第4章-装配焊接工艺

1、第4章装配-焊接工艺焊 接 生 产4.1 焊接结构的装配工艺焊接结构的装配工艺4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺4.1.1 装配的基本条件及工件的定位装配的基本条件及工件的定位一、装配的基本条件u 装配是设计图样的尺寸精度和技术要求，使用夹具等辅助装置，将装配是设计图样的尺寸精度和技术要求，使用夹具等辅助装置，将零件、部件按照一定的位置、尺寸关系连接或固定起来的工序。零件、部件按照一定的位置、尺寸关系连接或固定起来的工序。u 将零件组装成部件称为部件装配；将零件和部件或部件和部件组装将零件组装成部件称为部件装配；将零件和部件或部件和部件组装成最终的产品结构称为总装配。成最终的产品结构

2、称为总装配。u 装配在焊接结构生产制造中占有很大的比例，约占整个焊接结构制装配在焊接结构生产制造中占有很大的比例，约占整个焊接结构制造总工时的造总工时的3040%。u 在焊接结构生产流程中，装配与焊接是处于备料生产之后的核心生在焊接结构生产流程中，装配与焊接是处于备料生产之后的核心生产工序，装配、焊接质量直接决定了焊接结构件的产品质量。产工序，装配、焊接质量直接决定了焊接结构件的产品质量。u 装配、焊接工艺水平反映了企业制造技术实力和工程技术人员的业装配、焊接工艺水平反映了企业制造技术实力和工程技术人员的业务素质。务素质。进行焊接结构的装配，必须具备定位、夹紧和测量三个基本条件。定位是关键；夹

3、紧是为了保证定位的可靠与准确；测量是为了保证装配质量。三个基本条件是相辅相成的。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺1. 定位定位定位就是将待装配的零件按图样的要求保持正确的相对位置的方法。 平台上装配工字梁。两翼板的相对位置是由腹板和挡板来定位的；腹板的高低位置由垫块来定位的；平台工作面是定位基准面。2. 夹紧夹紧 夹紧就是借助于外力使零件准确到位，并将定位后的零件固定。 翼板和腹板相对位置确定后，是通过调节螺杆实现夹紧的。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺3. 测量测量 测量是指在装配过程中对零件间的相对位置和各部尺寸进行一系列的技术测量，以衡量定位的准确性和夹紧的效果，

4、以指导装配工作。 工字梁装配中，在定位并夹紧后，需测量两翼板的平行度、腹板与翼板的垂直度、工字梁高度等尺寸。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺二、工件的定位1.工件的定位原理工件的定位原理（1）六点定位原理）六点定位原理 空间的刚体未被定位时空间的刚体未被定位时具有六个自由度，因此要使具有六个自由度，因此要使零件在空间具有确定的位置零件在空间具有确定的位置就必须约束其六个自由度。就必须约束其六个自由度。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺要限制零件在空间的六个自由度，至少要在空间设置六个定位点与零件接触。要限制零件在空间的六个自由度，至少要在空间设置六个定位点与零件接触。 在

5、在xOy平面上三个定位点，限制了平面上三个定位点，限制了零件的三个自由度，使零件不能绕零件的三个自由度，使零件不能绕Ox、Oy轴转动和沿轴转动和沿Oz轴移动；轴移动； 在在yOz平面上两个定位平面上两个定位点，限制了零件的两点，限制了零件的两个自由度，使零件不个自由度，使零件不能沿能沿Ox轴移动和绕轴移动和绕Oz轴转动；轴转动； 在在xOz平面上一个定位平面上一个定位点，限制了零件的一点，限制了零件的一个自由度，限制了零个自由度，限制了零件不能沿件不能沿Oy轴移动。轴移动。六点定位原则六点定位原则4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺n 六点定为原则适合于任何零件的定位，只是对不同形状的

6、零件定位时，六个六点定为原则适合于任何零件的定位，只是对不同形状的零件定位时，六个定位点的形式及其在空间的分布有所不同。定位点的形式及其在空间的分布有所不同。n 六点定位原则也适用于装焊工装夹具的设计，但应加以灵活应用。对结构元六点定位原则也适用于装焊工装夹具的设计，但应加以灵活应用。对结构元件大多是钢板成形件和型材，在未组装之前，刚度小，容易产生变形，一般件大多是钢板成形件和型材，在未组装之前，刚度小，容易产生变形，一般应采用装配平台面作为焊件的安装基准面，起定位器的作用。应采用装配平台面作为焊件的安装基准面，起定位器的作用。n 对于待装配的每个结构元件，不必都以六个支撑点来定位，而可利用先

7、装好对于待装配的每个结构元件，不必都以六个支撑点来定位，而可利用先装好的零件作为后装配零件的定位支撑点，以减少定位器数量，简化夹具结构。的零件作为后装配零件的定位支撑点，以减少定位器数量，简化夹具结构。n 实际装配中，可由定位销、定位块、挡板等定位元件作为定位点；也可利用实际装配中，可由定位销、定位块、挡板等定位元件作为定位点；也可利用装配台或工件表面上的平面。边棱及胎架模板形成的曲面代替定位点；有事装配台或工件表面上的平面。边棱及胎架模板形成的曲面代替定位点；有事还由在装配平台或工件表面划出的定位线起定位点的作用。还由在装配平台或工件表面划出的定位线起定位点的作用。4.装配-焊接工艺4.1

8、焊接结构的装配工艺1）基准的分类）基准的分类（2）定位基准及其选择）定位基准及其选择 设计基准设计基准 设计基准是设计图样上所采用的基准，是决定零件在整个结构或部件中相对位置的点、线、面的总称。 设计基准反映了焊接结构件及部件中各零件位置的相互关系，在设计图样中常表现为尺寸基准线。 工艺基准工艺基准 工艺基准是焊接结构生产制作过程中采用的基准，是生产制作中用来描述定位零件位置的点、线、面的总称。 工艺基准根据工序的不同作用又分为工序基准、定位基准、装配基准和测量基准。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺 是指零件在夹具中定位时，所依据的点、线、面。定位基准与夹具使用功能、零件坯料形状有

9、关。 b. 定位基准定位基准c. 装配基准装配基准d. 测量基准测量基准 是指在装配过程中用以检测零件位置或尺寸所依据的点、线、面。实际生产中，一般采用便于测量的线、面作为测量基准。 是指各个零、部件在组装过程中决定相对位置的点、线、面。焊接结构件的装配标准一般采用具有切削加工要求的外轮廓线或中性面，而在钢板拼接时，装配基准常采用焊接坡口根部端面轮廓线。a. 工序基准工序基准 是指某种加工工序的使用图样中用来确定本工序所加工表面，在加工完成后的尺寸、形状和位置的基准。常见工序的使用图样有铸造、锻造、焊接工艺图等毛坯图样，粗加工图、精加工图等切削加工用图样。这些图样来源于产品设计图样，但增加了工

10、序作业内容及要求，工序基准往往不同于设计基准。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺2）定位基准的选择）定位基准的选择 合理地选择装配定位基准，对保证装配质量，安排零件、部件装配顺序和提高装配效率都有重要的影响。 通常根据如下原则选择定位基准： 尽可能选用设计基准作为尽可能选用设计基准作为定位基准定位基准 避免因定位基准与设计基准不重合避免因定位基准与设计基准不重合而引起较大的定位误差。而引起较大的定位误差。 应选择精度较高、又不易变形的应选择精度较高、又不易变形的零件表面或边棱作为定位基准零件表面或边棱作为定位基准 避免由于基准面、线的变形造成的避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。

11、定位误差。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺 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采用同一定位基准 所选择的定位基准应便于所选择的定位基准应便于装配中的零件定位与测量装配中的零件定位与测量 保证构件安装时与保证构件安装时与其它构件的正确连接或其它构件的正确连接或配合。配合。 两支管应以同一定两支管应以同一定位基准进行装配定位。位基准进行装配定位。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺 在实际装配中，定位基准的选择要完全符合上述所以原则，有时是不可能的。因此，应根据具体情况进行分析，选出有利的

12、定位基准。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺2. 定位器定位器 定位器是将待装配零件在装焊夹具中固定在正确位置的器具，也称定位元件。结构较复杂的定位器称为定位机构。 常用的定位器如图。其中，挡铁和支撑钉用于零件的平面定位；定位销用于零件的基准孔定位；V形铁用于圆柱体和圆锥体的定位；定位槽用于矩形截面零件的定位；定位样板则用于不规则曲面零件和组件的定位。（1）定位器种类）定位器种类4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺带有旋转、位移等调整器的定位机构：铁磁性零件的定位，可以永磁定位挡块：4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺（2）

13、定位器的要求）定位器的要求u 定位器是保证待装配零件之间保持正确的相对位置的重要原件，因定位器是保证待装配零件之间保持正确的相对位置的重要原件，因此定位器应按高精度加工，保证在夹具体上的安装精度。此定位器应按高精度加工，保证在夹具体上的安装精度。u 装焊夹具在使用前，应按规定的程序校验定位器与基准面之间的形装焊夹具在使用前，应按规定的程序校验定位器与基准面之间的形位公差，是否符合夹具设计图样的要求。位公差，是否符合夹具设计图样的要求。u 定位器工作面易磨损，应采用硬度较高的钢材制作。定位器工作面易磨损，应采用硬度较高的钢材制作。u 在导向基面和定程基面上的定位器，要承受因焊接变形引起的应力，在

14、导向基面和定程基面上的定位器，要承受因焊接变形引起的应力，定位器应具有足够的强度和刚度。定位器应具有足够的强度和刚度。u 在多品种小批量生产中，为使装焊夹具具有一定的柔性，可将定位在多品种小批量生产中，为使装焊夹具具有一定的柔性，可将定位器做成可拆卸或可调节的，以适应不同规格工件的装配或焊接。器做成可拆卸或可调节的，以适应不同规格工件的装配或焊接。u 对于批量生产中使用的装焊夹具，与焊件接触的定位元件应设计成对于批量生产中使用的装焊夹具，与焊件接触的定位元件应设计成可方便更换或可精确调整的结构，以保持夹具的定位精度。可方便更换或可精确调整的结构，以保持夹具的定位精度。4.装配-焊接工艺4.1

15、焊接结构的装配工艺3. 零件的定位方法零件的定位方法 根据零件的具体情况，选取零件的定位方法。根据定位方法的不同可分为以下几种：（1）划线定位）划线定位 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，通常用于简单的单件小批量装配或总装时的部分较小零件的装配。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺（2）样板定位）样板定位 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，以样板来确定立板的倾斜度，使其得到准确定位。（3）定位元件定位）定位元件定位 是用一些特定的定位元件（如板块、角钢、轴销等）构成空间定位点，来确

16、定零件的位置，并用装配夹具夹紧装配。不需划线，装配效率高，质量好，适用于批量生产。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺双臂角钢杆焊接结构，又三个轴套和两个臂杆组成。 装配式，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后夹紧，定位焊完成装配。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺（4）胎卡具（又称胎架）定位）胎卡具（又称胎架）定位 在金属结构中，当一种工件数量较多，内部结构又不很复杂时，可将工件装配所用的各定位元件、夹具和装配胎架三者组合为一个整体，构成装配胎卡具。 首先将角形板置于胎架上，用定首先将角

17、形板置于胎架上，用定位铁定位并用螺栓卡紧器固定；位铁定位并用螺栓卡紧器固定； 然后，装配槽形板和立平板，分然后，装配槽形板和立平板，分别用定位铁和螺栓卡紧器卡紧；别用定位铁和螺栓卡紧器卡紧； 再将各板连接处定位焊。再将各板连接处定位焊。 胎卡具还可以通过回转轴回胎卡具还可以通过回转轴回转，把工件翻转到使焊缝处于最转，把工件翻转到使焊缝处于最有利的施焊位置焊接。有利的施焊位置焊接。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺4. 定位焊定位焊 定位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。也叫点固焊。（1）强度和刚度要求）强度和刚度要求（2）定位焊时注意事项

18、）定位焊时注意事项 从装配到焊接的运送过程中不能开焊或超过规定的变形，并且对减小焊接变形是有利的。1）定位焊的起头与结尾处应圆滑，否则在焊缝接头时容易在该）定位焊的起头与结尾处应圆滑，否则在焊缝接头时容易在该处造成未焊透。处造成未焊透。2）定位焊应与该构件的焊接工艺相同（如预热、焊材等）。）定位焊应与该构件的焊接工艺相同（如预热、焊材等）。3）定位焊所用的焊材型号应和焊接时的相同，保证焊接质量。）定位焊所用的焊材型号应和焊接时的相同，保证焊接质量。4）定位焊为间断焊，工件温度较正式焊接时为低，因热量不足）定位焊为间断焊，工件温度较正式焊接时为低，因热量不足而容易产生未焊透，因此定位焊的焊接电流

19、应较正式焊接时而容易产生未焊透，因此定位焊的焊接电流应较正式焊接时高高1015%。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺（3）定位焊焊缝尺寸）定位焊焊缝尺寸5）在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处，不要进行定位焊。）在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处，不要进行定位焊。6）尽量避免强力装配；局部强行组对的结构，其定位焊缝长度）尽量避免强力装配；局部强行组对的结构，其定位焊缝长度可视情况适当增长。可视情况适当增长。7）定位焊焊道截面尺寸不宜过大，尽量布置在基本焊缝位置，）定位焊焊道截面尺寸不宜过大，尽量布置在基本焊缝位置，并严格控制焊接质量，以便焊缝施焊后能将其全部重熔，并并严格控制焊接质量，以便

20、焊缝施焊后能将其全部重熔，并保证焊接质量。保证焊接质量。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺4.1.2 焊接结构的装配焊接结构的装配一、装配方式分类1. 按照零件定位方式分类按照零件定位方式分类焊接结构件装配按照零件定位方式分为划线定位装配和夹具定位装配。（1）划线定位装配）划线定位装配 划线定位装配是根据设计图样或装配工艺，在平台或基础零件上，先划出装配位置线，再按划好的装配位置线进行零件摆放，并进行定位焊固定。 划线定位装配对装配平台条件、装配基准选择、零件尺寸复验、实物划线技巧、零件移动和固定方法、尺寸测量工具等方面有一定的要求。 适用于大型挖掘机、起重机等小批量单件生产或大型结

21、构的生产方法；操作繁重，装配操作技术水平要求高。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺2. 按照零件装配工位分类按照零件装配工位分类焊接结构装配按照零件装配工位分为工件固定式装配、工件移动式装配。（2）夹具定位装配）夹具定位装配 夹具定位装配是根据设计图样或装配工艺，在平台或基础零件上，采用样板、定位孔、定位器、装配胎具等各种定位装置进行零件的装配、固定。 夹具定位装配对零件尺寸精度、定位装置尺寸精度、定位装置生产效率、定位装置制造成本等方面有一定的要求。 适用于焊管、机床床身、煤矿支架等成批、大量生产的、有互换性要求的焊接结构，具有生产效率高、产品质量好、互换性强等特点。（1）工件固定

22、式装配）工件固定式装配 工件固定式装配是指装配作业在固定的工作区域位置进行，通常某一部件的所有零件成套后，一起转运到同一装配工位，该部件中所有零件生产流程的装配工序处于同一时间段。该装配工位的操作工根据装配工艺和设计图样，逐一将零件按照装配顺序，进行组装操作，在同一工位完成部件的装配。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺3. 按照装配与焊接的顺序组合形式分类按照装配与焊接的顺序组合形式分类 装配与焊接的顺序组合形式分为整装-整焊、随装-随焊、分部件装配焊接-总装焊等类型。 用于重型机械设备、厚壁压力容器、海洋船舶等大型焊接结构件的生产，也用于单件、小批量焊接结构的生产。（2）工件移动式

23、装配）工件移动式装配 工件移动式装配是指装配作业随同于焊接结构件工作位置移动进行，不同的装配工位按照工艺流程的生产时间顺序要求，当某一部件移动到自己所属装配工位时，才进行一个或几个零件的装配作业，不同装配工位对于同一部件中零件装配工序处于不同的时间段。 用于汽车、自行车等批量生产的流水线作业或专用设备加工生产。（1）整装）整装-整焊形式整焊形式 是指在焊接结构生产流程中，仅经过一次装配工序、焊接工序的施工，就可以完成焊接结构件的所有零件的装配、焊接，完成焊接结构件整体装配、整体焊接的生产过程。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺 用于减速机箱体、热处理炉门等结构简单、焊接可达性好的小型

24、焊接结构件批量生产，具有焊接变形小、尺寸精度高等特点。（2）随装）随装-随焊形式随焊形式 是指在焊接结构生产流程中，进行多次装配工序、焊接工序的施工，装配工序、焊接工序交替进行，才能逐步完成焊接结构的整个生产过程。 用于单件小批量的大型复杂结构的生产，常见于焊接结构主体结构上附属许多零件或封闭焊接结构内侧焊缝要求焊接等场所，不宜一次装配完成的焊接结构形式，如有多个插管接口的压力容器、截面积较小的箱型结构。（3）分部件装配焊接）分部件装配焊接-总装焊接形式总装焊接形式 是指根据焊接结构特点及生产条件，将零件装配成部件并进行部件焊接，然后进行部件之间的装配、焊接完成产品制造。一般实行流水线作业，若

25、干个部件可以同步生产，有利于使用先进工艺装备，控制焊接应力与变形，提高劳动生产率，缩短生产周期。 用于重型机械设备、海洋船舶、铁路车辆、电力设备、汽车车身等大型复杂结构的生产。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺二、装配的质量要求1. 保证产品尺寸精度要求保证产品尺寸精度要求 焊接结构中零件的定位应准确、可靠，焊接结构件整体尺寸和公差应符合设计图样和后续加工要求，装配时应充分考虑焊缝收缩量和焊接变形类型。2. 保证焊接坡口的相关要求保证焊接坡口的相关要求 接头的装配间隙和坡口尺寸应符合焊接工艺规程的规定，同时应保证在整个焊接过程中，接头的装配间隙保持在容许的误差范围之内。3. 控制焊接

26、错边量的相关要求控制焊接错边量的相关要求 接头装配定位后，错边量应符合相应制造技术规程或产品制造技术条件的规定。通常筒体纵缝错边量不应超过壁厚的10%，且不超过3mm；筒体环缝错边量不应超过壁厚的15%，且不超过5mm。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺4. 定位焊焊缝的质量要求定位焊焊缝的质量要求 定位焊焊缝不允许产生裂纹、未熔合、密集型气孔等焊接缺陷，并满足焊接结构的刚性和连接强度要求。 碳钢焊件的定位焊焊缝，原则上不容许在焊缝坡口内，应采用定位板点固在坡口的两侧。如因结构形状所限，定位焊必须点固在焊缝坡口内时，则应按产品主焊缝的焊接工艺规程施焊，以保证定位焊焊缝的质量。 对于不

27、锈钢、镍合金、铝合金及钛合金等焊件，装配定位必须采用机械夹紧定位方法，严禁在焊件的任何部位加设点固定位焊焊缝。 对低合金高强钢等具有淬硬倾向钢材的焊件，原则上也采用机械夹紧定位方法，如施工现场不具备条件，而必须采用定位板进行定位焊定位时，则严格按照焊接工艺规程施焊。采用低氢型焊条或CO2气体保护焊，焊前按规定进行局部预热，防止定位焊部位裂纹的产生。待焊缝焊到一定厚度时，将定位板拆除，定位焊焊缝清除，并将定位焊焊缝表面修磨平整，作磁粉探伤检查表面裂纹。5. 特殊结构件的质量要求特殊结构件的质量要求（1）薄壁或结构形状复杂、尺寸精度高焊件的装配）薄壁或结构形状复杂、尺寸精度高焊件的装配4.装配-焊

28、接工艺4.1 焊接结构的装配工艺 必须采用相应的装焊夹具或装焊机械。焊件装配定位符合要求后，立即进行焊接。夹具的结构设计应考虑焊件的刚度和可能产生的回弹量，保证焊件焊后的尺寸符合产品图样的规定。（2）已经机械加工而焊后无法再加工的精密部件的装配）已经机械加工而焊后无法再加工的精密部件的装配（3）刚度较小且焊接变形量较大焊件的装配）刚度较小且焊接变形量较大焊件的装配（4）大型结构的预装检查）大型结构的预装检查 应采用精密的装焊夹具或装焊机械。定位合应对其关键尺寸按图样要求和工艺卡规定的程序进行测量。符合规定要求后，再按焊接工艺规程进行焊接，确保焊接过程中的变形量和焊后的残余变形量不超过容许的极限

29、。 装配定位时，应将焊件作适当的反变形，以抵消焊接过程中过量的变形。对于某些拘束度较大的焊件，焊件的夹紧方式和点固定位时应允许某些零件有自由收缩的余地，防止焊接过程中由于焊接应力过大而产生裂纹。 大型焊件因运输、制造条件等因素限制，采用分段制造、现场总装的生产方式，且总装精度要求较高时，应在制造过程结束后，组织预装检查，制备总装装配定位装置，保证大型焊接结构件总装的尺寸精度和安装进度，尽量避免现场返修作业。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺三、焊接结构装配的特点、方法及顺序1. 焊接结构装配特点焊接结构装配特点（1）产品的零件由于精度低、互换性差，所以装配时需选配或）产品的零件由于精

30、度低、互换性差，所以装配时需选配或调整。调整。（2）产品的连接大多采用焊接等不可拆的连接方式，所以返修）产品的连接大多采用焊接等不可拆的连接方式，所以返修困难，易导致零部件报废，因此对装配程序有严格的要求。困难，易导致零部件报废，因此对装配程序有严格的要求。（3）装配过程中常伴有大量的焊接工作，故应掌握焊接的应力）装配过程中常伴有大量的焊接工作，故应掌握焊接的应力和变形的规律，在装配时应采取适当的措施，以防止或减和变形的规律，在装配时应采取适当的措施，以防止或减少焊后变形和矫正工作。少焊后变形和矫正工作。（4）产品一般体积较大，刚性较差，易变形，装配时应考虑加）产品一般体积较大，刚性较差，易变

31、形，装配时应考虑加固措施。固措施。（5）特大的产品需分组出厂或现场总装，为保证总装进度与质量，）特大的产品需分组出厂或现场总装，为保证总装进度与质量，应先在厂内试装，必要时将不可拆拆卸的接头改为临时的可应先在厂内试装，必要时将不可拆拆卸的接头改为临时的可拆卸的连接。拆卸的连接。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺2. 装配工艺方法装配工艺方法 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。在长期的装配实践中，根据不同产品、不同生产类型，有不同的装配工艺方法。（1）互换法）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。 特点：零件完全可以

32、互换，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。（2）选配法）选配法 选配法是将零件按一定的加工精度进行制造（即零件的公差带放宽）。 特点：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。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。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺3. 装配顺序的选择装配顺序的选择（3）修配法）修配法 修配法是指零件上预留修配余量。 特点：装配过程中修去零件上多余的部分材料，使装配精度满足技术要求。零件的制作精度可放的较宽，但增加了手工装配的工作量，而且装配

33、质量取决于工人的技术水平。 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。对一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。对一般单件、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；对成批生产少，工艺的灵活性大，大多使用通用工艺装备，常为固定式装配；对成批生产或一般焊接结构，主要采用互换法，也灵活采用选配法和修配法，工艺划分应或一般焊接结构，主要采用互换法，也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

34、艺装备，可组织流水作业生产。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。 装配顺序是装配工艺中重要内容，当装配基准确定后，合理的安排零部件的装配顺序是保证装配工作顺利进行的主要问题，零部件的装配顺序与焊接结构部件的划分、零部件在焊接结构中位置、零部件尺寸及重量、零部件的切削加工要求等因素有关。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺 焊接结构件的装配工艺与焊接工艺具有紧密联系，装配顺序的重要性与装配、焊接的顺序组合组合形式有关。当采用随装-随焊形式时，装配顺序控制着焊接顺序，对焊接结构件尺寸保证和变形控制有重要影响；当采用分部件装配焊接-总装焊接形式时，装配顺序也对焊接

35、结构件尺寸的保证和变形控制具有一定的影响。（1）焊接结构件部件的划分）焊接结构件部件的划分 焊接结构件部件的划分与分部件装配焊接-总装焊接形式的装配顺序有很大的关系。部件的合理划分可以提高生产效率、改善工人劳动强度、缩短产品生产周期。部件的划分应遵循以下原则：1）尽量保持部件的完整性）尽量保持部件的完整性 应尽量使部件具有完整的结构形式，使部件在某些方向上保持开放，这样有利于部件的装配、焊接作业。而在某些方向上实现封闭，可以增加部件刚性，对控制部件变形，保证尺寸精度创造条件。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺2）尽量保持部件的尺寸稳定性）尽量保持部件的尺寸稳定性3）尽量使各部件生产要

36、素适应现场生产条件）尽量使各部件生产要素适应现场生产条件4）尽量使各部件生产周期保持同步）尽量使各部件生产周期保持同步 应尽量使部件保持必要的刚性，结构形式具有三维立体特征，使部件具有一定的尺寸稳定性和对称性，避免在吊装。运输过程中，产生弯曲、扭曲等变形。尽量避免拆分刚性较差的细长型部件、平面型部件。 应使拆分后的部件重量、体积、平面尺寸具备现场生产条件，符合起吊重量、翻转空间、平台面积、设备能力的作业要求，当使用焊接辅助机械、热处理炉等装备使，应考虑设备承重极限、容纳空间极限的生产条件。 应根据总装时间安排、考虑各部件的生产周期保持同步，实现均衡生产，避免出现严重的装配、焊接工作量差异，造成

37、各个工位生产任务不均衡，影响总装进度。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺（2）装配顺序的制订原则）装配顺序的制订原则1）装配顺序的方向性原则）装配顺序的方向性原则2）装配顺序应考虑零件的重量和尺寸条件）装配顺序应考虑零件的重量和尺寸条件3）装配顺序应考虑零件的形状）装配顺序应考虑零件的形状 焊接结构件装配时，零件定位的方向应保持自下而上、由内向外的空间方向趋势，这种装配顺序易于保证结构的稳定、便于施工操作、保持结构的对称性、减少结构的扭曲变形。 焊接结构件装配时，应根据零件的重量和尺寸条件，优先装配重量大、尺寸大的零件，再装配重量小、尺寸小的零件，保持“先大后小”的顺序，有利于减少装

38、配过程中的变形和零件修配工作量，保证结构的稳定性。 焊接结构件装配时，应根据零件的形状，优先装配形状简单的零件，零件定位时，优先采用直线定位、直角定位，其次再考虑曲线、曲面定位。这样不仅便于测量，还可以提高生产效率、保证部件尺寸精度。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺5）装配顺序应考虑焊接可达性）装配顺序应考虑焊接可达性4）装配顺序应参考零件的切削加工要求）装配顺序应参考零件的切削加工要求 焊接结构件装配时，应根据零件的切削加工要求，优先定位具有切割加工要求的零件，留有必要的加工余量，再定位其它具有几何尺寸要求的零件，保证外观形状整齐，最后定位没有公差要求的零件。 焊接结构件装配时，

39、针对封闭空间或尺寸狭窄空间应考虑焊接可达性，合理布置人孔位置，或采用随装-随焊形式，保证封闭空间或狭窄空间内侧焊缝的焊接可达性，实现零件之间的有效连接。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺四、装配作业的主要内容1. 装配前的准备工作装配前的准备工作装备作业的主要内容包括装配前的准备工作、装配操作过程、装配质量检查等。（1）熟悉技术文件）熟悉技术文件（2）复查零件情况）复查零件情况 根据焊接结构件设计图样、工艺文件掌握其中部件、零件名称、材质、形状、尺寸、重量等参数，了解部件、零件之间的相互位置关系、连接方法及技术要求，了解装配工时及生产进度要求，分析装配基准和装配顺序是否合理，工位生产

40、条件能否满足装配质量要求和生产能力状况。 根据焊接结构件设计图样、零件明细表、零件清单核查零件数量及成套性、互换性，核查零件名称、材质、形状、尺寸是否符合设计图样、工艺文件要求，核查零件标记移植是否正确。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺2. 装配操作过程装配操作过程（4）准备装配器材）准备装配器材（1）零件的定位过程）零件的定位过程（3）清理作业环境）清理作业环境 根据装配生产要求，选择、修整装配平台，焊接平台的不平度应达到1mm/1000mm、整体2mm的要求。作业场地的物品摆放整齐、保持清洁，并保证具有足够的作业空间，检查起重机械、焊接设备、手工割炬等设备状况，检查电力、气体的

41、供应情况。 准备装配时使用的样板、定位孔、定位器、装配胎具；准备装配时常用的大锤、卡盘、千斤顶等工具；准备测量使用的卷尺、直尺、直角尺、线锤、水平经纬仪等量具；准备必要的自制工具、临时拉撑等工艺用料。 根据装配工艺确定的装配基准，在平台或基础零件上进行划线定位操作，或采用样板、定位孔、定位器、装配胎具等各种定位装置进行零件的定位操作。采用临时焊缝或临时拉撑稳定零件位置，应注意防止零件的移动或倾覆，复核尺寸公差情况，并进行必要的修整，直到满足图样尺寸要求，再根据装配工艺进行定位焊，实现最终固定，完成零件的装配形成部件。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺（2）焊接结构件的总装过程）焊接结

42、构件的总装过程（3）切削加工余量的处理）切削加工余量的处理 根据装配工艺确定的装配基准，平台或主体部件为基础，进行部件与部件、部件与零件的吊装、定位，此时多采用换线定位方式，复核焊接结构件尺寸公差情况，进行定位焊或临时工艺拉撑焊接，实现最终固定，完成焊接件的装配。 装配顺序应结合部件划分原则，保证结构刚性和强度，控制焊缝收缩量和焊接变形量，保证焊接结构件切削加工余量。 通常机械产品的设计方案，采用焊接结构件作为部件主体结构，但在设备与设备、部件与部件之间的相互连接部位，一般都要求进行切削加工，因为切削加工的精度一般都高于焊接加工精度，所以实际生产中许多机械产品的生产流程都采用焊接、消除应力、切

43、削加工的生产路线，这就要求焊接结构件应在某些部位留有足够的切削加工余量切削加工余量过大，不仅浪费材料，而且增加切削加工工时，切削加工余量太小，不宜保证加工精度要求。因此，在制订装配工艺和装配操作时，应根据焊接结构尺寸、刚性、变形趋势、切削加工方法等因素综合确定焊接结构件的工艺余量。（4）定位焊操作）定位焊操作4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺3. 装配的质量检验与公差装配的质量检验与公差（1）装配的质量检验）装配的质量检验 定位焊的作用是保证焊接部件，从装配工位到焊接工位的运输中，焊接部件不产生零件的散落、超出规定的变形，同时定位焊焊缝增加了结构刚性，有利于减少焊接变形。定位焊焊缝如

44、果作为正式焊缝的一部分留在焊接结构中，应与正式焊缝采用相同的焊接工艺，定位焊焊缝如果作为临时焊缝，在正式焊缝焊接前应清除干净，而且不能影响正式的焊缝焊接操作和焊接接头使用性能。 装配工作的质量将直接影响着产品的质量，所以产品总装后应进行质量检验，以鉴定是否符合规定的技术要求。 装配的质量检验，包括装配过程中的检验和完工产品检验，主要内容如下：1）按图样检查产品各零、部件间的装配位置和主要尺寸是否正）按图样检查产品各零、部件间的装配位置和主要尺寸是否正确，并达到规定的精度要求。确，并达到规定的精度要求。2）检查产品的各连接部位的连接形式是否正确，并根据技术条）检查产品的各连接部位的连接形式是否正

45、确，并根据技术条件、规范和图样来检查焊缝间隙的公差、边棱坡口的公差和件、规范和图样来检查焊缝间隙的公差、边棱坡口的公差和接口处平板的公差。接口处平板的公差。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺（2）装配间隙与偏差）装配间隙与偏差3）检查产品结构上为连接、加固各零、部件所作的定位焊的布）检查产品结构上为连接、加固各零、部件所作的定位焊的布置是否正确，以避免焊接后额外产生内应力。置是否正确，以避免焊接后额外产生内应力。4）检查产品连接部位焊缝处的金属表面，不允许焊缝处的金属）检查产品连接部位焊缝处的金属表面，不允许焊缝处的金属表面上有污垢、铁锈和潮湿，以防止造成焊接缺陷。表面上有污垢、铁锈

46、和潮湿，以防止造成焊接缺陷。5）检查产品的表面质量，以便找出钢材上的裂缝、起层、砂眼、）检查产品的表面质量，以便找出钢材上的裂缝、起层、砂眼、凹陷以及焊接疤痕等缺陷，并根据技术要求处理。凹陷以及焊接疤痕等缺陷，并根据技术要求处理。u 装配间隙在坡口接头上称根部间隙，是焊前在接头根部之间预留的间隙，必须通过装配来保证。u 根部间隙对焊缝成形、填充材料消耗和焊接变形产生影响。u 在其它条件不变的情况下，根部间隙过小，则焊缝根部不易焊透；根部间隙过大，则易烧穿，且填充材料消耗大，焊接变形也增加。u 当坡口的钝边减小或没有钝边时，以及采用穿透力强的焊接方法时，根部间隙可减小至零；单面焊背面带永久性衬板

47、的接头，装配间隙可放宽，以焊透为度。4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺 国标对各种焊接方法的各种焊缝坡口的根部间隙作了规定。一定板厚的根国标对各种焊接方法的各种焊缝坡口的根部间隙作了规定。一定板厚的根部间隙可查表：部间隙可查表：4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺 装配时的位置偏差，可查表：装配时的位置偏差，可查表：4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺4.装配-焊接工艺4.1 焊接结构的装配工艺4.装配-焊接工艺4.2 焊接结构生产工艺分析及方案论证4.2.1 焊接结构生产工艺分析

48、焊接结构生产工艺分析4.2 焊接结构生产工艺分析及方案论证焊接结构生产工艺分析及方案论证 焊接结构生产工艺分析是编制焊接工艺过程、制定工艺文件、设计工艺装备和组织焊接生产的前提和基础。未经全面详细的分析和方案论证，所制定的生产工艺是很难保证其技术经济合理性。 工艺分析是指在整个焊接结构件正式投产前对其结构构造、材料和技术要求进行分析研究，提出问题及其解决方法；特别是对结构的关键部件要找出技术难点，明确关键工艺并采取保证质量的措施。工艺分析过程也就是调查研究、提出问题和解决问题的过程。 工艺分析是在审查图样和技术要求阶段，生产技术、组织管理和质量检测人员应密切合作，精心分析，了解和掌握生产中可能

49、出现的一切问题，紧紧把握其关键部件、生产难点、关键工艺以及必须采取的关键技术、工艺、设备和工艺装备等，力求做到运筹帷幄之中，决胜产品投产之前。 生产工艺分析的所有结论和决定都将在生产准备工作中付诸实施、验证和试验，并进行适时和必要的调整、修整与补充，建立相应的技术文档和规章制度。4.装配-焊接工艺4.2 焊接结构生产工艺分析及方案论证一、焊接工艺分析原则1. 焊接工艺分析原则焊接工艺分析原则 在保证产品质量，满足设计技术要求的前提下，争取最好的经济和社会效在保证产品质量，满足设计技术要求的前提下，争取最好的经济和社会效益。益。 保证产品质量，除在几何尺寸、各项性能指标都能满足技术要求外，还应保

50、证产品质量，除在几何尺寸、各项性能指标都能满足技术要求外，还应注意产品的内在质量，使其在服役条件下具有长期寿命。注意产品的内在质量，使其在服役条件下具有长期寿命。 保证经济效益，首先是降低产品的制造成本，降低生产过程中的材料和施保证经济效益，首先是降低产品的制造成本，降低生产过程中的材料和施工定额，降低劳动强度，改善生产安全和卫生条件等。工定额，降低劳动强度，改善生产安全和卫生条件等。2. 焊接工艺分析的着手点焊接工艺分析的着手点（1）工艺条件）工艺条件工艺条件是完成任务的技术力量和产品本身所具有的技术潜能。根据产品结构、数量、材料等特征，结合工厂的生产条件考虑拟采取的技术措施，以便能生产出合

51、格的产品。产品本身应具有先进性和实用性；工厂应能够生产并通过生产提高工厂的生产水平和技术力量，在生产活动中进行革新和增强实力。4.装配-焊接工艺4.2 焊接结构生产工艺分析及方案论证（2）经济条件）经济条件（3）劳保条件）劳保条件在满足结构制造技术要求的前提下，估算新产品生产过程所需的基本费用（厂房、建设面积和投资等）和生产费用（原材料、动力消耗等）企业是否能满足。基本原则是力求消耗少、回收快、盈利多，切忌强行上马。采取各种安全技术措施，做到文明生产，保证环境卫生和生态平衡，把人身和设备事故率降低到最低点。在生产管理与组织方面实现科学化和现代化。 进行工艺分析时，若出现产品质量与生产成本相抵触

52、、技进行工艺分析时，若出现产品质量与生产成本相抵触、技术革新与生产管理组织相抵触等时，要调查研究，集思广益，提术革新与生产管理组织相抵触等时，要调查研究，集思广益，提出各种方案进行论证比较，选择各方面兼顾的最佳工艺方案并付出各种方案进行论证比较，选择各方面兼顾的最佳工艺方案并付诸实施。诸实施。4.装配-焊接工艺4.2 焊接结构生产工艺分析及方案论证二、焊接工艺分析方法工艺分析是制订切实可行的工艺过程的前提，工艺分析的过程，就是要在焊接结构的技术要求和它的生产实践之间找出矛盾、解决问题的过程。分析的重点应放在焊接结构的装配和焊接工艺方面，并找出其主要矛盾。在分析时从保证焊接结构技术要求和采用先进

53、的工艺技术措施两方面进行。1. 保证焊接结构技术要求保证焊接结构技术要求u 影响焊接结构外形尺寸的主要因素是焊接残余变形和残余应力。u 焊接变形使焊接结构在制造过程中出现尺寸超差现象，而焊接应力太大时，使得焊接结构在使用中由于局部应力达到或超过屈服极限以及自然时效等因素的影响会产生二次变形而影响结构的准确尺寸。u 焊接结构本身的形状和构造，备料加工过程中加工方法和精度等，也会影响焊接结构的形状尺寸 从保证焊接结构技术要求方面进行分析，既要保证焊接结构有准确的外形保证焊接结构有准确的外形尺寸尺寸，偏差符合要求，又要保证优良的焊接接头质量保证优良的焊接接头质量，能适应结构工作要求。（1）保证焊接结

54、构准确的外形尺寸）保证焊接结构准确的外形尺寸4.装配-焊接工艺4.2 焊接结构生产工艺分析及方案论证1）根据焊接结构的整体构造和焊缝布置情况，判断每条焊缝及）根据焊接结构的整体构造和焊缝布置情况，判断每条焊缝及全部焊缝焊后结构整体或局部变形的方向和大小、变形与技全部焊缝焊后结构整体或局部变形的方向和大小、变形与技术要求的矛盾程度。术要求的矛盾程度。 哪些焊缝是产生结构最后变形的主要原因，并对这些焊缝的技术要求处理提出妥善措施，如备料加工和装配方法及其精度。 因此，为保证焊接结构准确的外形尺寸，应注意处理下列问题：因此，为保证焊接结构准确的外形尺寸，应注意处理下列问题：2）根据焊接结构的整体构造

55、和变形情况，考虑装配及焊接顺序）根据焊接结构的整体构造和变形情况，考虑装配及焊接顺序和将构件划分部件进行装配焊接的可能方案。和将构件划分部件进行装配焊接的可能方案。 将结构整体装焊方案和划分零部件装焊方案进行比较论证，采用最有利控制和减小焊接应力及变形的最佳方案。 3）从减少焊接残余应力和变形的角度出发，采用妥善的装配和）从减少焊接残余应力和变形的角度出发，采用妥善的装配和焊接方法，规定具体的装焊顺序、控制应力变形措施，制订焊接方法，规定具体的装焊顺序、控制应力变形措施，制订具体的焊接参数，施焊顺序和方向以及其它工艺措施。具体的焊接参数，施焊顺序和方向以及其它工艺措施。 4.装配-焊接工艺4.

56、2 焊接结构生产工艺分析及方案论证（2）保证优良的焊接接头质量）保证优良的焊接接头质量4）在保证焊接应力和变形相对最小的前提下，必须考虑劳动卫）在保证焊接应力和变形相对最小的前提下，必须考虑劳动卫生条件、生产率和焊接操作位置及可焊到性，以免影响焊接生条件、生产率和焊接操作位置及可焊到性，以免影响焊接质量和生产成本。质量和生产成本。 在分析焊接接头质量的高低，既要考虑到对焊接质量的确保，也要考虑到焊接结构工作条件所提出的特殊要求。 工作条件不同，构件材料也不同，焊接工艺方法和技术措施也不一样。 即使构件材料全部相同，对工作焊缝（受力）和联系焊缝的处理也不相同。 容器类结构要求有较高的密封性，化工

57、类结构要求有较好的抗腐蚀性，高温工作结构要求焊缝的化学成分和力学性能与母材相近或相同，铸铁结构则要求焊接接头有良好的加工性能等。 在通常情况下，焊接质量好是指焊接缺陷（裂纹、气孔、夹渣、未焊透和在通常情况下，焊接质量好是指焊接缺陷（裂纹、气孔、夹渣、未焊透和咬肉等）少或没有，同时适当的焊缝形状系数（熔宽与熔深之比一般为咬肉等）少或没有，同时适当的焊缝形状系数（熔宽与熔深之比一般为0.82.0）和凸出高度（一般为和凸出高度（一般为2mm左右），接头盒和母材的力学性能要组配合适等。左右），接头盒和母材的力学性能要组配合适等。考虑解决这些问题，从以下三个方面进行分析：考虑解决这些问题，从以下三个方面

58、进行分析：4.装配-焊接工艺4.2 焊接结构生产工艺分析及方案论证1）材料的焊接性）材料的焊接性 金属材料的焊接性一方面取决于金属材料的本身固有的性能，但工艺对其也有着重要的影响。 材料一定时，要保证产品的质量和结构的安全运行，必须联系工艺条件来分析其焊接性问题。 工艺焊接性是金属在一定的工艺条件下形成具有一定使用性能的焊接接头的能力。 熔化焊时，又分为冶金焊接性和热焊接性两部分。冶金焊接性主要指熔化焊过程中，熔池的形成、结晶，最终形成焊缝时所发生的一系列的气相、渣相、液态金属间的复杂的物理化学反应和引起的焊接性变化。热焊接性主要指焊接过程中，热源的加热对近缝区母材的组织、性能所引起的变化。

59、工程中，常根据钢材的碳当量分析焊接性。 通过试验法评价材料的焊接性。常用的方法有：插销试验、Y形坡口对接裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验、横向可变拘束试验等。4.装配-焊接工艺4.2 焊接结构生产工艺分析及方案论证2）焊接工艺方法的特点）焊接工艺方法的特点3）焊接结构及构造形式）焊接结构及构造形式 焊接工艺方法首先是根据结构材料的特点进行选择的。即使结构、材料相同，不同的焊接工艺方法因热源性质不同，对熔池的保护方式不同，也会产生不同的问题。因此在确定焊接工艺时，要根据不同的焊接工艺方法，采取相应的技术处理措施，以保证焊接接头质量。 在结构设计方面，分析结构形式、接头类型、坡口参数、焊缝的布置等。

60、2. 采用先进的工艺技术采用先进的工艺技术 从采用先进工艺方法、组织生产过程的机械化与自动化、改革生产管理制度三个方面进行分析。1）采用先进工艺方法）采用先进工艺方法 焊接工艺方法的先进性是有相对性的。一般，埋弧自动焊和半自动焊比气焊、手工电弧焊方法先进，而CO2焊、氩弧焊、等离子弧韩又更先进一些。4.装配-焊接工艺4.2 焊接结构生产工艺分析及方案论证 对具体焊接结构而言，采用哪种焊接工艺方法比较合适，需从工艺条件、经济条件和劳保条件等原则出发；若仅根据焊接方法的先进性进行选择，在施工中将会使其它加工工种和工序如备料加工、装配、检查等复杂化。4.装配-焊接工艺4.2 焊接结构生产工艺分析及方