《焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)》系列課件第六單元焊接結(jié)構(gòu)的裝配和焊接工藝1．掌握零件定位的原理及基本方法；2．掌握裝配過程中測量的基本方法；3．掌握生產(chǎn)中常用的裝配基本方法及裝配工藝過程；4．掌握焊接結(jié)構(gòu)的焊接工藝的制定方法。模塊一焊接結(jié)構(gòu)的裝配焊接結(jié)構(gòu)的裝配，通常是按施工圖樣將零件組裝成部件，再將焊完的部件組裝成整體結(jié)構(gòu)的過程。在焊接結(jié)構(gòu)制造中，焊件的裝配是決定焊接質(zhì)量的最主要的工序之一。而焊件的裝配質(zhì)量又取決于前道工序——下料和成形件的尺寸精度。在大批量流水線生產(chǎn)中，對焊接結(jié)構(gòu)的裝配質(zhì)量及一致性提出了更為嚴(yán)格的要求。必須采用特種工裝來保證，同時促使焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)盡可能采用先進的裝配工藝及相應(yīng)的裝備，提高裝配工藝過程的機械化和自動化程度。一、裝配的基本條件在進行金屬結(jié)構(gòu)的裝配時，將零件裝配成部件稱為部件裝配，將零件或部件總裝起來稱為總裝配。零件裝配的三個基本條件是：（1）定位就是確定零件在空間的位置或零件間的相對位置。（2）夾緊就是借助通用或?qū)Ｓ脢A具的外力將已定位的零件加以固定，保持其正確的位置，直到裝配完成或焊接結(jié)束。（3）測量是指在裝配過程中，對零件間的相對位置和各部件尺寸進行的一系列技術(shù)測量，從而鑒定零件定位的正確性和夾緊力的效果，以便調(diào)整。二、裝配基準(zhǔn)的選擇1．基準(zhǔn)的概念基準(zhǔn)又叫基面或基準(zhǔn)面，它是一些點、線、面的組合，用它們來決定同一零件的另外一些點、線、面的位置（對加工而言）或其他零件的位置。根據(jù)用途不同，基準(zhǔn)分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類：（1）設(shè)計基準(zhǔn)是按照產(chǎn)品的不同特點和產(chǎn)品在使用中的具體要求所選定的點、線、面，而其他的點、線、面是根據(jù)它來確定的。（2）工藝基準(zhǔn)也稱為生產(chǎn)基準(zhǔn)，是指工件在加工制造過程中應(yīng)用的基準(zhǔn)。它僅在制造零件和裝配等過程中才起作用，它與設(shè)計基準(zhǔn)可以重合，也可以不重合。裝配常用的工藝基準(zhǔn)有：1）原始基準(zhǔn)。加工或劃線等最初度量尺寸的依據(jù)，如零件的毛邊不太平直時，僅用毛邊作為劃線的原始基準(zhǔn)，當(dāng)劃線使基準(zhǔn)被確定后，原始基準(zhǔn)就不作為主要基準(zhǔn)了。2）測量基準(zhǔn)。在加工裝配過程中檢查零件位置或工藝尺寸所依據(jù)的點、線、面，稱為測量基準(zhǔn)。3）定位基準(zhǔn)。工件在夾具或平臺上定位時，用來確定工件位置的點、線、面，叫做定位基準(zhǔn)。4）檢查基準(zhǔn)。檢查工件幾何形狀或尺寸時所用到的點、線、面，叫做檢查基準(zhǔn)。5）輔助基準(zhǔn)。當(dāng)工件上的點、線、面不能直接用于測量、檢查時，而需要另設(shè)起過渡作用的點、線、面為基準(zhǔn)，這些基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。2.裝配基準(zhǔn)面的選擇原則工件和裝配平臺（或夾具）相接觸的面稱為裝配基準(zhǔn)面，裝配基準(zhǔn)面應(yīng)按下列幾點進行選擇：1）工件的外形有平面也有曲面時，應(yīng)以平面作為裝配基準(zhǔn)面。2）在工件上有若干個平面的情況下，應(yīng)選擇較大的平面作為裝配基準(zhǔn)面。3）根據(jù)工件的用途，選擇最重要的面（如經(jīng)過機械加工的面）作為裝配基準(zhǔn)面。4）選擇的裝配基準(zhǔn)面要使裝配過程中便于工件的定位和夾緊。三、零件的定位原理及方法1．零件的定位原理零件在空間的定位是利用“六點定位準(zhǔn)則”進行的，即限制每個零件在空間的六個自由度，使零件在空間有確定的位置，這些限制自由度的點就是定位點。在實際裝配中，可由定位銷、定位塊、擋鐵等定位元件作為定位點；也可以利用裝配平臺或工件表面上的平面、邊棱等作為定位點；還可以設(shè)計成胎架模板形成的平面或曲面代替定位點；有時在裝配平臺或工件表面劃出定位線起定位的作用。2．定位基準(zhǔn)的選擇1）定位基準(zhǔn)盡量與設(shè)計基準(zhǔn)重合，這樣可以減少基準(zhǔn)不重合所帶來的誤差。2）同一構(gòu)件上與其它構(gòu)件有連接或配合關(guān)系的各個零件，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)，這樣能保證構(gòu)件安裝時與其它構(gòu)件的正確連接和配合。3）應(yīng)選擇精度較高，又不易變形的零件表面或邊棱作定位基準(zhǔn)，這樣能夠避免由于基準(zhǔn)面、線的變形造成的定位誤差。4）所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)便于裝配中零件的定位與測量。3．零件的定位方法（1）劃線定位就是在平臺上或零件上劃線，按線裝配零件。通常用于簡單的單件小批裝配或總裝時的部分較小零件的裝配。（2）銷軸定位是利用零件上的孔進行定位。由于孔和銷軸的精度較高，定位比較準(zhǔn)確，所以如果條件允許，可以鉆出專門用于銷軸定位的工藝孔。（3）擋鐵定位應(yīng)用得比較廣泛，可以利用小塊鋼板或小塊型鋼作為擋鐵，取材方便。也可以使用經(jīng)機械加工后的擋鐵，以提高精度。擋鐵的安置要保證構(gòu)件重點部位（點、線、面）的尺寸精度，也要便于零件的裝拆。（4）樣板定位是利用樣板來確定零件的位置、角度等的定位方法。常用于鋼板之間的角度測量定位和容器上各種管口的安裝定位。4．定位焊定位焊也稱點固焊，用來固定各焊接零件之間的相互位置，以保證整體結(jié)構(gòu)件得到正確的幾何形狀和尺寸。進行定位焊時應(yīng)注意：1）定位焊縫的引弧和熄弧處應(yīng)圓滑過渡，否則，在焊正式焊縫時在該處易造成未焊透、夾渣等缺陷。定位焊縫有未焊透、夾渣、裂紋、氣孔等焊接缺陷時，應(yīng)該鏟掉并重新焊接，不允許留在焊縫內(nèi)。2）需預(yù)熱的焊件，定位焊時也應(yīng)進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度與焊接時相同。3）由于定位焊為斷續(xù)焊，工件溫度較低，熱量不足而容易產(chǎn)生未焊透，故定位焊縫的焊接電流應(yīng)比焊接正式焊縫時大10％~15％。4）定位焊的尺寸可按表6-1選用，對保證焊件尺寸起重要作用的部位，可適當(dāng)?shù)卦黾佣ㄎ缓缚p的尺寸和數(shù)量。焊件厚度定位焊縫厚度定位焊縫長度間距≤4＜410~1550~805~123~620~35100~200＞12630~50100~3005）對于強行裝配的結(jié)構(gòu)，因定位焊縫承受較大的外力，應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)加大定位焊縫長度，間距適當(dāng)縮小，必要時采用堿性低氫焊條，而且特別注意定位焊后應(yīng)盡快進行焊接，避免中途停頓和間隔時間過長。6）在焊縫交叉處和焊縫方向急劇變化處不要進行定位焊，而應(yīng)離開50mm左右。7）定位焊縫所使用的焊條牌號與正式焊縫所使用的焊條相同，直徑可略細一些，常用φ3.2mm和φ4mm的焊條。四、裝配中的測量測量是檢驗定位質(zhì)量的一道工序。裝配中的測量包括：正確、合理地選擇測量基準(zhǔn)；準(zhǔn)確地完成零件定位所需要的測量操作。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，常見的測量項目有：線性尺寸、平行度、垂直度、同軸度及角度等的測量。1．測量基準(zhǔn)為保證測量的準(zhǔn)確性，減小因測量帶來的誤差，首先應(yīng)正確選擇測量基準(zhǔn)。一般情況下，多以定位基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)。當(dāng)以定位基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)不利于保證測量的精度或不便于測量操作時，就應(yīng)本著能使測量準(zhǔn)確、操作方便的原則，重新選擇合適的點、線、面作為測量基準(zhǔn)。如圖6-1所示的容器，其三個管接口Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是以M面為設(shè)計、定位基準(zhǔn)的。因此，測量尺寸h1、h2和H2時就應(yīng)該選擇M面作為測量基準(zhǔn)，這樣可以使三個基準(zhǔn)合一，從而有效地減小裝配誤差。如圖6-2所示的工字梁，要測量腹板與翼板的垂直度，直接測量既不方便，精度也低。這時以裝配平臺作為測量基準(zhǔn)，測量兩翼板與平臺的垂直度和腹板與平臺的平行度，就會使精度提高，測量也方便。1—定位支架2—工字梁3—直角尺4—定位墊塊5—裝配平臺2．測量項目的測量（1）線性尺寸的測量線性尺寸是指工件上被測點、線、面與測量基準(zhǔn)間的距離。主要是利用刻度尺（卷尺、盤尺、直尺等）來完成，特殊場合利用激光測距儀來進行。（2）平行度的測量1）相對平行度的測量。相對平行度是指工件上被測的線（或面）相對于測量基準(zhǔn)線（或面）的平行度。相對平行度的測量是通過線性尺寸測量來進行的。其基本原理是測量工件上線的兩點（或面上的三點）到基準(zhǔn)的距離，若相等就平行，否則就不平行。但在實際測量中，為減小測量誤差應(yīng)注意：測量的點多一些，以避免工件不直帶來的誤差；測量工具應(yīng)垂直于基準(zhǔn)；直接測量不方便時，進行間接測量。圖6-3是相對平行度測量的例子。圖6-3a為線的平行度，測量三個點以上；圖6-3b為面的平行度，測量兩個以上位置。2）水平度的測量容器里的液體（如水），在靜止?fàn)顟B(tài)下其表面總是處于與重力作用方向相垂直的位置，這種位置稱為水平。水平度就是衡量零件上被測的線（或面）是否處于水平位置。許多金屬結(jié)構(gòu)件制品，在使用中要求有良好的水平度。例如橋式起重機的運行軌道，就需要良好的水平度，否則，將不利于起重機在運行中的控制，甚至引起事故。施工裝配中常用水平尺、軟管水平儀、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等量具或儀器來測量零件的水平度。（3）垂直度的測量主要有下列兩個測量項目：1）相對垂直度的測量相對垂直度，是指工件上被測的直線（或面）相對于測量基準(zhǔn)線（或面）的垂直程度。相對垂直度是裝配工作中極常見的測量項目，并且很多產(chǎn)品都對其有嚴(yán)格的要求。例如，高壓電線塔等呈棱錐形的結(jié)構(gòu)，往往由多節(jié)組成。裝配時，技術(shù)要求的重點是每節(jié)兩端面與中心線垂直。只有每節(jié)的垂直度符合要求之后，才有可能保證總體安裝的垂直度。相對垂直度的測量方法：尺寸較小的工件可以利用90o角尺直接測量；當(dāng)工件尺寸很大時，可以采用輔助線測量法，即用刻度尺作為輔助線測量直角三角形的斜邊長。例如，兩直角邊各為1000mm，斜邊長應(yīng)為1414.2mm。另外，也可用直角三角形直角邊與斜邊之比值為3:4:5的關(guān)系來測定。間接測量法測量垂直度：如圖6-4是對塔類桁架進行端面與中心線垂直度間接測量的例子。首先過桁架兩端面的中心拉一鋼絲，再將其平置于測量基準(zhǔn)面上，并使鋼絲與基準(zhǔn)面平行。然后用直角尺測量桁架兩端面與基準(zhǔn)面的垂直度，若桁架兩端面垂直于基準(zhǔn)面，必同時垂直于桁架中心線。2）鉛垂度的測量鉛垂度的測量是測定工件上的線或面是否與水平面垂直。常用吊線錘或經(jīng)緯儀測量。采用吊線錘時，將線錘吊線栓在支桿上（臨時點焊上的小鋼板或利用其他零件），測量工件與吊線之間的距離來測鉛垂度。當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸較大而且鉛垂度要求較高時，常采用經(jīng)緯儀來測量鉛垂度。（4）同軸度的測量同軸度是指工件上具有同一軸線的幾個零件，裝配時其軸線的重合程度。圖6-5為三節(jié)圓筒組成的筒體，在各節(jié)圓筒的端面安上臨時支撐，在支撐中心位置鉆出直徑為20~30mm的小孔，由兩外端面中心拉一細鋼絲，觀測鋼絲是否處于孔中間，以測量其同軸度。（5）角度的測量裝配中，通常利用各種角度樣板來測量零件間的角度。圖6-6是利用角度樣板測量角度的實例。五、裝配用工具及設(shè)備1．裝配中常用的工具（1）裝配用工具及量具常用的裝配工具有大錘、小錘、鏨子、手砂輪、撬杠、扳手及各種劃線用的工具等。圖6-7所示是幾種常用工具的示意圖。常用的量具有鋼卷尺、鋼直尺、水平尺、90o角尺、線錘及各種檢驗零件定位情況的樣板等，圖6-8為常用量具示意圖。（2）裝配用夾具裝配夾具是指在裝配中用來對零件施加外力，使其獲得可靠定位的工藝裝備。主要包括通用夾具和裝配胎架上的專用夾具。裝配夾具按夾緊力來源，分為手動夾具和非手動夾具兩大類。手動夾具包括螺旋夾具、楔條夾具、杠桿夾具、偏心輪夾具等；非手動夾具包括氣動夾具、液壓夾具、磁力夾具等。2．裝配用設(shè)備（1）對裝配用設(shè)備的一般要求1）為了保證裝配后產(chǎn)品的尺寸精度，裝配用平臺或胎架應(yīng)具備足夠的強度和剛度。2）平臺或胎架表面應(yīng)光滑平整，要求水平放置。3）尺寸較大的裝配胎架應(yīng)安置在相當(dāng)堅固的基礎(chǔ)上，以避免基礎(chǔ)下沉導(dǎo)致胎具變形。4）胎架應(yīng)便于對工件進行裝、卸、定位焊、焊接等操作。5）設(shè)備構(gòu)造簡單，使用方便，成本要低。（2）裝配用平臺1）鑄鐵平臺它是由許多塊鑄鐵組成的，結(jié)構(gòu)堅固，工作表面進行機械加工，平面度比較高，面上具有許多孔洞，便于安裝夾具。常用于工件裝配及對鋼板和型鋼的熱加工彎曲。2）鋼結(jié)構(gòu)平臺這種平臺是由型鋼和厚鋼板焊制而成的。它的上表面一般不經(jīng)過切削加工，所以平面度較差。常用于制作大型焊接結(jié)構(gòu)或制作桁架結(jié)構(gòu)。3）導(dǎo)軌平臺這種平臺是由安裝在水泥基礎(chǔ)上的許多導(dǎo)軌組成的。每條導(dǎo)軌的上表面都經(jīng)過切削加工，并有緊固工件用的螺栓溝槽。這種平臺用于制作大型結(jié)構(gòu)件。4）電磁平臺它是由平臺（型鋼或鋼板焊成）和電磁鐵組成的。電磁鐵能將型鋼吸緊固定在平臺上，焊接時可以減少變形。充氣軟管和焊劑的作用是組成焊劑墊，用于埋弧焊時，可防止漏渣和鐵液下淌。5）水泥平臺它是由水泥澆注而成的一種簡易而又適用于大面積工作的平臺。澆注前在一定的部位預(yù)埋拉樁、拉環(huán)，以便裝配時用來固定工件。在水泥中還放置交叉形扁鋼，扁鋼面與水泥面平齊，作為導(dǎo)電板或用于固定工件。這種水泥平臺可以拼接鋼板、框架和構(gòu)件，又可以在上面安裝胎架進行較大部件的裝配。（3）胎架胎架又稱為模架，在工件結(jié)構(gòu)不適于以裝配平臺作支承（如船舶、機車車輛底架、飛機和各種容器結(jié)構(gòu)等）或者在批量生產(chǎn)時，就需要制造胎架來支承工件進行裝配。胎架常用于某些形狀比較復(fù)雜，要求精度較高的結(jié)構(gòu)件。它的主要優(yōu)點是利用夾具對各個零件進行方便而精確的定位。有些胎架還可以設(shè)計成能夠翻轉(zhuǎn)的，可把工件翻轉(zhuǎn)到適合于焊接的位置。利用胎架進行裝配，既可以提高裝配精度，又可以提高裝配速度。但由于胎架制作投資較大，故多為某種批量較大的專用產(chǎn)品設(shè)計制造，適用于流水線或批量生產(chǎn)。模塊二裝配工藝的制定一、裝配工藝方法的分類1．按裝配過程的機械化程度，可分為手工裝配法、機械裝配法和自動裝配法三種。（1）手工裝配法手工裝配法是采用簡單的工夾具、量具、樣板、定位器、劃線工具、拉撐和頂升工具和起吊機械等，以手工方法將零件就位、對準(zhǔn)和固定。裝配圓筒形焊件時，通常采用裝配滾輪架作為輔助裝配機械。對于形狀復(fù)雜且裝配精度要求較高的焊件，通常在專用的裝配平臺上先按圖樣劃線放樣，然后將形狀不同的零件組對定位。在批量生產(chǎn)中，為提高效率，可利用樣板和定位器，將零件或組件在專用的裝配夾具或裝焊夾具中組裝，對于焊件的就位、對準(zhǔn)、壓緊、固定，則仍以手工操作為主。（2）機械裝配法機械裝配法是將待裝配的坯料或零件，由機械傳送裝置或起吊設(shè)備送至專用自動裝配夾具或裝焊機械進行自動組對、夾緊、定位以及用定位焊縫固定。然后轉(zhuǎn)入下道工序，組裝過程按規(guī)定的程序，由機械操作完成。機械裝配法具有組裝精度高、生產(chǎn)效率高和勞動強度低等優(yōu)點，目前在工業(yè)生產(chǎn)中已逐步推廣應(yīng)用。其主要缺點是設(shè)備占地面積較大，設(shè)備一次投資費用較高。適用于批量生產(chǎn)和流水線自動生產(chǎn)。（3）自動裝配法將待組裝的零件通過傳送帶運至組裝夾具部位，由機械手或搬運機器人按預(yù)編程序，依次將各零件在裝配夾具上就位，隨即氣動夾鉗按照接觸傳感器發(fā)出的指令將零件夾緊定位。若零件尺寸較大或焊縫較長，由焊接機器人以定位焊縫點固。所有零件組裝完成后轉(zhuǎn)入焊接工位。裝配的全過程都由各種機械自動快速完成，無需人工干預(yù)。自動裝配法效率相當(dāng)高，適用于形狀相對簡單部件的自動焊接生產(chǎn)線大批量的生產(chǎn)。2．按照焊接結(jié)構(gòu)的裝配——焊接次序分類可分為整裝整焊法、隨裝隨焊法和分部件裝配法三種。（1）整裝整焊裝配法將全部零件按圖樣要求裝配起來，然后轉(zhuǎn)入焊接工序，焊完全部焊縫。這種裝配焊接順序，要求裝配工人與焊接工人分別在自己的工位上完成，可實行流水作業(yè)，停工損失很小。裝配可采用裝配胎具進行，焊接可采用滾輪架、變位機等工藝裝備和先進的焊接方法，有利于提高裝配—焊接質(zhì)量。這種方法適用于結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)量少、大批量生產(chǎn)條件。（2）隨裝隨焊裝配法先將若干個零件組裝起來，隨之焊接相應(yīng)的焊縫，然后再裝配若干個零件，再進行焊接，直至全部零件裝完并焊完，成為符合要求的構(gòu)件。這種方法是裝配工人與焊接工人在一個工位上交替作業(yè)，影響生產(chǎn)效率，也不利于采用先進的工藝裝備和先進的工藝方法。因此，這種方法僅適用于單件小批量和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)。（3）分部件裝配法將整體結(jié)構(gòu)分解成若干個部件，先由零件裝配成部件，再由部件裝配成結(jié)構(gòu)件，最后把裝配好的結(jié)構(gòu)件總裝焊成整個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。這種方法適合批量生產(chǎn)，可實行流水作業(yè)，幾個部件可同步進行，有利于應(yīng)用各種先進工藝裝備、控制焊接變形和采用先進的焊接工藝方法。因此，這種裝配—焊接順序適用于可分解成若干個部件的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如機車車輛底架、船體結(jié)構(gòu)等。分部件裝配法是一種先進的裝配工藝，要按焊接結(jié)構(gòu)特點合理地劃分部件，制定正確的裝配工藝流程，并考慮工廠現(xiàn)有的工藝裝備和起吊能力。3．根據(jù)不同產(chǎn)品和不同生產(chǎn)類型的條件分類可分為互換法、選配法和修配法三種。（1）互換法其實質(zhì)是用控制零件的加工誤差來保證裝配精度，這種裝配法零件是完全可以互換的。裝配過程簡單，生產(chǎn)率高，對裝配工人的技術(shù)水平要求不高，便于組織流水作業(yè)，但要求零件的加工精度較高。適用于批量及大量生產(chǎn)。（2）選配法在零件加工時為降低成本而放寬零件加工的公差帶，故零件精度不是很高。裝配時需挑選合適的零件進行裝配，以保證規(guī)定的裝配精度要求。這種方法對零件的加工工藝要求放寬，便于零件加工，但裝配時工人要對零件進行挑選，增加了裝配工時和難度。（3）修配法是指零件預(yù)留修配余量，在裝配過程中修去部分多余的材料，使裝配精度滿足技術(shù)要求。此法零件的制作精度可放得較寬，但增加了手工裝配的工作量，而且裝配質(zhì)量取決于工人的技術(shù)水平。如何選擇裝配工藝方法在選擇裝配工藝方法時，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型和產(chǎn)品種類等方面來考慮：一般單件、小批量生產(chǎn)或重型焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)，常以修配法為主，互換件的比例少，工藝靈活性大，工序較為集中，大多使用通用工藝裝備。成批生產(chǎn)或一般焊接結(jié)構(gòu)，主要采用互換法，也可靈活采用選配法和修配法，工藝劃分應(yīng)以生產(chǎn)類型為依據(jù)，使用通用或?qū)Ｓ霉に囇b備，可組織流水作業(yè)生產(chǎn)。二、裝配前的準(zhǔn)備（1）熟悉產(chǎn)品圖樣和工藝規(guī)程要清楚各部件之間的關(guān)系和連接方法，并根據(jù)工藝規(guī)程選擇好裝配基準(zhǔn)和裝配方法。（2）裝配現(xiàn)場和裝配設(shè)備的選擇依據(jù)產(chǎn)品的大小和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度選擇和安置裝配平臺和裝配胎架。裝配工作場地應(yīng)盡量設(shè)置在起重設(shè)備工作區(qū)間內(nèi)，對場地周圍進行必要清理，使之達到場地平整、清潔，人行道暢通。（3）工量具的準(zhǔn)備裝配中常用的工、量、夾具和各種專用吊具，都必須配齊并組織到場。此外，裝配工作需要配置的其它設(shè)備，也必須安置在規(guī)定的場所。（4）零、部件的預(yù)檢和除銹產(chǎn)品裝配前，對于從上道工序轉(zhuǎn)來或從零件庫中領(lǐng)取的零、部件都要進行核對和檢查。同時，對零、部件連接處的表面進行去毛刺、除銹垢等清理工作。（5）適當(dāng)劃分部件對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，部件裝焊之后進行總裝，可提高裝焊質(zhì)量和生產(chǎn)效率，以及控制變形。為此，應(yīng)適當(dāng)劃分部件。三、零件的裝配方法（1）劃線定位裝配法利用在零件表面或裝配平臺表面劃出的工件中心線、接合線、輪廓線等作為定位線，來確定零件間的相互位置，用定位焊固定后進行裝配。如圖6-9所示。地樣裝配法：圖6-10所示為鋼屋架的劃線定位裝配。先在裝配平臺上按1：1的實際尺寸劃出屋架零件的位置線和結(jié)合線（稱地樣）（圖6-10a），然后依照地樣將零件組合起來（圖6-10b），此裝配方法也稱“地樣裝配法”。（2）樣板定位裝配法利用樣板來確定零件間的相對位置，夾緊并定位焊點固完成裝配的方法。常用于鋼板與鋼板之間的角度裝配和容器上各種管口的安裝。如圖6-11所示，為斜T形結(jié)構(gòu)的樣板定位裝配法。仿形復(fù)制法如圖6-12所示為鋼屋架仿形復(fù)制裝配過程，將用“地樣裝配法”裝配好的半片屋架吊起，翻轉(zhuǎn)后放置在平臺上作為樣板（稱仿模），在其相應(yīng)位置放置對應(yīng)的節(jié)點板和各種桿件，用夾具卡緊后實施定位焊，便復(fù)制出與仿模對稱的另一半片屋架。這樣連續(xù)地復(fù)制裝配出一批屋架后，即可組成完整的鋼屋架。（3）定位元件定位裝配法用一些特定的定位元件（如板塊、角鋼、銷軸等）構(gòu)成空間定位點，確定零件位置，利用夾具夾緊后進行裝配。它不需要劃線，裝配效率高，質(zhì)量好，適用于批量生產(chǎn)。圖6-13所示為擋鐵定位裝配法示意圖。在大圓筒外部加裝鋼帶圈時，先在大圓筒外表面焊上若干擋鐵作為定位元件，確定鋼帶圈在圓筒上的高度位置。用弓形螺旋夾緊器把鋼帶圈與筒體壁夾緊密貼后，用定位焊縫焊牢，即完成鋼帶圈的裝配。（4）胎夾具（又稱胎架）裝配法對于批量生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)，當(dāng)裝配的零件數(shù)量較多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)又不很復(fù)雜時，可將裝配用的定位元件、夾緊元件和裝配胎架三者組合為一個整體，構(gòu)成裝配胎架。圖6-14所示為汽車橫梁結(jié)構(gòu)及其裝配胎架。裝配時，首先將角形鐵6置于胎架上，用活動定位銷11定位，并用螺旋壓緊器9固定。然后裝配槽形板3和主肋板5，它們分別用擋鐵8和螺旋壓緊器9壓緊，再將各板連接，并實施定位焊。該胎架還可以通過回轉(zhuǎn)軸10回轉(zhuǎn)，把工件翻轉(zhuǎn)到最適合施焊的位置。四、裝配工藝卡的編制對于承受動載、重載和受壓等重要焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)編制相應(yīng)的部件裝配工藝卡和總裝工藝卡，主要內(nèi)容有：（1）裝配前的檢查裝配前必須按施工圖樣，檢查所裝配的各零件尺寸是否符合圖樣的規(guī)定。（2）裝配工藝過程在裝配工藝卡中，應(yīng)注明擬采用的裝配工夾具和裝配機械的名稱、規(guī)格和編號。（3）裝配工藝卡應(yīng)規(guī)定各零件的裝配順序和定位的方法。（4）裝配工藝卡應(yīng)規(guī)定所裝配部件的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線、測量方法和測量工具。（5）編制工藝卡時應(yīng)考慮可能發(fā)生的焊接變形應(yīng)考慮定位焊和連接焊縫焊接過程中可能發(fā)生的變形，并規(guī)定防止變形的措施。要檢查接縫的裝配間隙是否符合相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程的規(guī)定，并給出局部超差的修正辦法。（6）考慮采用臨時定位板對于必須采用臨時定位板以定位焊縫定位的裝配部件，裝配工藝卡應(yīng)按焊件的材料拆除定位板的方法和檢查程序。（7）編制大型設(shè)備安裝現(xiàn)場的裝配工藝卡第一類大型設(shè)備，是在制造廠內(nèi)分部件裝配焊接合格后，運至安裝現(xiàn)場總裝，應(yīng)著重保證各部件圖樣要求的連接尺寸，并提出相應(yīng)的工藝措施和檢查程序；另一種大型設(shè)備，是以組件出廠，運至安裝現(xiàn)場逐件裝配成整體結(jié)構(gòu)，為保證現(xiàn)場安裝質(zhì)量，應(yīng)將各零件編號，并在制造廠內(nèi)試裝，檢查合格后再運至安裝現(xiàn)場，編制試裝工藝卡，并規(guī)定檢查要求和程序。五、裝配中的安全技術(shù)1）工作前檢查各種錘有無卷邊、傷痕，錘把應(yīng)堅韌、無裂紋，錘把與錘連接處應(yīng)加鐵楔。打大錘不準(zhǔn)戴手套，嚴(yán)禁兩人對打；不得用手指示意錘擊處，應(yīng)用手錘或棒尖指點。2）使用起重機進行機械吊裝時，要有專人指揮，必須輕舉慢落，工件到位后必須用定位焊焊牢，然后才能松鉤。3）登高裝配作業(yè)時，要有堅固的腳手架或梯子，操作者必須扎好安全帶，工具只準(zhǔn)放在工具袋內(nèi)。4）在多人裝配作業(yè)時，應(yīng)注意相互配合，確保安全。裝配時，應(yīng)與焊工配合默契，注意弧光打眼和熱工件燙傷。5）禁止在吊起的工件及翻轉(zhuǎn)的工件上進行錘擊矯正，防止工件脫落。6）在大型工件或容器內(nèi)部作業(yè)時，要有安全行燈。7）在使用手提式砂輪機時，必須有防護罩，操作者應(yīng)站在砂輪回轉(zhuǎn)方向的側(cè)面。8）要防止工件壓壞電纜線造成觸電事故。操作人員必須穿戴好規(guī)定的防護用品，以防觸電及機械損傷事故的發(fā)生。六、典型焊接結(jié)構(gòu)的裝配1．鋼板的拼接由于軋制鋼板的寬度一般不超過1.7m，多數(shù)為1.25m，當(dāng)零件寬度超過軋制寬度時，就需要進行鋼板的拼接。圖6-15所示為厚板拼接的一般方法。厚板裝配的基本方法如下：先將各板按拼接位置排列在平臺上，然后對齊、壓緊。如果某些板因變形在對接處出現(xiàn)高低不平，可用壓馬調(diào)平后立即進行定位焊。為保證拼接質(zhì)量，焊縫兩端應(yīng)設(shè)引弧板，定位焊點應(yīng)離開焊縫交叉處和焊縫邊緣。2．T型梁的裝配（1）劃線定位裝配法這種方法常在小批量或單件生產(chǎn)時采用。如圖6-16所示，先將腹板和翼板矯平、調(diào)直，然后在翼板上畫出腹板定位線，并打上樣沖眼。將腹板按位置線立在翼板上，用直角尺校對兩板相對垂直度，然后進行定位焊，再檢查、調(diào)正。最后點上幾根拉肋，以防止焊接變形。（2）胎夾具裝配法成批量裝配T形梁時，采用圖6-17所示的簡單胎夾具。裝配時，不用劃線，將腹板立在翼板上，端面對齊，以壓緊螺栓的支座為定位元件來確定其在翼板上的位置，并由水平壓緊螺栓和垂直壓緊螺栓分別從兩個方向?qū)⒏拱迮c翼板夾緊，然后在接縫處定位焊。若焊接也在該胎具上進行，則可以不點拉肋，否則也應(yīng)點拉肋。3．圓筒節(jié)的對接裝配圓筒節(jié)對接裝配的要點，在于保證對接環(huán)縫和兩節(jié)圓筒的同軸度誤差符合技術(shù)要求。為使兩節(jié)圓筒易于獲得同軸度和便于在裝配過程中翻轉(zhuǎn)，裝配前應(yīng)分別對兩個圓筒節(jié)進行矯正，使其圓度符合技術(shù)要求。對于大直徑薄壁圓筒體的裝配，為防止筒體變形可以在筒體內(nèi)使用徑向推撐器撐圓，如圖6-18所示。（1）筒體的臥裝筒體臥裝主要用于直徑較小、長度較長的筒體裝配。裝配時需要借助裝配胎架，圖6-19a、圖6-19b所示為筒體在滾輪架和輥筒架上的裝配。筒體直徑很小時，也可以在槽鋼或型鋼架上進行，如圖6-19c所示。（2）筒體的立裝為防止筒體因自重而產(chǎn)生橢圓變形，直徑較大、長度較短的筒節(jié)拼裝多采用立裝。正裝法，如圖6-20所示：先將一節(jié)圓筒放在平臺上，找好水平，在靠近上口處焊上若干個螺旋壓馬；然后將另一節(jié)圓筒吊上，用螺旋壓馬和焊在兩節(jié)圓筒上的若干個螺旋拉緊器拉緊，進行初步定位；然后檢驗兩節(jié)圓筒的同軸度并校正，檢查環(huán)縫接口情況，并對其調(diào)正合格后進行定位焊。當(dāng)有多節(jié)筒體時，可采用倒裝法，如圖6-21所示。倒裝法：是先裝頂部兩筒節(jié)，使其成為一個整體，再將其提升或頂升到比第三節(jié)高一點的位置，并從下面放好第三節(jié)筒體進行裝配，以此類推裝完各節(jié)。模塊三焊接工藝的制定焊接是將已裝配好的結(jié)構(gòu)，用規(guī)定的焊接方法、焊接參數(shù)進行焊接加工，使各零、部件連接成一個牢固整體的工藝過程。制訂合理的焊接工藝對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，降低生產(chǎn)成本非常重要。一、焊接工藝制訂的原則和內(nèi)容1．制訂焊接工藝的原則1）能獲得滿意的焊接接頭，保證焊縫的外形尺寸和內(nèi)部質(zhì)量都能達到技術(shù)條件的要求。2）焊接應(yīng)力與變形應(yīng)盡可能小，焊接后構(gòu)件的變形量應(yīng)在技術(shù)條件許可的范圍內(nèi)。3）焊縫可達到性好，有良好的施焊位置，翻轉(zhuǎn)次數(shù)少。4）當(dāng)鋼材淬硬傾向大時，應(yīng)考慮采用預(yù)熱、后熱，防止焊接缺陷產(chǎn)生。5）有利于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)，有利于采用先進的焊接工藝方法。6）有利于提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。盡量使用高效率、低能耗的焊接方法。2．焊接工藝制訂的內(nèi)容1）根據(jù)產(chǎn)品中各接頭焊縫的特點，合理選擇焊接方法及相應(yīng)的焊接設(shè)備與焊接材料。2）合理選擇焊接參數(shù)，如焊條電弧焊的焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、施焊順序和方向、焊接層數(shù)等。3）合理選擇焊接材料中焊絲及焊劑牌號、氣體保護焊的氣體種類、氣體流量、焊絲伸出長度等。4）合理選擇焊接熱參數(shù)，如預(yù)熱、中間加熱、后熱及焊后熱處理的參數(shù)。5）選擇或設(shè)計合理的焊接工藝裝備。如焊接胎具、焊接變位機、自動焊機的引導(dǎo)移動裝置等。二、焊接方法、材料及設(shè)備的選擇1．焊接方法的選擇為了正確地選擇焊接方法，必須了解各種焊接方法的生產(chǎn)特點及適用范圍。同時，考慮各種焊接方法對裝配工作的要求、焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定程度、經(jīng)濟性以及工人勞動條件等。在成批或大量生產(chǎn)時，為降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量及經(jīng)濟效益，對于能夠用多種焊接方法來生產(chǎn)的產(chǎn)品，應(yīng)進行試驗和經(jīng)濟比較，如材料、動力和工時消耗等，最后核算成本，選擇最佳的焊接方法。

2．焊接材料的選擇選擇了最佳焊接方法后，就可根據(jù)所選焊接方法的工藝特點來確定焊接材料。確定焊接材料時，還必須考慮到焊縫的力學(xué)性能、化學(xué)成分以及在高溫、低溫或腐蝕介質(zhì)工作條件下的性能要求等。3．焊接設(shè)備的選擇焊接設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)已選定的焊接方法和焊接材料，同時還要考慮焊接電流的種類、焊接設(shè)備的功率、工作條件等方面，使選用的設(shè)備能滿足焊接工藝的要求。三、焊接參數(shù)的選擇焊接參數(shù)的選擇主要考慮以下幾方面：1）深入地分析產(chǎn)品的材料及其結(jié)構(gòu)形式，著重分析材料的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)因素共同作用下的焊接性。2）考慮焊接熱循環(huán)對母材和焊縫的熱作用，這是獲得合格產(chǎn)品使焊接接頭焊接應(yīng)力和變形最小的保證。3）根據(jù)產(chǎn)品的材料、焊件厚度、焊接接頭形式、焊縫的空間位置、接縫裝配間隙等，查找各種焊接方法有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、資料。4）通過試驗確定焊縫的焊接順序、焊接方向以及多層焊的熔敷順序。5）參考現(xiàn)成的技術(shù)資料和成熟的焊接工藝。6）確定焊接參數(shù)不應(yīng)忽視焊接操作者的實踐經(jīng)驗。焊接參數(shù)的確定：焊接參數(shù)有一套成熟的數(shù)據(jù)，一般是依據(jù)母材材質(zhì)、焊件厚度、接頭形式、焊縫空間位置、接縫間隙等，通過書籍、手冊來選取或由實踐經(jīng)驗來確定。對于新材料則根據(jù)試驗報告、工藝評定報告或有關(guān)資料來確定。四、焊接熱參數(shù)的確定為保證焊接結(jié)構(gòu)的性能與質(zhì)量，防止裂紋產(chǎn)生，改善焊接接頭的韌性，消除焊接應(yīng)力，有些結(jié)構(gòu)需進行加熱處理。加熱處理工藝可處于焊接工序之前或之后，主要包括預(yù)熱、后熱及焊后熱處理。（1）預(yù)熱預(yù)熱是焊前對焊件進行全部或局部加熱，以減緩焊接接頭加熱時溫度梯度及冷卻速度，適當(dāng)延長在800~500℃區(qū)間的冷卻時間，從而減少或避免產(chǎn)生淬硬組織，有利于氫的逸出，可防止冷裂紋的產(chǎn)生。預(yù)熱溫度的高低，應(yīng)根據(jù)鋼材淬硬傾向的大小、冷卻條件和結(jié)構(gòu)剛性等因素，通過焊接性試驗而定。鋼材的淬硬傾向大、冷卻速度快、結(jié)構(gòu)剛性大，其預(yù)熱溫度要相應(yīng)提高。許多大型結(jié)構(gòu)采用整體預(yù)熱是困難的，甚至不可能，如大型球罐、管道等，因此常采用局部預(yù)熱的辦法，防止產(chǎn)生裂紋。（2）后熱后熱是在焊后立即對焊件全部（或局部）加熱到300~500℃，并保溫1~2h后空冷的工藝措施，目的是防止焊接區(qū)擴散氫的聚集，避免延遲裂紋的產(chǎn)生。選用合適的后熱溫度，可以使預(yù)熱溫度降低50℃左右，改善焊工勞動條件，也可代替一些重大產(chǎn)品所需要的焊接中間熱處理，簡化生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)率，降低成本。對于焊后要立即進行熱處理的焊件，因為在熱處理過程中可以達到除氫的目的，故不需要另作后熱。但是，焊后若不能立即熱處理而焊件又必須除氫時，則需焊后立即作后熱處理，否則，有可能在熱處理前的放置期間內(nèi)產(chǎn)生延遲裂紋。（3）焊后熱處理焊接結(jié)構(gòu)的焊后熱處理是采用正火、回火等處理手段對焊件進行的熱處理，其目的是為了改善焊接接頭的組織和性能，消除殘余應(yīng)力，提高結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性。許多承受動載的結(jié)構(gòu)焊后必須進行熱處理，消除結(jié)構(gòu)內(nèi)的殘余應(yīng)力后才能保證其正常工作。對于焊接的機器零件，用熱處理方法來消除內(nèi)應(yīng)力尤為必要，否則，在機械加工之后發(fā)生變形，影響加工精度和幾何尺寸，嚴(yán)重時會造成焊件報廢。對于合金鋼來說，通常是經(jīng)過焊后熱處理來改善其焊接接頭的組織和性能之后才能顯現(xiàn)出材料性能的優(yōu)越性。一般來說，對于板厚不大，不承受動載荷，且用塑性較好的材料制造的結(jié)構(gòu)，不需要進行焊后熱處理。而對于板厚較大，承受動載荷的結(jié)構(gòu)，其外形尺寸越大，焊縫又多又長，殘余應(yīng)力也越大，就需要焊后熱處理。預(yù)熱、后熱、焊后熱處理方法的工藝參數(shù)，主要由結(jié)構(gòu)的材料、焊縫的化學(xué)成分、焊接方法、結(jié)構(gòu)的剛度及應(yīng)力情況、承受載荷的類型、焊接環(huán)境的溫度等來確定。五、焊接生產(chǎn)的勞動保護1．觸電（1）焊接用電特點用于焊接的電源需要滿足一定的技術(shù)要求。不同的焊接方法，對其電源的電壓、電流等工藝性能的要求各有不同。例如電弧焊在引弧時需要供給較高的引弧電壓；而當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒時，電壓急劇下降到電弧電壓。過高的空載電壓，雖然有利于電弧穩(wěn)定燃燒，但對焊工操作的安全不利，所以焊條電弧焊所用電焊機的空載電壓應(yīng)控制在90V以下。（2）安全用電技術(shù)1）焊接工作前，應(yīng)先檢查焊機設(shè)備和工具是否安全。2）改變焊機機頭、更換焊件需要改接二次回線、轉(zhuǎn)移工作地點、更換保險絲、焊機發(fā)生故障需要檢修時，應(yīng)切斷電源開關(guān)才能進行。3）推拉閘門開關(guān)時，必須戴皮手套。同時，焊工的頭部需偏斜些，以防電弧火花灼傷臉部。

4）更換焊條時，焊工應(yīng)戴絕緣手套。對于空載電壓和工作電壓較高的焊接操作以及在潮濕工作場地操作時，應(yīng)在工作臺附近地面鋪上橡膠墊。特別是在夏天，由于身體出汗后衣服潮濕，勿靠在焊件、工作臺上，避免觸電。5）在容積小的艙室如油槽、氣柜等化工設(shè)備、管道和鍋爐等金屬結(jié)構(gòu)，以及其他狹小工作場所焊接時，觸電的危險性最大，必須采取專門的防護措施?？刹捎孟鹌|或其他絕緣襯墊，并戴皮手套、穿膠底鞋等，以保障焊工身體與焊件絕緣。不允許采用簡易無絕緣殼的電焊鉗。6）電焊設(shè)備的安裝、修理和檢查需由電工進行，焊工不得自己拆修設(shè)備。（3）觸電急救1）解脫電源為了使觸電者得到及時處理，以減少電流長時間對人體的刺激，迅速解脫電源是救活觸電者的首要因素。2）救治方法觸電者脫離電源后，要用人工呼吸和心臟擠壓的方法對其進行急救。人工呼吸是在觸電者呼吸停止后采用的急救方法，心臟擠壓法是觸電者心臟停止跳動后的急救方法。一旦呼吸和心臟跳動都停止了，應(yīng)同時進行人工呼吸和心臟擠壓法，如果現(xiàn)場僅一個人搶救，兩種方法應(yīng)交替進行，每吹氣2~3次，再擠壓10~15次。2．電弧輻射（1）電弧輻射的危害電弧輻射主要產(chǎn)生可見光、紅外線和紫外線三種射線。電弧輻射產(chǎn)