铆工基础知识

铆工基础知识铆工的工作内容比较多，但主要的就是看图下料、冷热加工、构件拼装、结构装配等。所谓看图下料就是指放样、展开和下料；冷热加工是指钢材裁割开来，并加工成为一定形状的零件；构件拼装和结构装配是指采用焊接或铆接的工艺方法将零件拼装成部件和构件，并进一步装配成分段和完整的钢结构。所以，从放样开始直到总装、交检的整个过程都是铆工的工作范围。一、钢结构的基本知识1.按钢的用途分类:（钢是含碳量小于2.11%的铁碳合金。）建筑结构、冶金设备结构、化工设备结构、机械设备结构、吊运起重设备结构和交通运输设备结构等。按化学成分分类碳素钢低碳钢（含碳量小于或等于0.25%）中碳钢（含碳量大于0.25%～0.6%）高碳钢（含碳量大于0.6%）合金钢低合金钢（含合金元素总含量小于或等与5%）中合金钢（含合金元素总含量大于5%～10%）高合金钢（含合金元素总含量大于10%）按品质分类普通碳素钢（含磷量小于或等于0.045%，含硫量小于或等于0.055%）优质碳素钢（含磷量不大于0.04%，含硫量不大于0.045%）高级优质碳素钢（含磷量小于或等于0.035%，含硫量小于或等于0.03%）按用途分类结构钢碳素结构钢合金结构钢工具钢碳素工具钢合金工具钢特殊性能钢不锈钢耐热钢耐磨钢按冶炼方法分类按炉别分平炉钢转炉钢酸性炉钢碱性炉钢电炉钢按脱氧程度分沸腾钢镇静钢半镇静钢2.按钢所用材料分类:材料大体上有两大类,一种是板材,一种是型材。按其横断面的形状特征可分为板材（钢板）、管材（钢管）、型材（型钢）、和线材（钢丝）四大类。钢板薄钢板按国标规定，厚度在0.2～4mm，宽度为500～1500mm，长度为1000～4000mm。标记方法为：厚度×宽度×长度。厚钢板厚度大于4mm以上，通常又把4-25mm厚的为中板，25mm以上为厚板。标记方法与薄板相同。型钢按其断面形状，可分为简单断面型钢和复杂断面型钢。简单断面型钢有圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢；复杂断面型钢有槽钢、工字钢、钢轨及其他异型钢材等。型号标识方法：扁钢（厚度×宽度×长度）工字钢和槽钢（型号×10表示其高度）角钢钢管焊接钢管（内径×壁厚）常用无缝钢管（外径×壁厚）3.按连接方法分类:铆接结构(优点:变形小、强度高、便于拆卸更、换抗震等)焊接结构(优点:生产速度快,质量好,施工方便,不受其它外界条件限制等螺栓连接结构(对特殊技术要求的结构部分,便于拆卸等)4.钢结构的生产程序:a.备料：审图、材料核对、材料矫正、放样、排料、号料、切料、预加工（包括坡口和孔加工）b.构件成型加工：弯曲与压延、冷作、热作、除锈、拼装、定位焊接、螺纹连接、铆接、组合连接、焊接、矫正、检验、除锈防腐.(检验包括:几何尺寸检查、气密试验、水压试验、χ射线检验、超声波检验等)d.安装：安装准备工作：安装方案的选择，现场布置，基础复核.吊装:整体吊装、解体吊装、正装、倒装。找正、整体检验、试运转、除锈、涂漆、竣工验收。5.金属材料的机械性能:金属材料在外力的作用下抵抗变形或破坏的能力,钢通常在钢结构上所受到的外力可分:拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等。机械性能的基本指标有强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。6.钢材的工艺性能：铆工在钢结构产品制造过程中，构件的冷热加工和钢材的焊接，是工艺内容的主要部分.如弯曲锻压、切削、展延、冷压及焊接等，能否适应以上加工要求的能力.7.工程图的分类:a.零件图:一组图形(包括视图、剖视图、剖面图……等）,把零件的内外部分结构形状准确、完整而又清晰表达出来.完整的尺寸:要正确、完整、清晰、合理地标注出该零件制造和检验时必须依据的尺寸。技术要求：标明零件在制造、检验、装配和调整过程中，应达到的技术要求。如粗糙度、公差、热处理等，及其它的附加条件。标题栏：标明零件名称、图号、材料、数量、比例等。b.装配图：标题栏：明细表和零件编号，用来说明部件或设备的名称、作图比例、零件的名称、材料和数量等。一组视图：表示部件或设备的组成结构、主要零件的基本形状、零件间的相对位置及使用情况说明。必要的尺寸：用来表示零件的配合、连接关系、规格及外形尺寸等。技术要求：说明装配、检验、防腐、试压等方面的要求。材料表：用来表示材料尺寸、规格、材质、重量、数量等。二、放样与号料1.放样:所谓放样，就是在施工图的基础上，根据产品的结构特点、施工需要等条件，按一定比例（通常1∶1）准确绘制结构的全部或部分投影图，进行结构的工艺性处理，有时还要进行展开和必要的计算，最后获得施工所需要的数据、样板、样杆和草图。通俗的讲，就是把图纸中规定的零件规格、形状及实际尺寸，展放在地板（或平台）上，即“放实样”。在这过程中首先要正确找出基准坐标线。放样的目的或作用①可以检验图纸中的尺寸和有关连接位置是否正确；②可以确认图纸中尺寸变动和材料代用等情况；③对于图纸上某些不易计算准确的零件尺寸，经过放实样，可以得出正确的尺寸和各连接位置的准确；④对某些难以检验的尺寸，通过制作样板进行快速有效的检查。样板、样杆的制作样板的分类按其用途通常分一下几类。①号料样板。供号料或号料同时号孔的样板②成型样板。主要用于检验成型加工的零件的形状、角度、曲率半径及尺寸的样板。③定位样板。用于确定构件之间相对位置（如装配线、角度、斜度）和各种孔口的位置和形状。④样杆。主要用于定位或简单零件的号料。样板、样杆的材料制作样板的材料一般采用0.5-2mm的薄钢板，对精度要求不高的可以用黄板纸和油毡纸制作。样板、样杆的制作样板、样杆是画样后加工而成的。其画样方法主要有两种：①直接画样法，即直接在样板料上画出所求样板的图样，展开放样号料样板及一些小型平面零件样板多用此法制作。②过渡画样法（又称过样法），它有不覆盖过样和覆盖过样之分，多用于制作简单平面图形零件的号料样板和一般加工样板。在制作样板和进行号料时，经常使用各种符号，但目前尚未统一。对于弯曲及拉伸件样板的制作，一般都采取实样过线法。应根据工件的规格、形状的不同而采取相应的过线方法。另外，型钢号切样板的制作，应根据型钢规格、插口形式，用薄铁皮作成展开样板，然后将展剪好的样板，曲线制成被号型钢件的形状。工艺余量与放样允许误差工艺余量，即为了消除制作过程中的施工误差、变形和损耗对在制品的影响，保证产品制成后的形状和尺寸达到规定的精度，而采取加放余量的措施。在确定工艺余量时，主要考虑下列因素：①放样误差的影响，包括放样和号料过程中的误差；②零件加工过程中的误差影响，包括切割、边缘加工及各种成型加工过程中的误差；③装配误差的影响，包括装配边缘的修整和装配间隙的控制、部件装配和总装的装配公差以及必要的反变形值等；④焊接变形的影响，包括拼接的、构件之间的焊缝收缩量以及焊后引起的各种变形；⑤进行火工矫正变形时所产生的收缩量。放样允许误差放样过程中，由于受到放样量具、工具的精度以及操作水平等因素的影响，实样图会出现一定的尺寸偏差，把这种偏差限制在一定范围内，就叫做放样的允许误差。实际生产中，放样允许误差值往往随产品的类型、尺寸大小和精度要求而异。2.号料利用样板、样杆、号料图及放样得出的数据，在板料或型钢上画出零件真实的轮廓和孔口的真实形状及于之连接构件的位置线、加工线等，并标出加工符号，这一工作过程称为号料。号料的一般技术要求①熟悉施工图样和产品制造工艺，合理安排各零件号料的先后次序，零件在材料上的排布位置，应符合制造工艺的要求；②根据施工图样，验明样板、样杆、草图及号料数据，核对钢材的牌号、规格，保证图样、样板、材料三者的一致；③检查材料有无裂纹、夹层、表面疤痕或厚度不均匀等缺陷，并根据产品的技术要求，酌情处理。当材料有较大变形，影响号料精度时，应先进行矫正；④号料前应将材料垫放平整、稳妥，既要利于号料画线和保证精度，又要保证安全和不影响他人工作；⑤正确的合理的使用号料工具、量具、样板和样杆，尽量减小因操作引起的号料偏差；⑥号料画线后，在零件的加工线、接缝线以及孔的中心位置等处，应根据加工需要打上样冲眼。3.下料方法:看图下料、计算下料、展开下料、放样下料、实物下料。4.下料量具:钢结构常用量具有直角尺、直尺、钢盘尺、钢卷尺和卡钳等。5.下料划线工具:铆工从事钢结构制作和安装常用的划线工具主要有常用量具钢板尺、钢卷尺、直角尺、内外卡钳、游标卡尺等常用工具画规、地规、样冲、划针、手锤、粉线多用棉质细线、细钢丝（0.5～1.0mm）、线坠、座弯尺、勒子等其他辅助工具。铆工夹具主要是在装配组对时对工件起到夹紧、压紧、拉紧、顶紧的作用，根据组成夹具的元件性质不同，可分为：丝杆夹具螺旋拉紧器、螺旋推撑器等。6.合理用料:首先进行的工作是备料和实现合理的用料.因此要求一线下料人员在下料操作过程中要节约成本合理下料,这项工作是非常重要的,在限额领料用料的基础上,做到合理.要不就要给公司工程用料造成不必要的损失.合理用料有如下四种方法:集中下料法:为了提高生产效率,减少材料的浪费,应把相同厚度的钢板零件和相同规格的型钢零件集中在一起下料.统计计算下料法:使用于型钢较多,由于零件长度不一,原材料有一定的规格尺寸,统计计算将整根料充分利用为止.巧裁套料法:为了使每张钢板充分得到有效的利用,在板面上尽量消灭空料.同时还要考虑方便下道工序的剪切、气割加工，需要在下料时精心排板图形位置，如裁服装一样.余料统一下料法:下料后经常会出现大小不同的余料,把这些余料按材质形状、厚度、规格大致基本相同的集中在一起，将部分较小零件放在余料上进行下料。划线覆盖法划线------就是用实物的实形来进行划线、开孔、作样板和下料的一种简易方法，其简单易行，快而准确。型钢的划线型钢弯曲件的号料型钢弯曲的形式内弯与外弯---曲率半径在角钢（或槽钢）内侧的弯曲角内弯，在外侧的叫外弯；平弯与立弯---曲率半径与工字钢（或槽钢）的腹板处在同一平面内的弯曲，叫平弯，在垂直位置时叫立弯；切口弯与不加切口弯---在型钢弯曲处需要切口的叫切口弯曲，不需要的叫不切口弯曲。切口的外弯都需要加补料。型钢切口弯曲的号料型钢直线切口内弯号料与计算通过作实样图先求出L，再画切口。切口角β=180°－α（α为已知弯曲角），切口宽L=2fg,见上图中的矩形Ongf；或者L=2（b－t）tanα/2。成量制作时，一般采用切口样板号切口，如上图c。当内弯90°角钢框时，如下图：型钢圆弧切口内弯号料与计算如图：切口宽L=0.01745(b-t/2)α当α=90°时,切口宽L=1/2(b-t/2)π角钢圆弧内弯任意角度的零件料长如右图计算公式如下：L=A+B+0.01745(b-t/2)α当圆心角α=90°时,L=A+B+1/2(b-t)π预防加工后尺寸变化的划线方法这里所说的加工，主要是指卷制、压制、剪切、热切和焊接等工序的加工，按设计尺寸划线后，经卷制、压制和剪切后尺寸会变大；经热切和焊接后尺寸会变小。切割分冷切和热切，冷切会使板料伸长，热切会使板料缩短，一边冷切一边热切会使板料弯曲。焊缝的收缩量钢结构焊接后都会产生收缩，包括纵向收缩和横向收缩，纵向的较小，横向的较大，收缩量的大小与各种因素（如板厚、材质、焊接速度、焊接方法、电流大小等）有关。见下表：二次号料对于某些加工前无法准确下料的零件（如某些热加工零件、有余量装配等），往往都在一次号料时留有充分的余量，待加工后或装配时再进行二次号料。在进行二次号料前，结构的形状必须矫正准确，消除结构上存在的变形，精确定位制后方可进行。7.施工图、实用几何作图及计算施工图要想看懂图纸，只懂得投影图的原理是远远不够的，更需要知道图纸上各种符号的含义。例如图纸的比例、剖面符号、型钢符号、焊接符号等。识图的步骤可以简单概括为：①先看图头，后看图面；②先看主图，后看详图；③弄清材料的规格、数量，抓住构件的连接情况；④图形字表综合理解，辅助说明全面领会。8.实用几何作图几何作图是金属结构制造中不可缺少的重要基础知识，特别是在下料工序中尤其重要，如放样、作各种形式样板、异形件展开号料和弯曲、拉伸胎膜的制作以及组装工序放实样等。例：1.过AB线段上任一端点A(或B）作AB的垂线2.作已知半圆分成任意等分（如将半圆分为5等分）3.作已知任意AOB角的平分线4.在直角线上作任意分度线（经验作图法）---以57.3mm为半径画弧。57.3×2×π≈3605.以定长R作任意角度的圆滑弧角6.以定长R作直角BAC的圆滑弧长7.过不再一条直线上的3点画圆8.内方等距渐开线的作图法三、下料剪切1.剪切剪切方法钢板的机械剪切一般用剪板机进行，常见的为龙门剪床（一般均小于25mm）。在钢板的剪切过程中切口附近金属会发生挤压、弯曲和剪断时的变形，所以我们应该注意以下几个问题：⑴冷作硬化；⑵切口平整问题；⑶变形问题。除了龙门剪床外，还有上下一对圆盘形刀刃的圆盘式剪床、专用于剪断型钢的型钢剪断机以及锯床等保证剪板质量的方法设专人看线；凭经验看线；拉线法；移线法。2.气割气割的基本原理氧气切割简称为气割，也称火焰切割，它是利用气体火焰（预热火焰），将钢材表层加热到能够在氧气流中燃烧的温度（即燃点），然后送进高纯度、高流速的切割氧，使钢中的铁在氧氛围中燃烧，生成氧化铁熔渣，同时放出大量的热，借助这些燃烧热和熔渣不断加热钢材的下层和切口边缘，使之也达到燃点，直至底部，与此同时，切割氧流把熔渣吹除，从而形成切口，将钢材割开。气割的实质是被切割材料在纯氧中燃烧的过程。金属材料能否进行切割的条件：①金属在氧气中燃点应低于熔点，这是气割正常进行的最基本点；②当金属在氧气中剧烈地燃烧时，其生成的金属氧化物熔点比金属本身的熔点低；③金属在氧气中燃烧所产生的热量应大于金属本身所传到出去的热量，这样才可保持切割口处的温度。气割工艺参数气割的工艺参数包括预热火焰能率、切割氧压力、切割速度、割咀到工件表面的距离以及切割倾角等。预热火焰能率是影响气割质量的重要工艺参数。气割时，一般选用中性焰或轻微的氧化焰。同时火焰强度要适中。切割氧压力取决于割咀类型和咀号，可根据工件厚度选择氧气压力。可以根据“风线”的情况来判定切割氧压力是否合适。切割速度与工件厚度、割咀形式有关，一般随工件厚度增大而减慢。割咀到工件表面的距离也是根据工件的厚度以及预热火焰的长度来确定。一般预热火焰焰心应离工件表面2～4mm.割咀与割件间的切割倾角直接影响气割速度和后拖量。切割的倾角与切割厚度的关系见右图。1.厚度小于6mm时2.厚度为6～30mm时3.厚度大于30mm时影响气割过程的主要因素影响气体火焰切割过程（包括切割速度和质量）的主要工艺因素有：切割氧的纯度；切割氧的流量、压力及氧流形状；切割氧流的流速、动量和攻角；预热火焰的功率；被切割金属的成分、性能、表面状态及初始温度等。其中，切割氧流起主导作用，它既要使金属燃烧，又要把燃烧生成的氧化物（熔渣）从切口中吹除。气割操作的工艺要点气割前的准备工作检查工作场地是否符合安全要求，割炬、氧气瓶、乙炔瓶（或乙炔发生器及回火防止器）、橡胶管、压力表等是否正常、将气割设备按操作规程连接好。切割前，首先将工件垫平，工件下面留出一定的间隙，以利于氧化铁渣的吹除。将氧气调节所需压力。检查风线。手工气割的操作要点①火焰调整，见右图②操作技术，以个人习惯而异。气割缺陷及防止措施其他切割方法仿形气割等离子弧切割激光切割水射流切割数控切割几种切割方法的速度比较（mm/min)四、钢材的变形与矫正1.矫正原理钢材变形的原因钢材轧制过程中的残余应力；钢材在加工过程中引起的变形矫正原理与基本方法钢材在外力的作用下，引起尺寸、形状和体积的改变，称为变形。变形分为弹性变形和塑性变形两种。弹性变形是在外力去除后能恢复原来形状的变形，也叫临时变形；塑性变形是在外力去除以后仍然留下来的变形，也叫永久变形。冷矫正---钢材在常温状态下进行的矫正。冷矫正时容易产生冷硬现象，适用于塑性较好的钢材变形的矫正。低温严寒的情况下，不能进行冷矫正。（回弹问题---矫枉必须过正）热矫正---钢材在高温状态下进行的矫正。它可增加钢材的塑性，降低其刚性，一般在下列情况下采用：①由于工件变形严重，冷矫正时会产生折断或裂纹；②由于工件材质很脆，冷矫正时很可能突然崩断；③由于设备能力不足，冷矫正时克服不了工件的刚性，无法超过屈服强度而采用热矫正。另外，根据矫正时作用外力的来源与性质可分为手工矫正、机械矫正、火焰矫正与高频热点矫正等。手工矫正手工矫正用工具和工装工具主要有手锤、大锤、型锤等，主要工装是平台。锤击时的安全：打锤的四周不准有障碍物；锤击前应检查锤柄是否打入铁锲、有否松动或裂纹；严禁带手套打锤，以防止大锤滑脱；起锤时，先看后方是否有行人；两人工作时，应避免对面站立，以防止锤头脱出发生事故。板料的手工矫正薄板的手工矫正薄板变形的主要原因是板材在轧制过程中受力不均，致使内部组织松紧布一致而产生变形。可通过锤击板材的紧缩区，使其延伸而获得矫正。在当薄板凸起或四周的波浪变形比较严重时，常先用水火矫正，待凸起或波浪变形基本消失后，再用平锤找平。厚板的手工矫正直接锤击凸起处与锤击凸起区域的凹面。手工矫正厚钢板时，往往与加热矫正等方法结合进行。角钢的矫正角钢的变形有扭曲、弯曲和两面不垂直等形式。手工矫正角钢，一般应先矫正扭曲，然后矫正弯曲和两面的垂直度。槽钢和工字钢的矫正槽钢和工字钢的变形有立弯、旁弯和扭曲等形式，由于其刚性较大，故而手工矫正只适用于其规格比较小的。机械矫正机械矫正板材或型材是专用矫正机上进行，需要操作者对机械设备性能的掌握。板材的机械矫正常用设备有滚板机、滚圆机、压力机等。型材的机矫正常用设备有专用型钢矫正机和压力机等。火焰矫正火焰矫正原理火焰矫正是在钢材的弯曲不平处用火焰局部加热的方法进行矫正。金属材料有热胀冷缩的特性，当局部加热时，被加热处的材料受热而膨胀，但由于周围温度低，因此膨胀受到阻碍，此时，加热处金属受压缩应力，当加热温度为600～700℃时，压缩应力超过屈服极限，产生压缩塑性变形。停止加热后，金属冷却缩短，故而产生了新的变形。火焰矫正就是利用金属局部受热后所引起的新的变形去矫正原先的变形。火焰矫正时，必须使加热产生的变形与原变形的方向相反，才能抵消原来的变形而矫正。火焰矫正时的加热位置与方式加热位置、火焰热量与矫正的关系位置---应选择在金属较长的部位，即材料弯曲部分的外侧。火焰的热量---加热速度越快、热量越大，矫正能力越强，矫正的变形量也越大。低碳钢和普通低合金钢火焰矫正时，常采用600～800℃的加热温度，一般不宜超过850℃，以免金属在加热时过热，但也不能过低，那样效率不高。在实际操作中，凭钢材的颜色来判断加热温度的高低，下表仅供参考。加热方式点状加热---加热区域为一定直径的圆圈状的点，即称为点状加热。线状加热---加热时火焰沿直线方向移动或同时在宽度方向做一定的横向摆动。其方式有直通加热、链状加热和带状加热三种。三角形加热---加热区域呈三角形。在实际矫正操作中，常在加热后用水急冷加热区，以加速金属的收缩，提高矫正的效率。它与单纯的火焰矫正法相比，效率可提高3倍以上，这种方法又称为水火矫正法，但其有一定的局限性。钢板的火焰矫正薄板的矫正过程当中，可浇水冷却，以提高矫正效率。厚板矫正时，加热温度取500～600℃，加热深度不要超过板厚的1/3，使板厚方向产生不均匀收缩，上部收缩大，下部收缩小，从而达到矫平的目的。型钢的火焰矫正2.防变形措施反变形法对称受热法---任何形式的钢结构，焊接时要对称受热才能改善防变形效果。加大断面法---利用厚板断面大，而刚性就大，薄板断面小，刚性就小的道理。自由胀缩法---构