测量也方便。2.各种项目的测量(1)线性尺寸的测量。线性尺寸是指焊件上被测点、线、面与测量基准间的距离。线性尺寸的测量主要是利用各种刻度尺(卷尺、盘尺、直尺)来完成。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配
8、(2)平行度的测量。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。测量相对平行度，通常是在被测的线(或面)上选择较多的测量点(避免由于零件不直造成误差)，与被测量工件的基准线(或面)上的对应点进行线性尺寸的测量，若尺寸相等即平行，如图4一4所示。有时还需要借助大平尺测量相对平行度，例如测量圆锥台与工件下端面的平行度。测量时要转换大平尺的方位，以获得多点测量，若测得数据都相等，即锥台与工件下端面平行。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。许多金属结构制品，在使用中要求有良好的水平度。施工装配中常用水平尺、软管水平仪、水准仪、
9、经纬仪等量具或仪器来测量零件的水平度。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 水平尺测量时，将水平尺放在工件的被测平面上，查看水平尺上玻璃管内气泡的位置，如在中间即达水平。使用水平尺时要轻拿轻放，要避免工件表面的局部凹凸不平影响测量结果。软管水平仪是由一根较长的橡皮管(或尼龙管)，两端各接一根玻璃管所构成，管内注入液体。加注液体时要从一端注入，防止管内有空气。测量时，观察两玻璃管内的水面:高度是否相同(如图4-5所示)。软管水平仪通常用来测量较大结构的水平度。水准仪由望远镜水准器和基座等组成，利用它测量水平度不仅能衡量各测点是否处于同一水平，而且能给出准确的误差值，便于调整。图4-6是用水准
10、仪来测量球罐柱脚水平的例子。球罐柱脚上预先标出基准点，把水准仪安置在球罐柱脚附近，用水准仪测试。如果水准仪测出各基准点的读数相同，说明各柱脚处于同一水平面;若不同，则可根据由水准仪读出的误差值调整柱脚高低。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配(3)垂直度的测量。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)的垂直度。很多产品在装配工作中对其垂直度的要求是十分严格的。例如高压电线铁塔等呈棱锥形的结构，往往由多节组成。装配时，技术要求的重点是每节两端面与中心线垂直。只有每节的垂直符合技术要求之后，才有可能保证总体安装的垂直度。尺寸较小的工件可以利用900角尺直
11、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量直角三角形的斜边长。例如，两直角边各为1 000 mm,根据勾股定理计算，则斜边长应为1414.2 mm，依此类推。另外，也可用直角三角形直角边与斜边之比值为3：4：5的关系来测定。对于一些析架类结构上某些部位的垂直度难以直接测量时，可采用间接测量法测量。图4-7是对塔类析架进行端面与中心线垂直度上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 间接测量的例子。首先通过析架两端面的中心拉一钢钟，再将析架置于测量基准面上，并使钢钟与基准面平行。然后用900角尺测量析架两端面与基准面的垂直度，若析架两端面垂直于基准面，必同时垂直于析架
12、中心线。铅垂度的测量。铅垂度是指测定工件上线或面是否与水平面垂直。常使用吊线锤与经纬仪。采用吊线锤时，将线锤吊线拴在支杆上，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，可采用经纬仪来测量铅垂度。经纬仪主要由望远镜、垂直度盘、水平度盘和基座等组成，它可测角、测距、测高、测定直线、测铅垂度等。图4-8是用经纬仪测量球罐柱脚的铅垂度实例。先把经纬仪安置在柱脚的横轴方向上，目镜上十字线的纵线对准柱脚中心线的下部，将望远镜上下微动观测。若纵线重合于柱脚中心线，说明柱脚在此方向上垂直，如果发生偏离，就需要调整柱脚。然后，用同样的方法把经纬仪安置在柱脚的纵轴方向观测，如果柱脚中心
13、线在纵轴上也与纵线重合，则柱脚处于铅垂位置。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配(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。图4一9为三节圆筒组成的筒体，测量它的同轴度时，可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20-30 mm的孔，然后由两外端面中心拉一根细钢丝使其从各支撑孔中通过，观测钢丝是否处于各孔中间，测得其同轴度。(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410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。需要强调的是在使
14、用中注意量具的精度、可靠性，保管时注意保护不受损坏，并经常检验其精度。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 4.1.5装配用工具及量具 1.装配用工具 常用的装配工具有大锤、小锤、堑子、手动砂轮、撬杠、扳手及各种划线用的工具等。装配常用的量具有钢卷尺、钢直尺、水平尺、900角尺、线锤及各种检验零件定位情况的样板等。如图4-11所示为常用装配工具及量具。千斤顶是常用的一种工具，可作为夹具使用。图4一12所示为液压式千斤顶的结构形式。千斤顶按其结构和工作原理不同，可分为液压式、螺旋式和齿条式等形式。选用千斤顶时，要注意其起升高度、起重量、工作性能特点(如能否在空中全位置使用)要与装配要求相适应
15、。千斤顶使用时，应与重力作用面垂直，不能歪斜，以免滑脱倾倒;在松软的地面使用时，应在千斤顶下面垫好枕木，以免受力后下陷或歪斜倾倒。为防止意外，当重物升起时，重物下面要随时塞入支撑垫块。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 2.装配夹具 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。它包括通用夹具和装配胎架上的专用夹具。(1)螺旋夹具。螺旋夹具是通过丝杆与螺母间的相对运动来传递外力，以紧固零件。它具有夹、压、拉、顶和撑等多种功能。弓形夹紧器利用丝杠起夹紧作用，选择或设计弓形夹紧器时，应使其工作尺寸HB与被夹紧零件的尺寸相适应(见图4一13)，重量轻，便于使用，并且还应
16、具有足够的强度和刚度。一般小型的多采用图4-13(a),(b)所示的形式，而大型的多采用图4一13(c),(d)所示结构形式。图4-14是另外几种螺旋夹具的结构形式及其应用。其中，图4一14(a)、(b)为螺旋拉器。旋转螺母时，通过不同旋向的左、右螺纹，调节两丝杠间的距离，起到拉紧用。图4-14(c),(d)为螺旋压紧器，通常是将压紧器的支架临时焊固在工件上，再利用钟杠起压紧作用。图4一14(e)、(f)为螺旋推撑器，由丝杠、螺母和圆管组成。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配(2)楔条夹具。楔条夹具是利用楔条的斜面将外力转变为夹紧力，达到夹紧零件的目的。为了保证斜楔夹紧的可靠性，楔条夹具
17、在使用中应能自锁，其自锁条件是楔条(或楔板)的楔角应小于其摩擦角，一般采用楔角小于100120，图4-15所示是楔条夹具的使用示例。(3)杠杆夹具。杠杆夹具是利用杠杆的增力作用夹持零件，图4-16所示为几种简易杠杆夹具的形式及应用。装配过程中对零件的夹紧是通过各种装配夹具实现的。事前必须对所夹工具的类型、数量、作用位置以及夹紧方式等，做出正确、合理的选择，才能获得较好的夹紧效果和装配质量。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 3.装配用设备(1)对装配设备的要求。装配用设备有平台、转台、专用胎架等.对装配用设备的要求如下。平台或胎架应具备足够的强度和刚度。平台或胎架表面应光滑平整，要求水平
18、放置。尺寸较大的装配胎架应安置在相当坚固的基础上。胎架应便于对工件进行装、卸、定位焊等装配操作。设备构造简单，使用方便，成本较低。(2)装配用平台。铸铁平台。铸铁平台是由许多块铸铁组成，结构坚固，工件表面进行了机械加工，平面度较高，面上只有许多孔洞，便于安装夹具。它常用于进行装配。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 钢结构平台。钢结构平台是由型钢和厚钢板焊制而成。其上表面一般不经过切削加工，常用于制作大型焊接结构或制作析架结构。导轨平台。导轨平台是由安装在水泥基础上的许多导轨组成，每根导轨的上表面都经过切削加工，并有紧固工件用的螺栓沟槽。这种平台用于制作大型焊接结构件。水泥平台。水泥平台
19、是由水泥浇注而成的一种简易而又适用于大面积工作的平台，浇灌前在一定的部位预埋拉桩、拉环，以便装配时用来固定工件。在水泥平台面上还放置交叉形扁钢(扁钢面与水泥面平齐)，作为导电板或用于固定工件。水泥平台可以拼接钢板、框架和构件，又可以在上面安置胎架进行较大部件的装配。电磁平台。电磁平台是由平台(用型钢或钢板焊成)和电磁铁组成。电磁铁能将型钢吸紧固定在平台上，减少工件的焊接变形。充气软管和焊剂的作用是组成焊剂垫，用于埋弧焊，可防止漏渣和铁液下淌。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配(3)胎架。胎架又称为模架。它是经常用于某些形状比较复杂，要求精度较高的结构件，如船舶、机车车辆底架、飞机和各种容
20、器结构等。所以，它的主要特点是利用夹具对各个零件进行方便而精确的定位。有些胎架还可以设计成可翻转的，把工件翻转到适合于焊接的位置。利用胎架进行装配，既可以提高装配精度，又可以提高装配速度。但由于胎架制作费用较大，故常为某种专用产品设计制造，适用于流水线或批量生产。制作时应注意以下几点。胎架工作面的形状应与工件被支撑部位的形状相适应。月台架结构应便于在装配中对焊件进行装、卸、定位、夹紧和焊接等操作。胎架上应划出中心线、位置线和检查线等。胎架上的夹具应尽量采用快速夹紧装置，并有适当的夹紧力。胎架必须有足够的强度和刚度。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 4.1.6工装夹具设计简介 1.夹具设
21、计的基本要求(1)工装夹具应具备足够的强度和刚度。(2)夹紧的可靠性。(3)焊接操作的灵活性。(4)便于焊件的装卸。(5)良好的工艺性。2.工装夹具设计的基本方法和步骤(1)夹具设计的原始资料。夹具设计任务单。夹具设计任务单是接受任务的依据，它载明焊件图号、夹具的功用、生产批量、对该夹具的要求以及夹具在焊件制造过程中所占的地位和作用。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 工件图样及技术条件。应注意焊件尺寸链的结构、尺寸公差及焊件的制造精度等级;还需要了解与本焊件有配合关系的零件在构造上的联系和对互换协调的要求。焊件的装配工艺规程。设计者对此项必须十分清楚，以保证所设计的夹具满足工艺规程的一
22、切要求。夹具设计的技术条件。其内容有夹具的用途、所装配焊件在夹具中的位置、焊件的定位基准、主要接头及定位尺寸、保证夹具的调整和检验时所需的样件及样板等。焊接装配夹具的标准化和规范化资料。其包括国家标准、企业标准和规格化夹具结构图册等。(2)设计的内容和步骤。确定夹具结构方案，绘制草图。绘制夹具工作总图。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配 绘制装配焊接夹具零件图。编写装配焊接夹具设计说明书。3.夹具制造公差的确定 需注意的问题如下。(1)以焊件的平均尺寸作为夹具相应的基本尺寸。(2)定位元件有焊件定位基准间的配合。(3)采用焊件上相应工序的中间尺寸作为夹具的基本尺寸。(4)夹具上起导向作用
23、并相对运动的元件间的配合及没有相对运动的元件间的配合，一般的选用范围见表4-1。4.夹具结构的工艺性(1)基本要求。结构的组成应尽量采用各种标准件和通用件，专用件的比例应尽量少。专用件的结构形式应容易制造，装配和调试方便。便于夹具的维护和修理。上一页 下一页 返回4.1 焊接结构装配(2)合理选择装配基准。装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其他元件的位置只对此表面或线进行调整和装配。装配基准一经加工完毕，其位置和尺寸就不应变动。(3)结构的调整性。经常采用螺栓紧固、销钉定位方式，调整和装配夹具时可对某一元件尺寸较方便地修磨。(4)维修工艺性。应考虑维修方便问题。(5)制造工装夹具的材
24、料。首先取决于夹具元件的工作条件。5.轻便夹具的设计 轻便夹具是指用来装配由23个零件组成的焊件，自身结构较简单的夹具。如图4-17所示是将两个肋板与一个衬套进行装配的夹具，衬套5用三棱销钉2定位，两个带孔的肋板3,8用特殊销钉2和6定位，销钉头部有一段螺纹，转动高帽螺母1可将肋板3,8夹紧在支撑面上，支撑钉7用于夹具的搬放。上一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 4.2.1 装配基本方式与方法 1.装配前的准备(1)熟悉产品图样和工艺规程。要清楚各部件之间的关系和连接方法，选择好装配基准装配方法。(2)装配现场和装配设备的选择。依据产品的大小和结构件的复杂程度选择或安置装配平台和装配胎架。装配
25、工作场地应尽量设置在起重机的工作区间内，而且要求场地平整、清洁，人行道通畅。(3)工具的准备。装配中常用的工具、量具、夹具和各种专用吊具，都必须配齐并组织到场。此外，根据装配需要配置的其他设备，如焊机、气割设备、钳工操作台、风砂轮等，也必须安置在规定的场所。(4)正确掌握公差标准。制订装配工艺时必须注明结构的特殊要求及公差尺寸。当构件是由若干零件组成时，若这些零件都为正公差，组装成的结构尺寸应在最大公差值之内;当这些零件都为负公差时，则结构尺寸应在最小公差值之上。下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺(5)零、部件的预检和除锈。产品装配前，对于上道工序转来或零件库中领取的零、部件都要进行核对和检
26、查，以便于装配工作的顺利进行。同时，对零、部件的连接处的表面进行去毛刺、除锈垢等清理工作。2.装配中的定位焊 定位焊也称点固焊，是用来固定各焊接零件之间的相互位置，以保证整个结构件得到正确的几何形状和尺寸。定位焊缝一般比较短小，而且该焊缝作为正式焊缝留在焊接结构之中，故对所使用的焊条或焊钟应与正式焊缝所使用的焊条或焊钟牌号相同，而且必须按正式焊缝的工艺条件施焊。进行定位焊时应注意以下几点。(1)定位焊缝比较短小，并且保证焊透，故应选用直径小于4mm的焊条或CO2气体保护焊直径小于1.2 mm的焊丝。定位焊工件温度较低，热量不足而容易产生末焊透，故定位焊缝焊接电流应较焊正式焊缝时大10%一15%
27、。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺(2)定位焊缝有末焊透、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。(3)定位焊缝的起弧和收弧处应圆滑过渡，否则，在焊正式焊缝时在该处易造成末焊透、夹渣等缺陷。(4)定位焊缝长度尺寸一般根据板厚选取，一般金属结构装配时定位焊缝的尺寸可参考表4-2确定。对于强行装配的结构，因定位焊缝承受较大的外力，应根据具体情况可适当加大定位焊缝长度，适当缩小间距。对于装配后需吊运的工件，定位焊缝应保证零件不分离，因此对起吊受力部分的定位焊缝，可加大尺寸或数量，或在完成一定的正式焊缝以后吊运，以保证安全。3.装配基本方法 焊接结构生产中应用的
28、装配方法很多，根据零件定位方法的不同，装配方法可分为如下几种。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺(1)划线定位装配法。划线定位装配法是利用在零件表面或装配台表面划出工件的中心线、接合线、轮廓线等为定位线，来确定零件间的相互位置，以定位焊固定进行装配。这种装配，通常用于简单单件小批量装配或总装时的部分较小型零件的装配。如图2-18所示，图2-18(a)是以划在工件底板上的中心线和接合线作定位基准线，以确定槽钢、立板和三角形加强肋的位置;图2-18(b)是利用大圆筒盖板上的中心线和小圆筒上的等分线(也常称其为中心线)来确定两者的相对位置。图4-19所示为钢屋架的划线定位装配。先在装配平台
29、上按1：1的比例划出屋架零件的位置和结合线(称为地样)，如图4-19(a)所示，然后依照地样将零件组合起来，如图4一19(b)所示，此装配也称地样装配法。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺(2)工装定位装配法。样板定位装配。它是利用样板来确定零件的位置、角度等的定位，然后夹紧并经定位焊完成装配的装配方法。常用于钢板与钢板之间的角度装配和容器上各种管口的安装。图420所示为斜T形结构的样板定位装配，根据斜T形结构立板的斜度，预先制作样板，装配时在立板与平板接合线位置确定后，即以样板去确定立板的倾斜度、使其得到准确定位后实施定位焊。断面形状对称的结构，如钢屋架、梁、柱等结构，可采用样板定
30、位的特殊形式仿形复制法进行装配，图421所示为简单钢屋架部件装配过程:先用“地样装配法”将半片屋架装配完，然后吊起翻转后放置在平台上，再以这半片钢屋架为样板(称仿模)，在其对应位置放置对应的节点板和各种杆件，用夹具卡紧后定位焊，便复制出与仿模对称的半片新屋架。这样连续地复制装配出一批屋架，与原先用地样装配的屋架相互组合后，便成为一扇完整的钢屋架。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 定位元件定位装配法。用一些特定的定位元件(如板块、角钢、销轴等)构成空间定位点，来确定零件的位置，并用装配夹具夹紧装配。它不需划线，装配效率高，质量好，适用于批量生产。图4-22所示为挡铁定位装配法不例。在
31、大圆筒外部加装钢带圈时，在大圆筒外表面焊上若干定位挡铁，以这些挡铁为定位元件，确定钢带圈在圆筒上的高度位置，并用弓形螺旋夹紧器把钢带圈与筒体壁夹紧密贴，定位焊牢，完成钢带圈装配。图423为双臂角杠杆的焊接结构，它由三个轴套和两个臂杆组成。装配时，臂杆之间的角度和三孔距离用活动定位销和固定定位销定位，两臂杆的水平高度位置和中心线位置用挡铁定位，两端轴套高度用支撑垫定位，然后夹紧，定位焊完成装配。它的装配全部用定位器定位后完成的，装配质量可靠，生产效率高。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 应当注意的是，用定位元件定位装配时，要考虑装配后工件的取出问题。因为零件装配时逐个分别安装上去的，
32、自由度大，而装配完后，零件与零件已连成一个整体，如定位元件布置不适当时，则装配后工件难以取出。胎夹具(又称胎架)装配法。对于批量生产的焊接结构，若需装配的零件数量较多，内部结构又不很复杂时，可将工件装配所用的各定位元件、夹紧元件和装配胎架三者组合为一个整体，构成装配胎架。图424所示为汽车横梁结构及其装配胎架。装配时，首先将角形铁置于胎架上，用活动定位销定位并用螺旋压紧器固定，然后装配槽形板和主肋板，它们分别用挡铁和螺旋压紧器压紧，再将各板连接处定位焊。该胎架还可以通过回转轴回转，把工件翻转到使焊缝处于最有利的施焊位置焊接。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 利用装配胎架进行装配和焊
33、接，可以显著地提高装配工作效率，保证装配质量，减轻劳动强度，同时也易实现装配工作的机械化和自动化。工件固定式装配法。工件固定式装配方法是装配工作在一处固定的工作位置上装配完全部零、部件，这种装配方法一般用在重型焊接结构产品或产量不大的情况下。工件移动式装配法。工件移动式装配方法是工件顺着一定的工作地点按工序流程进行装配。在工作地点上设有装配的胎位和相应的工人。这种方式不完全限于用在轻小型的产品上，有时为了使用某些固定的专用设备也常采用这种方式。在产量较大的生产中或流水线生产中通常也采用这种方式。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 4.2.2装配工艺过程 1.装配工艺过程的制定(1)装
34、配工艺过程制定的内容。装配工艺过程制定的内容包括以下三点。零件、组件、部件的装配次序。在各装配工艺工序上采用的装配方法。选用何种提高装配质量和生产率的装备、胎夹具和工具。由于装配和焊接是密切联系的两个工序，在很多场合下是交错进行的，故在制订装配工艺过程中，要全面分析，使所拟定的装配工艺过程对以后各工序带来有利的影响。如使施焊处于有利位置，各焊缝的可一达性好，并有利于控制焊接应力与变形等；同时装配时还要注意定位基准面和零件公差的选择。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺(2)装配工艺方法的选择。零件备料及成型加工的精度对装配质量有着直接的影响，但加工精度越高，其工艺成本就越高。因此，选择
35、装配工艺方法的同时也要兼顾构件的生产成本。根据不同产品和不同生产类型的条件，工厂中经常采用的零件装配的工艺方法，主要有互换法、选配法和修配法等几种。互换法的实质是用控制零件的加工误差来保证装配精度。这种装配法零件是完全可以互换的，装配过程简单，生产率高，对装配工人的技术水平要求不高，便于组织流水作业，但要求零件的加工精度较高。选配法是将零件按一定经济的精度制造(即零件的公差带放宽了)。装配时需挑选合适的零件进行装配，以保证规定的装配精度要求。这种方法对零件的加工工艺要求放宽，便于零件加工，但装配时要由工人挑选，增加了装配工时和装配难度。修配法是指零件预留修配余量，在装配过程中修去该零件上多余的
36、部分材料，使装配精度满足技术要求。此法零件的制作精度可一放得较宽，但增加了手工装配的工作量，而且装配质量取决于工人的技术水平。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 在选择装配工艺方法时，应根据生产类型和产品种类等方面来考虑。一般单件、小批量生产或重型焊接结构生产，常以修配法为主;互换件的比例较少，工艺的灵活性大，大多使用通用工艺装备，常为固定式装配;成批生产或一般焊接结构，主要采用互换法，也可灵活采用选配法和修配法，工艺划分应适应批量的均衡生产，使用通用或专用工艺装备，可组织流水作业生产。2.焊接结构装配次序的确定 在焊接结构生产时，确定部件或结构的装配次序，不能单纯从装配工艺角度去考
37、虑。在实际生产中，装配与焊接了i了i是交替进行的。在制定装配工艺过程中，要全面分析，使拟定的装配工艺过程有利于以后各工序的操作。在确定部件或结构的装配顺序时，不能只从装配工艺的角度去考虑，必须与焊接工艺一起全面分析，选择合适的装配一焊接顺序。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺(1)整装一整焊。将全部零件按图样要求装配起来，然后转入焊接工序，焊完全部焊缝。这种装配焊接顺序，要求装配工人与焊接工人分别在自己的工位上完成，可实行流水作业，停工损失很小。装配可采用装配胎具进行，焊接可采用滚轮架、变位机等工艺装备和先进的焊接方法，有利于提高装配一焊接质量。这种方法适用于结构简单、零件数量少、大
38、批量生产条件。(2)随装随焊。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。这种方法是装配工人与焊接工人在一个工位上交替作业，因此影响生产效率，也不利于采用先进的工艺装备和先进的艺方法。因此，这种方法仅适用于单件小批量和复杂结构的生产。(3)分部件装配焊接一总装焊接。将整体结构分解成若干个部件，先由零件装配成部件，再由部件装配成结构件，最后把装配好的结构件总装焊成整个产品结构。这种方法适合批量生产，可实行流水作业，几个部件可同步进行，有利于应用各种先进工艺装备、控制焊接变形和采用先进的焊接工艺方法。因此，这种装配一焊接
39、顺序适用于可分解成若干个部件的复杂结构，如机车车辆底架、船体结构等。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 分部件装配一焊接法的优越性。分部件装配一焊接法能促使生产效率的提高，改善产品质量和工人的劳动条件。同时，对加强生产管理，协调各部件的生产进度，以保证生产的节奏起到很大的促进作用。a.分部件装配一焊接法可以提高装配一焊接工作的质量，并可改善工人的劳动条件。整体的结构划分成若干部件以后，它们就变得重量较轻、尺寸较小、形状简单，因而便于操作。同时把一些需要全位置操作的工序改变为在正常位置的操作，即这些部件的焊缝容易处于有利于焊接的位置，可尽量避免立焊、仰焊、横焊，并且可将角焊缝变为船形位
40、置。b.分部件装配一焊接法容易控制和减少焊接应力及焊接变形。焊接应力和焊接变形与焊缝在结构中所处的位置及数量有着密切的关系。在划分部件时，要充分地考虑到将部件的焊接应力与焊接变形控制到最小。一般都将总装配时的焊接量减少到最小，以减少可能引起的焊接变形。另外，在部件生产时，可以比较容易地采用胎架或其他措施来防止变形，即使已经产生了较大的变形，也比较容易修整和矫正。这对于成批和大量生产的构件，显得更为重要。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 c.分部件装配一焊接法可以缩短产品的生产周期。生产组织中各部件的生产是平行进行的，避免了工种之间的相互影响和等候。生产周期可缩短1/1/2，对于提高
41、工厂的经济效益是非常有利的。d.分部件装配一焊接法可以提高生产面积的利用率，减少和简化总装时所用的胎位数。e.在成批和大量生产时可广泛采用专用的胎架，分部件以后可以大大地简化胎架的复杂程度，并且使胎架的成本降低。另外，工人有专门的分工，熟练程度可提高。部件的划分。部件的合理划分是发挥上述优越性的关键，划分部件装配一焊接时应从以下几方面来考虑。a.尽可能使各部件本身的结构形式是一个完整的构件，便于各部件间最后的总装。另外，各部件间的结合处应尽量避开结构上应力最大的地方，从而保证不因划分工艺部件而损.砰结构的强度。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 b.最大限度地发挥部件生产的优点，合理
42、选择部件，使装配工作和焊接工作方便，同时在工艺上便于达到技术条件的要求，如焊接变形的控制，防止因结构刚性过大而引起裂纹的产生等。c.考虑现场生产能力和条件的限制，主要是划分的部件在重量上、体积上的限制。如:在建造船体时，分段划分必须考虑到起重设备的能力和车间装配一焊接场地的大小。对焊后要进行热处理的大部件，要考虑到退火炉的容积大小等问题。d.在大量生产的情况下，考虑生产节奏的要求。4.2.3 典型结构的装配工艺 1.钢板的拼接 钢板拼接是最基本的部件装配，多数的钢板结构或钢板型钢混合结构都要先进行这道工序。钢板拼接分为厚板拼接和薄板拼接。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 图4-25
43、所示为厚板拼接的一般方法。先按拼接位置将各板排列在平台上，然后将各板靠紧，或按要求留出一定的间隙。这时如果板缝处出现高低不平，可用压马调平，即可进行定位焊连接。定位焊位置离开焊缝交叉处和焊缝边缘一定距离，且焊点间有间距。若板缝对接采用埋弧焊，应根据焊接规程的要求，开或不开坡口。如不开坡口，应须先在定位焊处铲出沟槽，使定位焊缝的余高与末定位焊的接缝基本相平，不影响埋弧焊的质量。对于采用埋弧焊的对接缝，应在电磁平台熔剂垫上进行更方便。薄板拼接常常因焊接应力作用引起波浪变形，需要专门采取防变形的措施，一般应用刚性固定法解决。2.T形梁的装配 T形梁是由翼板和腹板组合而成的焊接结构。根据生产量的多少，
44、一般可采用如下两种装配方法。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 划线定位装配法。在小批量或单件生产时采用，先将腹板和翼板矫直、矫平，然后在翼板上划出腹板的位置线，并打上样冲眼。将腹板按位置线立在翼板上，并用900角尺校对两板的相对垂直度，然后进行定位焊。定位焊后在经检验校正，才能焊接。胎夹具装配法。成批量装配T形梁时，采用图4-26所示的简单胎夹具。装配时，不用划线，将腹板立在翼板上，端面对齐，以压紧螺栓的支座为定位元件来确定腹板在翼板上的位置，并由水平压紧螺栓和垂直压紧螺栓分别从两个方向将腹板与翼板夹紧，然后在接缝处定位焊。3.箱形梁的装配 箱形梁一般由翼板、腹板、肋板组合焊接而成
45、。可采用下列装配法。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺(1)划线装配法。图4一27(a)所示为箱形梁，装配前，先把翼板、腹板分别矫正平直，料长度不够时应先前进行拼接。装配时将翼板放在平台上，划出腹板和肋板的位置线，上样冲眼。各肋板按位置线垂直装配于翼板上，用90。角尺检验垂直度后定位焊，同时在肋板上部焊上临时支撑角钢、固定肋板之间的距离，如图4-27(b)虚线所示。再装配两腹板，使它紧贴肋板立于翼板上，并与翼板保持垂直，用90。角尺校正后施行定位焊。装配完两腹板后，应由焊工按一定的焊接顺序先进行箱形梁内部焊缝的焊接，并经焊后矫正，内部涂上防锈漆后再装配上盖板，即完成了整个装配工作。(
46、2)胎夹具装配法。批量生产箱形梁可以利用装配胎夹具进行装配，以提高装配质量和装配效率上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 4.筒节的对接装配 筒节对接装配的要点，在于使对接环缝和两节圆筒的同轴度误差都符合技术要求。为使两节圆筒易于获得同轴度和便于装配中翻转，装配前两圆筒节应分别进行矫正，使其圆度等符合技术要求。为防止筒体椭圆变形可以在筒体内使用径向推撑器撑圆，如图4-28所示。筒体装配可分卧装和立装两类。(1)筒体的卧装。筒体卧装可在装配胎架上进行，图4一29(a),(b)所示为筒体在滚轮架和辊筒架上装配。筒体直径很小时，也可以在槽钢或型钢架上进行，如图429(c)所示。对接装配时，将
47、两圆筒置于胎架上紧靠或要求留出焊缝间隙，然后采用本章所述的测量圆筒同轴度的方法，校正两节圆筒的同轴度，校正合格后施行定位焊。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺(2)筒体的立装。对于一些直径大而长度不太大的容器可进行立装，其优点是可以克服由于自重而引起的变形。立装时可采用图4-30所不的方法，先将一节圆筒放在平台(或水平基础)上，并找好水平位置，在靠近上口处焊上若干个螺旋压马。然后将另一节圆筒吊上，用螺旋压马和焊在两节圆筒上的若干个螺旋拉紧器拉紧进行初步定位。然后检验两节圆筒的同轴度并校正，检查环缝接日情况，并对其调正合格后进行定位焊。油罐等大型圆筒容器装配，因直径较大，不能卧装，可采
48、用立装倒装法。倒装方法是首先把罐顶与第一节筒体进行装配，并全部焊完。然后，用起重机械将第一节圆筒体提升一定高度，接着把第二节圆筒体平移到第一节圆筒体下面，再用前面所述的立装方法，把第一节筒体缓缓地落在第二节筒体上面，接日处用若干螺旋压马进行定位，并用若干螺旋拉紧器拉紧，调整筒体同轴度和接日情况，合格后定位焊，最后将该节全部焊缝焊完。再用起重机械将第二节筒体提升一定高度，用同样方法装配第三节筒体，依此类推，直至装完最后一节筒上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 体，最后一节筒体尚需与罐底板连接并焊成一起。倒装法的筒体环缝焊接位置始终在最底一节筒体上，比正装法省去搭脚手架的麻烦。同时，筒体
49、的提升也是从最底下一节挂钩起吊，又可省去使用高大的起重设备，所以是比较常用的装配方案。5.机架结构的装配 许多焊接机器的零部件是用轧制钢板或型钢焊制成的，而且是单件和小批量生产的。单臂压力机是典型的机架结构，图4-31是其机架的装配过程。装配的技术问题，除要保证各接缝符合要求外，主要应保证件2和件生上的两个圆孔的同轴度，轴线与机架底面的垂直度，以及工作台(件7)面与机架底面的平行度等技术要求。由于机架的高度比长度、宽度大，重心位置高，所以采用先卧装后立装的方法，这样各零件的定位稳定性好。同时，采用整体装配后焊接，可增加构件的刚性来减少焊接变形。装配前，要逐一复核零件的尺寸和数量，厚板应按要求开
50、好焊接坡口。上一页 下一页 返回4.2 焊接结构装配工艺 卧装时，以机架的一块侧板件1为基准，将其平放在装配平台上，用划线装配法在其上面划出件2,3,2,5,6的厚度位置线，按线进行各件的装配，如图4-31(a)所示。校正好零件间垂直度以及件2,生上两个圆孔同轴度后，再定位焊固定。然后，装配机架另一块侧板，并定位焊固定组成一构件。这时要注意，使机架两侧板平面间的尺寸符合要求并保持平行。立装时，将机架底板件9平放在装配台上并找好水平，在其上划出件1,5,6,8,10,11的厚度位置线，然后将由卧装组合好的构件吊到底板件9上按位置对好，并检验件2,生上两圆孔的轴线是否与底面垂直，校正后定位焊固定。