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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—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型焊接结构或产量不大的情况下。
（2）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。
起重机主梁装配焊接工艺设计起重机是一种重点装备，也是大型机械设备，在工程建设领域中具有重要地位，广泛应用于电力、航空、铁路运输等行业。
起重机主梁是支撑起重机的结构有力的框架，制造时结构复杂，装配焊接工艺尤为重要。
为此，本文结合主梁的成型要求对起重机主梁的制造工艺、装配焊接工艺进行详细的分析与设计。
首先，起重机的主梁制造工艺的设计应符合其几何形状的设计要求，具体可分为锻造、锻炼、冲压、切割等多种工艺组合。
锻造工艺是主梁制造的重要步骤，因此应采用精密造型技术，避免产生内变形和产品缺陷。
另外，经过金属热处理，能有效改善材料的性能。
其次，起重机主梁装配焊接工艺的设计应确保其可靠性。
在安装焊接时，应选择符合材料及结构要求的模具，并且结合技术规范，按一定的焊接角度进行焊接。
为了生产出优质的产品，必须考虑以下因素：焊接材料的选择，焊接时的热处理过程，焊接角度的确定等。
此外，起重机主梁装配焊接工艺的设计应确保其安全性。
在设计过程中，应特别考虑起重机主梁结构中可能出现的疲劳问题和可能出现的结构变形破坏，并结合疲劳计算，分析焊接强度及抗拉强度。
另外，在起重机主梁的制造过程中，应采用有效的检验和保证措施，确保设备的运行安全。
最后，为了确保起重机主梁装配焊接工艺的可靠性，应选择符合安全性要求、符合性能要求的焊接材料，并进行热处理工艺，避免焊接损伤或结构变形。
同时，应根据材料、焊缝尺寸及焊接角度，明确焊接工艺设计参数，并结合焊接技术规范，非常认真系统地进行焊接，确保拼接片的强度和寿命。
综上所述，起重机的主梁的装配焊接工艺设计是一项复杂的工作，需要考虑到其功能安全性和可靠性的要求。
在分析和设计过程中，要注重因果关系，以便确保装配焊接工艺的可靠性，满足起重机主梁制造的安全性，达到起重机技术要求。
焊接工艺装备就是在焊接结构生产的装配与焊接过程中起配合及辅助作用的夹具、机械装置或设备的总称，简称焊接工装。
焊接设备工装夹具是将详件准确定位并夹紧，用于装配和焊接的工艺在焊接结构生产中，装配和焊接是两道重要的生产工序，根据工艺通常以两种方式完成这两道工序，一种是先装配后焊接；一种是边装配边焊接。
把用来装配以进行定位焊的夹具称做装配夹具；专门用来焊接辉件的夹具称做挥接夹具；把既用来装配又用来焊接的夹具称傲装焊夹具。
它们统称为焊接工装夹具。
一个完整的夹具，是由定位器、夹紧机构、夹具体三部分组成的。
在装焊作业中，多使用在夹具体上装有多个不同夹紧机构和定位器的复杂夹具（又称为胎具或专用夹具》。
其中，除夹具体是根据焊件结构形式进行专门设计外，夹紧机构和定位器多是通用的结构形式。
定位器大多数是固定式的，也有一些为了便于焊件装卸，做成伸缩式或转动式的，并采用手动、气动、液压等驱动方式。
夹紧机构是夹具的主要组成部分’其结构形式很多，且相对复杂，驱动方式也多种多样。
在一些大型复杂的夹具上，夹紧机构的结构形式有多种而且还使用多种动力源，有手动加气动的、气动加电磁的等等。
这种多动力源夹具，称做混合式夹具。
焊接工装夹具的主要作用有以下几个方面:准确、可靠的定位和夹紧,可以减轻甚至取消下料和划线工作。
减小制品的尺寸偏差,提高了零件的精度和可换性。
有效的防止和减轻了焊接变形。
使工件处于好的施焊部位,焊缝的成型性良好,工艺缺陷明显降低,焊接速度得以提高。
以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作,改善了工人的劳动条件。
可以扩大先进的工艺方法的使用范围,促进焊接结构的生产机械化和自动化的综合发展。
夹具设计的基本要求、工装夹具应具备足够的强度和刚度。
夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用,所以工装夹具应具备足够的强度和刚度、夹紧的可靠性。
夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。
装配式建筑施工中的焊接技术与工艺要点一、引言随着城市化进程的加快和现代建筑需求的不断增长，装配式建筑作为一种新型建筑方式正在得到广泛应用。
然而，在装配式建筑施工过程中，焊接技术的应用变得尤为重要。
本文将就装配式建筑施工中的焊接技术与工艺要点进行探讨。
二、装配式建筑施工中焊接技术选择1. 焊接材料选择在装配式建筑施工中，常使用的焊接材料有钢材和铝合金两种。
钢材具有高强度和耐腐蚀等优点，适用于梁柱连接等结构部件的焊接；而铝合金轻质且具有较好的抗压性能，适用于幕墙等外围构件的焊接。
2. 焊接方法选择根据实际情况，装配式建筑施工中常使用电弧焊、氩弧焊和脉冲氩弧焊等方法。
电弧焊通常适用于整体拼装部位；氩弧焊则更适用于焊接薄板或需要对焊缝质量有严格要求的部位；而脉冲氩弧焊则兼具氩弧焊和电弧焊的优点，适用于高速拼装和高效率施工。
3. 焊接设备选择在装配式建筑施工中，需根据具体任务情况选择与之相匹配的焊接设备。
精密构件通常使用激光焊、电子束焊等高端设备；一般构件则可采用电阻焊、埋弧自动化设备等。
三、装配式建筑施工中焊接工艺要点1. 表面准备与清洁在进行装配式建筑的焊接前，必须对需要进行焊接的表面进行充分准备和清洁。
这包括去除油污、锈蚀以及其他可能影响焊缝连接质量的杂质。
2. 焊缝设计与准确位置标注在装配式建筑施工中，合理设计并准确标注焊缝位置至关重要。
通过合理的设计和标注可以保证构件之间的精确拟合，并最终实现高强度的连接。
3. 控制热输入与预加热在焊接过程中，控制热输入是确保焊缝质量的重要步骤。
过高或过低的热输入都会影响焊接效果和连接强度。
此外，在特殊情况下，还需要进行预加热以保证焊接区域温度稳定。
4. 焊接工艺参数选择装配式建筑施工中焊接过程中需合理选择和控制焊接电流、电压、送丝速度及气体保护流量等工艺参数，以获得理想的焊缝形态和质量。
5. 焊接质量检验与监测对于装配式建筑施工中的焊缝，应进行必要的质量检验与监测。
装配工艺要求装配要求：1、装配要符合图纸一一装配时应按照施工图纸的要求，核对零部件、构件编号，安装位置及坡【I 方向是否与图纸一致2、装配定位焊要求 50m ■，焊角的高度|3、装配间隙要控制一一装配焊接要求严格控制精度，严禁出现超人间隙，根据船级社要求,①对接缝间隙：坡口根部间隙（a ）标准：手工焊、CO2焊：aW3.5；C02单面焊带衬垫：2WaW8°超差处理：1）当5<aW16时（1）:加衬垫，焊正面（2）:去除衬垫，封底焊（如图1）。
2）当16V&W25时（1）:加背垫，正面单侧成型后再焊主焊缝：（2）:去除背垫，封底焊（如图2）o3）当a>25时，部分割换重新装配，割换高度人于等于300（如图3）。
同时割换必须取得现场主管的同意，严禁私自切割材料。
标准：aW2；超差处理：（1）当3<aW5时，增加焊脚尺寸（a-2）（图1）。
（2）当5VaW10时，开坡PI,用陶瓷角（图2）。
（3）10VaW16时，开坡「I,增设钢衬垫（图3）。
（4）当a>16时部分换新，割换高度人于等于300（图4）:检査板配来料尺寸是否符合要求。
普通钢装配定位焊的长度应人于30-40mm,|高强钢定位焊长度为过:设计规定的焊缝的［定位焊间距b00~500mrrj ：对于有预热要求的母材，在定位焊前同样要求预热，定位焊所用焊材和坡II 处理要求与正式焊接一致。
坡口型式图1②角焊缝间隙:耳300图31同时割换必须取得现场主管的同意，严禁私口切削材料。
当30W5时，增加焊脚尺寸(a-3)；当a>5时重新装配。
③搭载间隙标准:，S超差处理：(1)(2)焊接工艺要求1、电焊工必须持证上岗，禁止越级焊接。
2、不合格焊材禁止使用一一检查施焊用的焊剂是否经过高温烘焙，是否为正确焊丝品牌和规格。
若发现氐标识、潮湿的；3锈或污染的焊接材料应立即予以清除；3、焊埜磨要求一一焊前所有坡II必须进行打磨，打磨范鬧为整个坡II面及坡II面两侧20mm范围，要求打磨出金属光泽，以去除毛刺、底漆、油污、铁锈等杂质；焊缝坡II面打磨示意图（粗黑线部分需打磨）4、板厚要预热一一①当焊接坏境温度低于-5°C施焊一般强度钢的船体结构（船体外板和甲板等）和环境温度低于0°C施焊高强度钢时，均需进行预热，预热温度一般人于20°C左右。
装配焊接工艺装备本部分针对焊接工装夹具的种类和组成、定位及夹紧机构；焊接变位机械的分类、作用和特点等方面作以介绍。
装配焊接夹具也称焊接工装夹具，它与焊接变位机械装备在焊接结构生产中总称为工艺装备。
其中工装夹具包括定位器、夹紧器、推拉装置等；变位机械装备主要包括各种焊件、焊机、焊工变位机械等机械装置。
1．工艺装备在焊接生产中的地位和作用主要作用：①准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和装配时的划线工作。
②有效地防止和减小焊接变形，从而减轻了焊接后的矫正工作量，达到减少工时消耗和提高劳动生产率的目的。
③能够保证最佳的施焊位置，焊缝的成形性优良，工艺缺陷明显降低，焊接速度提高，可获得满意的焊接接头。
④采用工艺装备，实现以机械装置取代装配零部件的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。
⑤可以扩大先进工艺方法和设备的使用范围，促进焊接结构生产机械化和自动化的综合发展。
2．焊接工艺装备的分类（1）焊接工装夹具焊接工装夹具是将工件进行准确定位和可靠夹紧，便于零部件进行装配和焊接的工艺装置、装备或工具等。
（2）焊接变位机械装备焊接变位机械装备是通过改变焊件、焊机或焊工位置来实现机械化、自动化焊接的各种机械装置。
焊件移动装置包括焊接变位机械、滚轮架、回转台和翻转机等；焊机移动装置包括焊接操作机、电渣焊立架等；焊工升降台是改变工人操作位置的机械装置。
（3）辅助装置此类装置包括焊丝处理、焊剂回收、焊剂垫以及各类吊具、地面运输设备、起重机、运输机等。
3．工艺装备的特点1）工艺装备与备料加工的关系采用工艺装备进行备料加工，要与零件几何形状、尺寸偏差和位置精度的要求相匹配，尽可能使零件具有互换性，提高坡口的加工质量以及减小弯曲成形的缺陷2）工艺装备与装配工艺的关系利用定位器和夹紧器等装置进行焊接结构的装配，其定位基准和定位点的选择与零件的装配顺序、零件尺寸精度和表面粗糙度有关。
3）工艺装备与焊接工艺的关系采用自动焊时，一般对焊接机头的定位有较高的精度要求，以保证工作时稳定性，并可以在较宽的范围内调节焊接速度。
当采用手工焊接时，则对工艺装备的运动速度要求不太严格。
4）工艺装备与生产规模的关系单件生产时，一般选用通用的工装夹具；成批量生产某种产品时，通常是选用较为专用的工装夹具，也可以利用通用的、标准的夹具的零件或组件；对于专业化大量生产的结构产品，采用专门的装备来完成，形成专业生产线。
4．焊接工装夹具一个完整的工装夹具，一般由定位器、夹紧机构和夹具体三部分组成。
4.1 零件的定位及定位器（1）定位原理六点定位规则：自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿Ox、Oy、Oz三个轴向的相对移动和三个绕轴的相对转动。
要使工件在夹具中具有准确和确定不变的位置，则必须限制这六个自由度，每限制一个自由度，工件就需与夹具上的一个定位点相接触，这种以六点限制工件六个自由度的方法称为“六点定位规则”。
1）主要定位基准：有三个支承点，限制了零件的三个自由度，通常选择零件上最大表面作为主要定位基准。
2）导向定位基准：有二个支承点，限制了零件的二个自由度，通常选择零件上最长的表面作为导向定位基准。
3）止推定位基准：有一个支承点，限制零件最后一个自由度，通常选择零件上最短、最窄的表面作为止推定位基准。
完全定位：工件的六个自由度均被限制的定位方法。
不完全定位：工件被限制的自由度少于六个，但仍能保证加工要求的定位。
过定位：选用两个或更多的支承点限制一个自由度的定位方法。
欠定位：在夹具设计中，按加工要求应限制的自由度而没有被限制的定位方法。
（2）定位在准的选择定位基准的选择是定位器设计中的一个关键问题，选择定位器时应注意以下几点：①定位基准应尽可能与焊件起始基准重合，以便消除由于基准不重合造成的误差。
②应选用零件上平整、光洁的表面作为定位基准。
③定位基准夹紧力的作用点应尽量靠近焊缝区。
④可根据焊接结构的布置、装配顺序等综合因素考虑。
⑤应尽可能使夹具的定位基准统一。
（3）定位器及其应用定位器在使用时，可根据工件的结构形式和定位要求进行选择，大致分类如下：1）平面定位用定位器a）挡铁是一种应用较广且结构简单的定位元件。
除平面定位外，也常利用挡铁对板焊结构或型钢结构的端部进行边缘定位。
形式：①固定式挡铁；②可拆式挡铁；③永磁式挡铁；④可退出式挡铁b）支承钉和支承板主要用于平面定位。
①固定式支承钉，又分为平头支承钉、球头支承钉、带花纹头的支承钉。
②可调式支承钉，用于零件表面未经加工或表面精度相差较大，而又需以此平面做定位基准时选用。
③支承板定位，适用于零件的侧面和顶面定位。
c）圆孔定位用定位器利用零件上的装配孔、螺钉或螺栓孔及专用定位孔等作为定位基准时多采用定位销定位。
定位销一般按过渡配合或过盈配合压入夹具体内，其工作应根据零件上的孔径按间隙配合制造。
形式：①固定式定位销；②可换式定位销；③可拆式定位销；④可退出式定位销d）外圆表面定位用定位器生产中，圆柱表面的定位多采用V形块。
V形块上两斜面的夹角α一般选用60°、90°、120°三种，焊接夹具中V形块的两斜面夹角多为90°。
形式：①固定式V形块；②调整式V形块；③活动式V形块4.2 零件的夹紧机构夹紧机构的作用是保持定位的准确定位和防止零件经装配和焊接过程中因受力和翻转而发生位移。
(1)夹紧机构的特点选用夹紧机构的核心问题是如何正确施加夹紧力，即确定夹紧力的大小、方向和作用点三个要素。
1）夹紧力方向的确定夹紧力的方向一般垂直于主要定位基准，使这一表面与夹具定位件的接触面积最大；夹紧力的方向应尽可能与零件的重力和所受外力的方向相同，使所需设计的夹紧力最小，因此主要定位基准的位置最好是水平的。
2）夹紧力作用点的确定作用点应位于零件的定位支承之上或几个支承所组成的定位平面内，以防止支承反力与夹紧力或支承反力与重力形成力偶造成零件的位移和偏转；作用点应安置在零件刚性最大的部位上，必要时，可将单点夹紧改为双点夹紧或适当增加夹紧接触面积。
3）夹紧力大小的确定(a）当焊件在夹具上具有翻转或回转动作时，夹紧力要足以克服重力和惯性力的影响，保持夹具夹紧焊件的牢固性。
(b）需要在夹具上实现弹性支变形时，夹紧装置就应具有使零件获得预定反变形量所需的夹紧力。
(c）夹紧力要足以应付焊接过程热应力引起的拘束应力。
(d）夹紧力应能克服零件因备料、运输等造成的局部变形，以便于顺利装配。
（2) 对夹紧机构的基本要求1）夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。
2）夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损坏零件表面质量。
3）夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调的。
4）结构力求简单，便于制造和维修。
5．工装夹具设计的基本知识（1）夹具设计的基本要求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与步骤1）设计前的准备夹具设计的原始资料包括以下内容：a）夹具设计任务单；b）工件图样及技术条件；c）工件的装配工艺规程；d）夹具设计的技术条件；e）夹具的标准化和规格化资料，包括国家标准、工厂标准和规格化结构图册等。
2）设计的步骤a）确定夹具结构方案b）绘制夹具工作总图阶段c）绘制装配焊接夹具零件图阶段d）编写装配焊接夹具设计说明书e）必要时，还需要编写装配焊接夹具使用说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。
(3)工装夹具制造的精度要求夹具的制造公差，根据夹具元件的功用及装配要求不同可将夹具元件分为四类：1）第一类是直接与工件接触，并严格确定工件的位置和形状的，主要包括接头定位件、V形块、定位销等定位元件。
2）第二类是各种导向件，此类元件虽不与定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置。
3）第三类属于夹具内部结构零件相互配合的夹具元件，如夹紧装置各组成零件之间的配合尺寸公差。
4）第四类是不影响工件位置，也不与其它元件相配合，如夹具的主体骨架等。
（4）夹具结构工艺性1）对夹具良好工艺性的基本要求a）整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。
b）各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。
c）便于夹具的维护和修理。
2）合理选择装配基准a）装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只对此表面或线进行调整和修配。
b）装配基准一经加工完毕，其位置和尺寸就不应再变动。
因此，那些在装配过程中自身的位置和尺寸尚须调整或修配的表面或线不能作为装配基准。
3）结构的可调性经常采用的是依靠螺栓紧固、销钉定位的方式，调整和装配夹具时，可对某一元件尺寸较方便地修磨。
还可采用在元件与部件之间设置调整垫圈、调整垫片或调整套等来控制装配尺寸，补偿其它元件的误差，提高夹具精度。
4）维修工艺性进行夹具设计时，应考虑到维修方便的问题。
（如图9-29所示）5）制造工装夹具的材料焊接名词解释（七）：焊接工艺装备和辅助器具术语1．焊接夹具：为保证焊件尺寸，提高装配精度和效率，防止焊接变形所采用的夹具。
2．焊接工作台：为焊接小型焊件而设置的工作台。
3．焊接操作机：将焊接机头或焊枪送到并保持在待焊位置，或以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊机的装置。
4．焊接变位机：将焊件回转或倾斜，使接头处于水平或船形位置的装置。
5．焊接滚轮架：借助焊件与主动滚轮间的摩擦力来带动圆筒形（或圆锥形）焊件旋转的装置。
6．电磁平台：装配和焊接用的带电磁吸力的平台。
7．焊工升降台：焊接高大焊件时，带动焊工升降的装置。
8．定位板：为保持焊件间的相对位置，防止变形和便于装配而临时焊上的金属板。
9．引弧板：为在焊接接头始端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板。
焊接在这块板上开始，焊后割掉。
10．引出板：为在接头未端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板，焊接在这块板上结束，焊后割掉。
11．焊接衬垫：为保证接头根部焊透和焊缝背面成形，沿接头背面预置的一种衬托装置。
12．焊剂垫：利用一定厚度的焊剂层做接头背面衬托装置的焊接衬垫。
