《2023年-第五章焊接结构的装配与焊接工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年-第五章焊接结构的装配与焊接工艺.docx（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第五章焊接结构的装配与焊接工艺装配与焊接是焊接结构生产过程中的核心，直接关系到焊接结构的质量和生产效率。同 一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方 式、不同的焊接工艺、不同的装配一焊接顺序，也就会有不同的工艺过程。本章重点介绍装 配与焊接工艺方法。第一节 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，约占整体产品制造工作量的30%40%, 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
2、本、保证产品质量等方面，都具有重要的意 义。一、装配方式的分类装配方式可按结构类型及生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点来分类。1 .按结构类型及生产批量的大小分类（1）单件小批量生产 单件小批量生产的结构经常采用划线定位的装配方法。该方法 所用的工具、设备比较简单，一般是在装配台上进行。划线法装配工作比较繁重，要获得较 高的装配精度，要求装配工人必须具有熟练的操作技术。（2）成批生产 成批生产的结构通常在专用的胎架上进行装配。胎架是一种专用的工 艺装备，上面有定位器、夹紧器等，具体结构是根据焊接结构的形状特点设计的。2 .按工艺过程分类（1）由单独的零件逐步组装成结构 对结构简单的产品，可
3、以是一次装配完毕后进行 焊接；当装配复杂构件时，大多数是装配与焊接交替进行。（2）由部件组装成结构 装配工作是将零件组装成部件后，再由部件组装成整个结构 并进行焊接。3 .按装配工作地点分类（1）工件固定式装配 装配工作在固定的工作位置上进行，这种装配方法一般用在重图5-15楔条夹具的应用（3）杠杆夹具 杠杆夹具是利用杠杆原理将工件夹紧的。图5-16所示为几种简易杠杆 夹具的形式及应用。图5-16常用的几种简易杠杆夹具3.装配用设备装配用设备有平台、转胎、专用胎架等，对装配用设备的一般要求如下：1）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）尺寸较大的装配
4、胎架应安置在相当坚固的基础上，以免基础下沉导致胎具变形。4）胎架应便于对工件进行装、卸、定位焊、焊接等装配操作。5）设备构造简单，使用方便，成本要低。（1）装配用平台主要类型如下：1）铸铁平台。它是由许多块铸铁组成的，结构坚固，工作表面进行机械加工，平面度比 较高，面上具有许多孔洞，便于安装夹具。常用于进行装配以及用于钢板和型钢的热加工弯 曲。2）钢结构平台。这种平台是由型钢和厚钢板焊制而成的。它的上表面一般不经过切削加 工，所以平面度较差。常用于制作大型焊接结构或制作桁架结构。3）导轨平台。这种平台是由安装在水泥基础上的许多导轨组成的。每条导轨的上表面都 经过切削加工，并有紧固工件用的螺栓沟
5、槽。这种平台用于制作大型结构件。4）水泥平台。它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。浇注前在一定的部位预埋拉桩、拉环，以便装配时用来固定工件。在水泥中还放置交叉形扁钢，扁钢 面与水泥面平齐，作为导电板或用于固定工件。这种水泥平台可以拼接钢板、框架和构件, 又可以在上面安装胎架进行较大部件的装配。5）电磁平台。它是由平台（型钢或钢板焊成）和电磁铁组成的。电磁铁能将型钢吸紧固 定在平台上,焊接时可以减少变形。充气软管和焊剂的作用是组成焊剂垫，用于埋弧自动焊， 可防止漏渣和铁液下淌。（2）胎架 胎架又称为模架，在工件结构不适于以装配平台作支承（如船舶、机车车 辆底架、飞机和各种容器
6、结构等）或者在批量生产时，就需要制造胎架来支承工件进行装配。 胎架常用于某些形状比较复杂，要求精度较高的结构件。它的主要优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能够翻转的，可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。但由于投资较大， 故多为某种批量较大的专用产品设计制造，适用于流水线或批量生产。制作胎架时应注意以 下几点：1）胎架工作面的形状应与工件被支承部位的形状相适应。2）胎架结构应便于在装配中对工件施行装、卸、定位、夹紧和焊接等操作。3）胎架上应划出中心线、位置线、水平线和检查线等，以便于装配中对工件随时进行 校
7、正和检验。4）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；定位元件需尺寸准确并 耐磨，以保证零件准确定位。5）胎架必须有足够的强度和刚度，并安置在坚固的基础上，以避免在装配过程中基础下 沉或胎架变形而影响产品的形状和尺寸。六、装配的基本方法1.装配前的准备装配前的准备工作是装配工艺的重要组成部分。充分、细致的准备工作，是高质量高效 率地完成装配工作的有力保证。通常包括如下几方面：（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，并根据工艺规 程选择好装配基准和装配方法。（2）装配现场和装配设备的选择依据产品的大小和结构的复杂程度选择和安置装配 平台和装配胎架。装配工作场
8、地应尽量设置在起重设备工作区间内，对场地周围进行必要清 理，使之达到场地平整、清洁，人行道通畅。（3）工量具的准备 装配中常用的工、量、夹具和各种专用吊具，都必须配齐组织到 场。止匕外，根据装配需要配置的其它设备，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）零、部件的预检和除锈 产品装配前，对于从上道工序转来或从零件库中领取的 零、部件都要进行核对和检查，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。1 5）适当划分部件 对于比较复杂的结构，往往是部件装焊之后再进行总装，这样既 可以提高装配一焊接质量，又可以提高生产效率，还
9、可以减小焊接变形。为此，应将产品划 分为若干部件。2 .零件的定位方法在焊接生产中，根据零件的具体情况选取零件的定位和装配方法。常用的定位方法有划 线定位、销轴定位、挡铁定位和样板定位等。（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。如果允许，也可以钻出专门用于销轴定 位的工艺孔。由于孔和销轴的精度较高，定位比较准确。（3）挡铁定位 应用得比较广泛，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，可提高精度。挡铁的安置要保证构件重点部位（点、线、 面）的尺寸
10、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 .零件的装配方法焊接结构生产中应用的装配方法很多，根据结构的形状尺寸、复杂程度以及生产性质等 进行选择。装配方法按定位方式不同可分为划线定位装配，工装定位装配；按装配地点不同 可分为工件固定式装配，工件移动式装配。下面分别进行简单的介绍：（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、轮廓线等作为定位线，来确定零件间的相互位置，以定位焊固定进行装配。如图5-17所示，图5-17a是以划在工件底板上的中心线
11、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5-17b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5-17划线定位装配示例图5-18所示为钢屋架的划线定位装配。先在装配平台上按1： 1的实际尺寸划出屋架零件的位置和结合线（称地样）（图5-18a）。然后依照地样将零件组合起来（图5-18b）。此装 配也称“地样装配法”。图5-18钢屋架地样装配法（2）工装定位装配法主要有下列几种方法：1）样板定位装配法。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
12、口的安装。图5-19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 定位后施定位焊。图5-19 样板定位装配断面形状对称的结构，如钢屋架、梁、柱等结构，可采用样板定位的特殊形式一仿形复 制法进行装配。图5-20所示为简单钢屋架部件装配过程：将图5-18中用“地样装配法”装 配好的半片屋架吊起翻转后放置在平台上作为样板（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另一半片屋架。这样连续地 复制装配出一批屋架后，即可组成完整的钢屋架。图5-20钢屋
13、架仿形复制装配2）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，来确定零件位置，并用装配夹具夹紧装配。它不需要划线，装配效率高，质量好, 适用于批量生产。图5-21所示为挡铁定位装配法示例。在大圆筒外部加装钢带圈时，在大圆筒外表面 焊上若干挡铁作为定位元件，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5-21挡铁定位图5-22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1和固定定位销3定位，两臂杆的水平高度位置和中心线 位置用挡铁2定位，两端轴套高
14、度用支承垫4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，生产率高。图5-22双臂角杠杆的装配应当注意的是，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 配时是逐个分别安装上去的，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。3）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5-23所示为汽车横梁结构及其装配胎架。装配时，首先将角形铁6置于胎架上，用 活动定
15、位销11定位并用螺旋压紧器9固定，然后装配槽形板3和主肋板5,它们分别用挡 铁8和螺旋压紧器9压紧，再将各板连接定位焊。该胎架还可以通过回转轴10回转，把工 件翻转到使焊缝处于最有利的施焊位置焊接。图5-23汽车横梁及其装配胎架a）汽车横梁b）焊接夹具1、2-焊缝3-槽形板4-拱形板5-主筋板6-角形铁7-胎架8-档铁9-螺旋压紧器10-回转轴定位销利用装配胎架进行装配和焊接，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，同时也易于实现装配工作的机械化和自动化。（3）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
16、接结构产品和产量不大的情况下。（4）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胎位和相应的工人。这种方式不完全限于轻小型产品上, 有时为了使用某些固定的专用设备也常采用这种方式，在较大批量或流水线生产中通常也采 用这种方式。4 .装配中的定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。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，故所使用的焊条 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。进行定位焊时应注意几点：1）定位焊缝比较短小，并且要求保证焊透，故应选
17、用直径小于4mm的焊条或CO2气 保护焊直径小于1.2mm的焊丝。又由于工件温度较低，热量不足而容易产生未焊透，故定 位焊缝焊接电流应较焊接正式焊缝时大10%15%。2）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。3）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。4）定位焊缝长度尺寸一般根据板厚选取1520mm,间距为50300mm。板薄取小值, 板厚取大值。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。对于装配后需吊运的工件，定位焊缝应保证吊运中零件不分
18、离，因此对起吊中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。七、装配工艺过程的制定及典型结构件的装配1 .装配工艺过程的制定（1）装配工艺过程制定的内容 装配工艺过程制定的内容包括：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、 胎卡具和工具。（2）装配工艺方法的选择 零件备料及成形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。根据不同产品和不同生产类型的条件，常用的装配工 艺方法，主要有以下几种：1）互换法。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
19、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。适用于批量及大量生产。2）选配法。选配法是在零件加工时为降低成本而放宽零件加工的公差带，故零件精度 不是很高。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，但装配时工人要对零件进行挑选，增加了装配工时 和难度。3）修配法。修配法是指零件预留修配余量，在装配过程中修去部分多余的材料，使装 配精度满足技术要求。此法零件的制作精度可放得较宽，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。在选择装配工艺方法时
20、，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，互换件的比例少，工艺灵活性大，工序较为集 中，大多使用通用工艺装备；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，工艺划分应以生产类型为依据，使用通用或专用工艺装备，可组织流水作业 生产。2 .装配顺序的制定焊接结构制造时，装配与焊接的关系十分密切。在实际生产中，往往装配与焊接是交 替进行的，在制定装配工艺过程中，要全面分析，使所拟定的装配工艺过程对以后各工序都 带来有利的影响。在确定部件或结构的装配顺序时，不能单纯孤立地只从装配工艺的角度去 考虑，必须与焊接工艺一起全面分
21、析，实际上就是装配焊接顺序的确定。装配一焊接顺序基本上有三种类型：整装一整焊、零件一部件装配焊接一总装配焊接和 随装随焊。（1）整装一整焊 即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，此种类型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。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、大批量生产条 件。（2）随装随焊 即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，并成为符合要求的构件。这种方
22、法是装配 工人与焊接工人在一个工位上交替作业，影响生产效率，也不利于采用先进的工艺装备和先 进的工艺方法。因此，此种方法仅适用于单件小批量产品和复杂结构的生产。（3）零件一部件装配焊接一总装配焊接 将结构件分解成若干个部件，先由零件装配 成部件，然后再由部件装配一焊接成结构件，最后再把它们焊成整个产品结构。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，此类型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。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
23、的劳动条件，同时一， 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。1）分部件装配一焊接法可以提高装配一焊接的质量，并可改善工人的劳动条件。把整 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便于操作的位置施焊，尽量减少立焊、仰焊、横 焊，并且可将角焊缝变为船形位置。2）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
24、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。3）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1/31/2,对于提高工厂的经济 效益是非常有利的。4）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。5）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。部件划分：部件的
25、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：1）尽可能使各部件本身是一个完整的构件，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害结构的强 度。2）能最大限度地发挥部件生产的优点，使装配工作和焊接工作方便，同时在工艺上易 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。3）划分部件时，还应考虑现场生产能力和条件对部件在重量上、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
26、等问题。4）在大量生产的情况下，考虑生产均衡性的要求。另外确定装配焊接顺序时还必须考虑：1）有利于施焊和质量检查，使所有焊缝能方便焊接和检验。2）有利于控制焊接应力与变形，对焊后热处理是否方便。3）有利于生产组织与管理，能提高生产率。4）避免强力装配。3 .典型结构件的装配焊接结构装配方法的选择应根据产品的结构特点和生产类型进行。同类的焊接结构可以 采用不同的装配方法，即使是同一个焊接结构也可以按装配的前后顺序采用几种装配方法。（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。在钢板拼接时，焊缝应错开，防止 十字交叉
27、焊缝，焊缝与焊缝之间最小距离应大于3倍板厚，而且大于100mm,容器结构焊 缝之间通常错开500mm以上。钢板拼接时应注意以下几点：1）按要求留出装配间隙和保证接口处平齐。2）厚板对接定位焊，可以按间距250300mm用3050mm长的定位焊缝焊固。如果局 部应力较大，可根据实际情况适当缩短定位焊缝的距离。3）厚度大于34mm的碳素结构钢和大于或等于30mm的低合金结构钢板拼接时，为防 止低温时焊缝产生裂纹，当环境温度较低时，可先在焊缝坡口两侧各80100mm范围内进 行预热，其预热温度及层间温度应控制在100150c之间。4）对于3mm以下的薄钢板，焊缝长度在2m以上时，焊后容易产生波浪变形
28、。拼板时 可以把薄钢板四周用短焊缝固定在平台上，然后在接缝两侧压上重物，接缝定位焊缝长为 8mm,间距为40mm,采用分段退焊法，焊后用手锤或钾钉枪轻打焊缝，消除应力后钢板即 可平直。图5-24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。如板缝高低不平，可用压马调平，然后定位焊固定。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未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，则在电磁平台焊剂垫上进行更好。图5-24厚板拼接（2） T形梁的装配型T
29、形梁是由翼板和腹板组合而成的焊接结构，根据生产类型不 同，可采用下列两种装配方法：1）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90。角尺校 对两板的相对垂直度，然后进行定位焊。定位焊后再经检验校正，才能焊接。2）胎夹具装配法。成批量装配T形梁时，采用图5-25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。型焊接结构或产量不大的情况下。（2
30、）工件移动式装配 工件沿一定的工作地点按工序流程进行装配，在工作地点上设 有装配用的胎具和相应的工人。这种装配方式在产量较大的流水线生产中应用广泛，但有时 为了使用某种固定的专用设备，也常采用这种装配方式。二、装配的基本条件在金属结构装配中，将零件装配成部件的过程称为部件装配；将零件或部件总装成产品 则称为总装配。通常装配后的部件或整体结构直接送入焊接工序，但有些产品先要进行部件 装配焊接，经矫正变形后再进行总装配。无论何种装配方案都需要对零件进行定位、夹紧和 测量，这就是装配的三个基本条件。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。图5-1所示为在平台6上装配工字梁。工字梁的
31、两翼板4的相对位置是由腹板3和挡铁 5来定位，它们的端部是由档铁7米定位。平台6的工作面既是整个工字梁的定位基准面, 又是结构的支承面。图5-1工字梁的装配1-调节螺杆2垫铁3一腹板4翼板5、7挡铁6平台890。角尺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。图5-1中翼板与 腹板间相对位置确定后，是通过调节螺杆1来实现夹紧的。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。上述三个基本条件是相辅相成的，定位是整个装配工序的关键，定位后不进行夹紧就 难以保证和保持定位的可靠与准确；夹
32、紧是在定位的基础上的夹紧，如果没有定位，夹紧就 失去了意义；测量是为了保证装配的质量，但在有些情况下可以不进行测量（如一些胎夹具图525T形梁的胎具装配（3）箱形梁的装配 箱形梁一般由翼板、腹板和筋板组合焊接而成。根据生产类型不同， 可采用下列装配方法：1）划线装配法。图5-26a所示为箱形梁，装配前，先把翼板、腹板分别矫直、矫平， 板料长度不够时应先进行拼接。装配时将翼板放在平台上，划出腹板和肋板的位置线，并打 上样冲眼。各肋板按位置垂直装配于翼板上，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5-26b虚线所示。再装配两腹板，使它 紧贴肋板立于
33、翼板上，并与翼板保持垂直，用90。角尺校正后施定位焊固定。装配完两腹板 后，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，即完成了整个箱形梁的装配工作。图5-26箱形梁的装配1、4.翼板2.腹板3.肋板2）胎夹具装配。批量生产箱形梁时，也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。（4）圆筒节对接装配 圆筒节对接装配的要点，在于保证对接环缝和两节圆筒的同轴 度误差符合技术要求。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，使其圆度符合技术要求。对于大直径薄壁圆筒体的装配，为防止筒体椭圆变 形可以在筒体内
34、使用径向推撑器撑圆，如图5-27所示。图5-27用径向推撑器装配筒体筒体装配可分卧装和立装两类：1）筒体的卧装。筒体卧装主要用于直径较小长度较长的筒体装配，装配时需要借助于装配胎架，图5-28a、b所示为筒体在滚轮架和辐筒架上装配。筒体直径很小时，也可以在 槽钢或型钢架上进行，如图5-28c所示。对接装配时，将两圆筒置于胎架上靠紧或按要求留 出间隙，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。图5-28筒体卧装示意图2）筒体的立装。为防止筒体因自重而产生椭圆变形，直径较大和长度较短的筒节拼装多 数采用立装，即竖装。从而可以克服由于自重而引起的变形。立装
35、时可采用图5-29所示的方法：先将一节圆筒放在平台（或水平基础）上，并找好 水平，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 缝接口情况，并对其调正合格后进行定位焊。图5-29圆筒体立装对接油罐等大型圆筒容器装配，因直径较大，不能卧装，可采用立装倒装法。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，接口处用若干螺旋压马进行
36、定位，并用若干螺旋拉紧器 拉紧，调整筒体同轴度和接口情况，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，用同样的方法装配第三节筒体，以此类推，直到装完最后一 节筒体，最后一节筒体尚须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。第二节焊接结构的焊接工艺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。制订合理的焊接工艺对保证产品质量，提高生产率，减轻 劳动
37、强度，降低生产成本非常重要。一、焊接工艺制订的内容和原则1.制订焊接工艺的原则1）能获得满意的焊接接头，保证焊缝的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）焊缝可达到性好，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，防止焊接缺陷产生等。5）有利于实现机械化、自动化生产，有利于采用先进的焊接工艺方法。制订的工艺方案应便于采用各种机械的、气动的或液压的工艺装备，如装配胎夹具、翻 转机、变位机、辐轮支座等；如进行大批量生产可以采用机械手或机器人来进行装配焊接; 应尽量采用能保证结构设计要求和
38、提高焊缝质量，提高劳动生产率，改善劳动条件的先进焊 接方法。6）有利于提高劳动生产率和降低成本。尽量使用高效率、低能耗的焊接方法。2.焊接工艺制订的内容1）根据产品中各接头焊缝的特点，合理的选择焊接方法及相应的焊接设备与焊接材料。2）合理的选择焊接工艺参数，如焊条电弧焊时的焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊 接速度、施焊顺序和方向、焊接层数等。3）合理的选择焊接材料中焊丝及焊剂牌号、气体保护焊时的气体种类、气体流量、 焊丝伸出长度等。4）合理的选择焊接热参数，如预热、中间加热、后热及焊后热处理的工艺参数（如加 热温度、加热部位和范围、保温时间及冷却速度的要求等）。5）选择或设计合理的焊接工艺装备
39、。如焊接胎具、焊接变位机、自动焊机的引导移动 装置等。二、焊接方法、焊接材料及焊接设备的选择在制订焊接工艺方案时，应根据产品的结构尺寸、形状、材料、接头形式及对焊接接头的质量要求，结合现场的生产条件、技术水平等，选择最经济、最方便、最先进、高效率并 能保证焊接质量的焊接方法。1 .选择焊接方法为了正确地选择焊接方法，必须了解各种焊接方法的生产特点及适用范围（如焊件厚度、 焊缝空间位置、焊缝长度和形状等）。同时，考虑各种焊接方法对装配工作的要求（工件坡 口要求、所需工艺装备等）、焊接质量及其稳定程度、经济性（劳动生产率、焊接成本、设 备复杂程度等）以及工人劳动条件等。在成批或大量生产时，为降低生
40、产成本，提高产品质量及经济效益，对于能够用多种焊 接方法来生产的产品，应进行试验和经济比较，如材料、动力和工时消耗等，最后核算成本， 选择最佳的焊接方法。2 .选择焊接材料选择了最佳焊接方法后，就可根据所选焊接方法的工艺特点来确定焊接材料。确定焊 接材料时，还必须考虑到焊缝的力学性能、化学成分以及在高温、低温或腐蚀介质工作条件 下的性能要求等。总之，必须做到综合考虑才能合理选用。3 .选择焊接设备焊接设备的选择应根据已选定的焊接方法和焊接材料，同时还要考虑焊接电流的种类、 焊接设备的功率、工作条件等方面，使选用的设备能满足焊接工艺的要求。三、焊接参数的选定正确合理的焊接参数应有利于保证产品质量
41、，提高生产率。焊接参数的选定主要考虑以 下几方面：1）深入地分析产品的材料及其结构形式，着重分析材料的化学成分和结构因素共同作 用下的焊接性。2）考虑焊接热循环对母材和焊缝的热作用，这是获得合格产品及焊接接头焊接应力和 变形最小的保证。3）根据产品的材料、焊件厚度、焊接接头形式、焊缝的空间位置、接缝装配间隙等, 查找各种焊接方法有关标准、资料。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。四、确定合理的焊接热参数为保证焊接结构的性能与质量，防止裂纹产生，改善焊接接头的韧性，消除焊接应力,有些
42、结构需进行加热处理。加热处理工艺可处于焊接工序之前或之后，主要包括预热、后热 及焊后热处理。1.预热预热是焊前对焊件进行全部或局部加热，目的是减缓焊接接头加热时温度梯度及冷却速 度，适当延长在800500区的冷却时间，从而减少或避免产生淬硬组织，有利于氢的逸出， 可防止冷裂纹的产生。预热温度的高低，应根据钢材淬硬倾向的大小、冷却条件和结构刚性 等因素通过焊接性试验而定。钢材的淬硬倾向大、冷却速度快、结构刚性大，其预热温度要 相应提高。常用的一些确定预热温度的计算公式，都是根据不产生裂纹的最低预热温度而建立的, 而且都是在一定的试验条件下得到的。因此选用公式时要特别注意其应用范围，否则会导致 错
43、误的结果。根据构件整体预热方式提出的计算公式如表5-1。表5-1由Pvv确定的预热温度计算公式及应用条件防止裂纹所需预热温度()裂纹敏感指数(%)公式的应用条件1440%-392P =P +四+Ww CM 60 600局部缝隙斜Y型坡口试件Pw的成分范围见注To =2030% -550p =p + 回w CM 60 600局部缝隙K型坡口试件P w的成分范围见注To = 1330 Pw -380P -P +四+W w CM 60 600连通的斜Y型坡口试件Pw的成分范围见注To = 1600 Pw -4080.0751og 向+ 嬴连通的斜Y型坡口试件Pw同上，但氢量可用于高氢含量注：表中的P
44、cm为合金元素的裂纹敏感指数，可用下式计算：八 SiMn+Cu + Cr NiMoVP,m =。+ + + + + 5B2020601510表中的用为甘油法测定的扩散氢含量(他/lOOg),与国际焊接学会(nw)所用的水银法测量氢有如下关系:田= 0.68Hw-1.2 （HnwIIW 定氢法）表中S为试验钢板的厚度（mm）R 为拘束度 Q Kgf表中Pw的适用范围如下：C 0.07 % -0.22%, Si 0%0.60%, Mn0.40%104%,Cu 0%0.50%, Ni 0%1.20%, Cr 0%1.20%,Mo 0%0.70%, V0%-0.12%, TiO%0.05%,NbO%0
45、.04%, B0%0.005%, ,8 1950mm, R5003300 Kgf1（mm.rrun）,线能量El730 KJ/cm,试件坡口为斜Y型。许多大型结构采用整体预热是困难的，甚至不可能，如大型球罐、管道等，因此常采用 局部预热的办法，防止产生裂纹。2 .后热后热是在焊后立即对焊件全部（或局部）利用预热装置进行加热到300500并保温 12h后空冷的工艺措施，其目的是防止焊接区扩散氢的聚集，避免延迟裂纹的产生。试验表明，选用合适的后热温度，可以降低一定的预热温度，一般可以降低50左右， 在一定程度上改善了焊工劳动条件，也可代替一些重大产品所需要的焊接中间热处理，简化 生产过程，提高生产
46、率，降低成本。对于焊后要立即进行热处理的焊件，因为在热处理过程中可以达到除氢处理的目的，故 不需要另作后热。但是，焊后若不能立即热处理而焊件又必须除氢时，则需焊后立即作后热 处理，否则，有可能在热处理前的放置期间内产生延迟裂纹。3 ,焊后热处理焊接结构的焊后热处理，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。焊后热处理的目的：1）消除或降低焊接残余应力；2）消除焊接热影响区的淬硬组织，提高焊接接头塑性和韧性；3）促使残余氢逸出；4）对有些钢材（如低碳钢、500Mpa级高强钢），可以使其断裂韧性得到提高，但对 另一些钢（如800Mpa级高强钢）由于能产生回火脆性而使其断裂韧性降
47、低，对这类钢不宜 采用焊后热处理。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。实践证明，许多承受动载的结构焊后必须经热处理，消除结构内的残余应力后才能保证 其正常工作，如大型球磨机、挖掘机框架、压力机等。对于焊接的机器零件，用热处理方法 来消除内应力尤为必要，否则，在机械加工之后发生变形，影响加工精度和几何尺寸，严重 时会造成焊件报废。对于合金钢来说，通常是经过焊后热处理来改善其焊接接头的组织和性 能之后才能显现出材料性能的优越性。一般来说，对于结构的板厚不大，又不是用于动载荷，而且是用塑性较好的低碳钢来制 造，就不需要焊后热处理。对于板厚较大，又是承受动载荷的结构，其外形尺寸越
48、大、焊缝 越多越长，残余应力也越大，也就越需要焊后热处理。焊后热处理最好是将焊件整体放入炉 中加热至规定温度,如果焊件太大可采取局部或分部件加热处理,或在工艺上采取措施解决。 消除残余应力的热处理，一般都是将焊件加热到500650进行退火即可，在消除残余应力 的同时，对焊接接头的性能有一定的改善，但对焊接接头的组织则无明显的影响。若要求焊 接接头的组织细化、化学成分均匀，提高焊接接头的各种性能，对一些重要结构，常采用先 正火随后立即回火的热处理方法，它既能起到改善接头组织和消除残余应力的作用，又能提 高接头的韧性和疲劳强度，是生产中常用的一种热处理方法。预热、后热、焊后热处理方法的工艺参数，主要由