1、1第四节 焊接生产工艺过程的设计焊接结构随着焊接技术的发展及其独特的优点，目前已得到广泛应用。但与焊接结构使用条件要求的日益复杂和苛刻相对应，对焊接设计以及生产控制等也提出了更高的要求。焊接设计包括焊接结构设计、焊接生产工艺过程设计、焊接检验设计等，包含着产品设计有关焊接方面要求的内容。焊接生产过程就是采用焊接加工工艺方法，将毛坯、零件等连接起来制成焊接结构的生产过程。焊接结构产品许多就是最终产品，如大型球罐、全焊船舶、工业锅炉（其中包括大型电站锅炉）等。焊接产品的一般制造流程如图 6-1 所示。图 6-1 焊接产品的一般制造流程一、焊接结构设计方法焊接结构是金属结构中一种最主要的结构形式。焊
2、接结构的设计在焊接结构的生产过程中是一个非常重要的环节，是保证焊接结构正常安全使用以及决定结构制造工艺是否更趋合理，做到技术先进、经济合理的前提。一般焊接结构设计时，考虑的因素如图 6-2 所示。2图 6-2 焊接结构设计时考虑的因素焊接参数常用的设计方法有许用应力法和以概率论为基础的极限状态的方法。1许用应力法 就是设计时对结构中的任一点应力，按平面力系解法将其归结为单向屈服的关系，用第一强度理论（最大主应力理论）或第三强度理论（最大切应力理论）计算出最大主应力或差值应力（三个主应力中最大与最小的差值） ，并将其限制在许用应力之下。其表达式为：式中 焊缝中的最大主应力；焊缝中许用应力。许用应
3、力法是一种常用传统结构设计方法，如压力容器、一些承重结构等就常采用这种设计方法。决定焊缝许用应力的因素有焊接材料的强度等级；母材金属的强度等级、化学成分和组织；焊接方法；焊接接头形式及外力性质；焊缝质量检验方法及质量标准等。确定焊缝许用应力值通常有定值法和按母材许用应力值确定等方法。2以概率论为基础的极限状态法在许多实际结构中，其内部受力状况是极其复杂的。材料抵抗破坏的能力即抗力和由载荷引起的应力是随机的，是随时间和空间的变化而变化的随机变量。因此结构工作的可靠性（安全性、适用性和耐久性）也是随机的。在设计时，如果确定了应力和抗力的随机变量分布函数，并确定结构的抗力大于应力，这样利用概率论的数
4、学方法可以计算出结构的可靠度，这就是概率设计法。我国的 GJB/T171988钢结构设计规范中采用了以概率论为基础的极限状态设计法。由于多方面因素包括缺乏各种形式载荷、材料性能、构件抗力等全部统计数据，许多参数的随机分布仅是近似正态分布，还难以完全用可靠指标进行设计，目前使用的仍是近似的概率设计法。此外，对于有些焊接结构在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，并经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂，这样的过程称为疲劳或疲劳破坏。如有些压力容器由于频繁的间隙操作和开、停所引起的各种载荷波动，正常操作时出现的压力波动和周期性的温度变化等因素，这些都可能引起压力容器的破坏。
5、根据有关资料统计的结果分析表明，由于疲劳裂纹扩展而造成的压力容器疲劳破坏事故约占整个事故的 40%左右，而许多工程结构失效约 80%是由疲劳引起的。焊接结构的疲劳损伤往往是从焊接接头处产生的，这是因为焊接接头不仅有应力集中，而且这些部位易产生各种焊接缺陷而成为疲劳裂纹源。有关疲劳分析内容见第三节叙述。针对焊接结构疲劳破坏的特点，目前对一些焊接结构开展以疲劳分析为基础的设计，以提高结构抗疲劳破坏的能力。进行以疲劳分析为基础的设计时，要确立结构是否需作疲劳分析，GB1501998钢制压力容器中对此有规定。在 GJB/T171988钢结构设计规范中也规定对于承受动力载荷重复作用，并且非特殊条件下的钢
6、结构的构件及其连接，当应力变化的循环次数 N10 5次时，需要进行疲劳分析计算。二、设计焊接结构肘钢材的选择通常对于用钢材制造的焊接结构，在设计选用钢材时应考虑以下几点。1抗拉强度按强度设计的结构，材料强度越高，所需材料就越少，结构自重也越轻。但强度级别高的材料，通常其焊接性能也会下降。对承受动载荷的结构，还应考虑材料的低周疲劳或高周疲劳强度性能。在高温条件下工作的结构，应考虑高温强度和蠕变强度。低温条件下工作的还应考虑低温韧度。2塑性钢材的塑性越好，就越易于加工，而且焊接时也不易产生裂纹，并能降低焊接残余应力及应力集中的危害。但是一般钢材（非奥氏体不锈钢）当塑性好时，其强度就较低。而当强度高
7、时，其塑性就变差。3刚度钢材的弹性模量基本上都是近似相等的，因此对于设计控制刚度的结构，采用3一般强度的钢材就可以了。4冲击韧度 它反映材料抵抗突变载荷的能力，同时也反映材料的缺口敏感性，是材料强度与塑性的综合反映。钢材的冲击韧度随着温度的降低而下降，并且具有在某一温度时呈突然下降的特征，通常称这一温度为无延性转变温度，并且作为该材料使用时的极限温度。5断裂韧度断裂韧度是用来反映有缺陷的材料（如存在微裂纹）抵抗开裂与失稳的能力，事实上，焊接结构中的焊接缺陷（裂纹、气孔、夹渣等）是难免的。因此，对于一些结构用断裂韧度指标来作为设计的依据就很有必要。6焊接性能对于焊接结构来说，焊接性能显然是非常重
8、要的。钢材中的合金元素不仅对强度、塑性等物理指标有很大的影响，对焊接性能同样也有很大的影响。此外结构的刚度、板厚等对焊接性能影响也很大。除了上面的因素外，进行焊接结构设计时还要根据结构的用途、工况等考虑结构的耐蚀、耐磨、耐热、抗振动等因素。三、焊接接头设计的一般要求焊接结构是由许多部件、零件用焊接方法连接而成的，因此焊接结构的性能、安全性和可靠性在很大程度上便取决于焊接接头的性能和质量，而优良的接头设计是保证防止结构失效的条件之一。进行焊接接头设计时应考虑到以下几个方面的因素。1)焊接接头的设计要遵循焊接接头与母材的等强性、等塑性以及接头的布置应便于施焊和检验的原则。等强性的含义包括常温强度、
9、高温持久强度、动载荷下的疲劳强度等强度指标要相同或相近。等塑性就是结构中的焊接接头在保证强度的条件下，其形变能力要和母材一样能承受各种复杂的应力，保证结构的稳定性。2)焊接结构应该优先采用接头（即焊缝）形式简单、应力集中小、不破坏结构的连续性，最好不使用出现转折的接头和焊缝形式。在诸多的焊接接头形式中，对接接头应力集中最小，形式最简单，力的传递也较小转折，因此是最合理的典型的焊接接头形式。尽管如此，如果对接接头出现较大的余高和过渡处的圆弧半径较小（如咬边） ，应力集中也将增大。T 形（十字形）接头由母材向焊缝急剧过渡，力的传递转折大，易出现较大的应力集中。其中开 I 形坡口角焊缝构成的 T 形
10、（十字形）接头，其最大应力在角焊缝的根部，最大应力水平高出平均应力水平的约 2 倍。当开坡口全焊透时，应力集中情况将大为改善。因此对于同样的 T 形（十字形）接头，焊缝的坡口形式以及尺寸对应力的分布有很大的影响。由角焊缝构成的搭接接头，其应力分布很不均匀，它不是理想的结构形式，在动载和低温时应特别注意避免使用。但由于采用搭接接头，装配工作十分简便，焊前准备简单，构件收缩量小，因此在一些受静载的建筑结构中和用薄板制作的贮罐结构中采用较多。搭接接头可分为正面搭接和侧面搭接，接头中不仅存在角焊缝横截面上应力分布不均的情形（和 T 形接头角焊缝类似） ，而且正面和侧面搭接焊缝中的应力分布也各不相同。侧
11、面搭接焊缝沿焊缝长度的应力分布不均，如图 6-3 所示的为仅有侧面搭接焊缝的情形，A 1、A 2为搭接板的截面积，曲线为切应力 x的分布形状。由图 6-3c 可见，当焊缝长度增加时，应力分布不均匀加剧，而中段受力很小，因此在一些标准中规定了侧面搭接焊缝的长度。4图 6-3 侧面搭接焊缝的应力分布图a)等截面板搭接 b）不等截面板搭接 c）焊缝长度与应力分布关系曲线3)在可能的条件下，尽量地将焊接接头布置在工作载荷较小处，以及构件几何尺寸和形状不变的地方。4)角焊缝的焊脚尺寸不宜过大，搭接角焊缝不宜过长。如前面所述，应力分布沿角焊缝截面产生很大的应力集中，截面越大，应力集中的程度也越大。因此大截
12、面角焊缝的承载能力却很低。在搭接接头中，正面角焊缝的刚度大于侧面角焊缝，强度也大。侧面角焊缝沿焊缝长度方向的应力分布也不均，所以对采用正、侧面焊缝的联合搭接角焊缝应用于重要结构时尤其要注意。5)由于钢板在厚度方向上（Z 向）性能差，因此采用 T 形（十字形）接头时，如果需要在厚度方向上传递外力，应选用 Z 向钢。6)焊接接头刚度大，焊缝在屈服前变形量很小，因此对于作为铰接点的接头（如桁架的节点）可能产生高的附加应力，此时应采取措施如减小焊接截面，改变焊缝位置等来增加接头的柔性。7)进行接头设计时，要充分考虑生产制造的条件，提高设计接头的工艺性。如尽量减少焊接结构的接头种类，采用的焊接方法要少，
13、接头尺寸单一，施焊方便等。8)进行接头强度的设计计算时一般不考虑应力集中及焊接残余应力。但当结构的工作条件苛刻，如在低温、动载或接头刚度大的场合，要考虑这些因素。总之，焊接接头设计涉及的因素是极为复杂和综合的。就焊接接头本身而言，焊接参数、焊接缺陷等都对焊接接头的性能产生影响，这些都是在接头设计时要考虑的因素。此外，焊接接头之外的结构细节设计对整个结构的强度和使用性能也有重要影响。例如焊接容器的支承形式、接管开孔，梁和柱的肋板布置、梁支承处的结构形式、梁与梁的拼接和连接等等。这些细节往往会成为焊接结构破坏和失效的发源地，因此在设计时也必须予以重点考虑。设计焊接结构细节时应考虑到以下几个因素1)
14、结构细节应简洁，过渡圆滑，尽量使受力分布均匀。2)结构细节应尽量不增加结构的拘束度，不出现截面突然变化和三向应力。3)焊缝布置应尽量分散，相邻间隔大， ，避开应力集中最大部位和高应力应变区等。焊接产品设计包括其中的焊接生产工艺过程设计。焊接生产工艺过程设计就是根据产品的生产性质、图样和技术要求，结合现有条件，运用焊接技术知识和先进生产经验，确定产品的加工方法和程序的过程。焊接生产工艺过程设计的好坏将直接影响产品的制造质量、劳动生产率和制造成本，同时它还是生产管理、设计焊接工装和焊接车间的主要依据。一、焊接生产工艺过程设计的内容和程序1设计内容焊接生产工艺过程设计的主要内容有以下几点：1)确定产
15、品各零、部件的加工方法、相应的工艺参数及工艺措施。2)确定产品的合理生产过程，包括各工序的工步顺序。3)决定每一加工工序的工步所需用的设备、工艺装备及其型号规格，对非标准设备提出设计要求。54)拟定生产工艺流程、流向的运输和起重方法，选定起重运输设备。5)计算产品的工艺定额，包括材料消耗定额（基本金属材料、辅助材料、填充金属等）和工时消耗定额。进而决定各工序所需的工人数量以及设备和动力消耗等，为后续的设计工作及组织生产准备工作提供依据和条件。2设计程序焊接结构生产工艺过程设计程序大概有以下几个方面的内容。(1)设计准备汇集设计所需的原始资料包括产品设计图样及技术条件、产品的生产计划以及对工厂车
16、间生产能力的调查等。(2)产品工艺过程分析通过对产品结构技术要求的分析，寻求产品从原材料到成品，整个制造过程的工艺方法，研究并解决制造中可能出现的技术问题。(3)拟定工艺方案综合工艺过程分析的结果，提出制造产品的工艺原则和主要技术措施，对重大问题作出明确规定。工艺过程分析与拟定工艺方案往往是平行而又交叉进行，方案可能有多个，通过论证比较后筛选出最佳方案。(4)编制工艺文件把经审批的工艺方案进行具体化，编写出用于管理和指导生产的工艺文件。其中最主要的是工艺规程。二、焊接工艺过程分析焊接工艺过程分析的目的就是寻找一种既能保证产品质量，又能取得最好经济效果的制造程序和方法。1产品技术要求的分析焊接产
17、品的技术要求一般在图样上或技术文件中提出，可以归纳为两方面的内容。一是焊接接头方面的质量要求，它与金属材料的焊接性能密切相关；二是产品结构几何形状和尺寸方面的质量要求，它与备料、装配、焊接、热处理等工艺环节都有关系，其中焊接应力与变形是影响这方面要求的主要因素。上述两方面内容必须综合运用焊接技术知识和生产经验对其分析研究，为制定工艺方案提供科学依据。(1)分析焊接接头质量从母材的焊接性能分析开始。首先分析工艺焊接性，从冶金角度和热规范角度，根据该产品结构特点和材料的化学成分，分析采用何种焊接方法才能获得最好的焊接接头（包括焊缝和热影响区）性能，而产生的质量问题（包括焊接缺陷，使用性能问题）最小
18、。接着根据所选定焊接方法的工艺特点，寻求合适的焊接参数，或采取一些特殊措施，解决可能产生的问题。最后进行综合评价分析所选用的焊接方法焊接成的接头性能（强度、韧性、耐蚀、耐磨等）是否符合设计要求。若不符合，则找出原因，提出解决问题的方法。在分析过程中，若遇到没有把握的问题，如首次接触到焊接性能不清楚的新钢种，这时应进行工艺试验，主要是焊接性试验。这样以确保分析的科学性和有效性。(2)分析焊接结构形状和尺寸在焊接产品图样及技术文件中，常以公差等形式规定了产品几何形状与位置精度和尺寸精度方面的要求。如果生产过程中备料质量和装配质量都能得到保证，则焊后产生结构形状尺寸超差的原因，主要是焊接产生的应力与
19、变形。因此要从以下两个主要因素来分析焊接变形的原因。1)结构因素接头的坡口形状，焊缝在焊件上的分布位置对焊接变形的影响；对于薄板结构，垂直板平面方向刚性弱，焊后则易产生波浪变形；细长杆件结构，易产生弯曲或扭曲变形；单面 V 形坡口对接接头由于焊缝形状沿板厚不对称，它比双 V 形坡口产生的角变形大；T 形截面的焊接梁，因焊缝在截面上集中于一侧焊后产生弯曲变形等。所有这些因素都是导致产生焊接变形的重要原因，针对这些原因，更多地采用改变结构设计来减少和避免焊接变形。否则，当超出设计所允许的范围时，只能采取工艺措施来克服和消除。2)工艺因素焊接方法、焊接参数、装配一焊接顺序、单道焊或多道焊、直通焊或逆
20、向6分段焊、刚性固定焊或采用反变形措施等，都是影响焊接变形的参数。正确选择，合理地利用与控制这些因素，一般都能取得一定的效果。如果从结构和工艺两个方面都难以解决焊接变形问题，可以采取焊后进行矫正较为消极的办法。只要不影响结构的安全使用，又能减少制造成本，焊后进行矫正也是一种合理的选择。2先进工艺技术的分析应用 在焊接工艺过程分析中解决每一个技术问题时，首先应考虑采用更为先进技术的可能性。如采用新材料、先进的焊接方法与设备以及检测手段等。尽量减少手工操作，提高机械化和自动化水平。在制造程序上，应用最小的工序或最短的流程完成整个制造过程，这样可大大提高效率，缩短生产周期。例如厚钢板下料工艺，原来是
21、用手工气割，可以改用半自动或全自动气割，或者用更为先进的数控精密切割。又如电站锅炉膜式水冷壁嗜片的焊接原来用焊条电弧焊，可以改用多头单面埋弧焊，或者采用更为先进的多头双面 C02气体保护焊。而且后者不仅质量好，效益也高。在不改变产品功能前提下，通过改变结构设计，以便采用更为先进的焊接工艺。例如大型输油管道，原来设计(图 6-4a)是用平钢板卷圆，焊纵缝形成圆筒节，然后圆筒节再对接，焊环缝形成管道。这样制造工序多，使用工装多而且复杂，效率低。现改设计成螺旋管(图 6-4b)，用卷钢在生产流水线上一边卷成螺旋管的形状，一边用 C02气体保护焊焊接内外螺旋状焊缝，然后按需要切成不同长度的管道。这种生
22、产方式效率很高。b)图 6-4 大型输油管道的两种设计a)原来的常规设计 b）改进后的设计制约先进工艺技术应用的原因主要是经济（即产品成本）和环境保护等因素，对此必须作综合分析与充分论证，最后应由反映社会效益和技术经济指标来决定。总之，一方面不能因循守旧，要大胆地采用先进工艺技术，同时还要实事求是地分析与论证，保证获得既有高的工艺水平，又有好的经济效益。三、工艺方案的确定工艺方案是根据产品设计要求、生产类型和企业的生产能力，提出工艺技术准备工作的具体任务和措施的指导性文件。它是经过工艺过程分析，对生产中的重大技术问题有了解决的办法和设想后，进行综合归纳和整理，形成能指导产品生产的方案。其主要内
23、容有：1)规定关键质量问题的解决原则和方法，包括零、部件的加工方法。2)提出工艺试验研究课题和工艺装备的配置，提出专用工装的设计原则和设计要求。3)规定生产组织形式和工艺路线的安排原则和意见。4)决定工艺规程制订原则、形式和繁简程度。总之，对制造产品的重大技术问题在方案中应作出明确的规定与说明，这是工艺过程设计的重要内容。工艺方案一经审批，即成为编制各种工艺文件的依据。四、工艺规程的编制工艺方案确定后，需要编制成能指导工人操作和用于生产管理的各种技术文件，通常称为工艺文件。如工艺流程图、装配工艺卡、焊接工艺卡和工艺规程等。工艺规程是规定产品或零、部件制造工艺过程和操作方法等的重要工艺文件。它反
24、映了工艺设计的基本内7容，是用以指导产品加工的技术规范，是企业安排生产计划进行生产调度、技术检验、劳动组织和材料供应等工作的主要技术依据，工艺规程有多种文件形式，一般包括的内容有：规定产品或零、部件制造工艺的具体过程、质量要求和操作方法；指定加工用的设备；给出产品的材料、劳动和动力消耗定额；确定工人的数量及其技术等级等。1工艺规程的文件形式和格式为便于生产和管理，工艺规程有多种文件形式，见表6-1。至于文件的格式，为了标准化同时又方便于使用和管理，在 JB/Z187.31988工艺规程格式标准中规定了 30 多种。在生产中无特殊要求时，都应采用。其中与焊接有关的几种表格有：工艺规程幅面和表头及
25、附加栏、焊接工艺卡、装配工艺过程卡片、装配工序卡片、工艺守则。对某些行业因产品制造工艺复杂或者有特殊要求，统一格式难以表述，可以在行业范围或企业内部建立统一格式，限在本范围内使用。表 61 工艺规程常用的文件形式文件形式 特 点 适用范围工艺过程卡片 以工序为单位，简要说明产品或零部件的加工或装配过程 单件小批生产的产品工艺卡片按产品或零、部件的某一工艺阶段编制，以工序为单元详细说明各工序、内容、工艺参数、操作要求及所用设备与工装适用于各种批量生产的产品工序卡片在工艺卡片基础上，针对某一工序而编制，比工艺卡片更详尽，规定了操作步骤、每一工序内容、设备、工艺参数、工艺定额等，常用工序简图大批量生
26、产的产品和单件小批生产中的关键工序工艺守则 按某一专业工种而编制的基本操作规程，具有通用性 单件、小批、多品种生产2工艺规程编制的基本要求 编制工艺规程就是把工艺方案的原则具体化。这并不是简单地填写表格，而是一种创造性的设计过程。目前，许多企业已用微机来编制和管理。编制时，除必须考虑前面所提及的设计原则外，还应达到下列要求：1)工艺规程应做到正确、完整、统一和清晰。2)规程的格式、填写方法、使用的名词术语和符号均应按有关标准规定，计量单位采用法定计量单位。3)同一产品的各种工艺规程应协调一致，不得互相矛盾。结构特征和工艺特征相似的零部件，尽量设计具有通用性的典型工艺规程。4)每一栏中填写的内容
27、应简要、明确、文字规范。对于难以用文字说明的工序或工序内容，应绘制示意图，并标明加工要求。3工艺规程的编制应根据产品的生产性质、类型和产品的复杂程度确定该产品的工艺文件种类。在 JB/Z187.21988工艺文件的完整性 ，标准中对必备的和酌情自定的文件作了规定。如单件和小批量生产的简单产品，有工艺过程卡片和关键工艺的工艺卡片即可。对复杂产品则需要有工艺方案、工艺路线表、工艺过程卡片、工艺卡和关键工序的工序卡片等。对于大批量生产则要求文件齐全完整，内容要详尽而具体。在编制过程中，一方面要依据图样设计要求和工艺方案，另一方面要掌握编写工艺规程的有关标准及其相关工艺资料。此外在编制中还要提出工序的
28、技术要求或验收质量标准，保证产品质量在生产过程中得到有效控制。8五、工艺过程设计中的工艺选择在工艺过程分析时，需对产品制造各阶段的加工方法作出正确的选择。在编制工艺文件时，需提出明确的工序技术要求，选定加工件所用的设备及其相应的加工工艺参数等。这项工作就是工艺选择。1备料中工艺选择在焊接生产过程中，将结构的基本金属材料在装配焊接前的准备工作如矫正（直） 、划线（号料） 、切割（下料） 、边缘加工、成形（包括弯曲）及焊前的坡口准备等工作统称为备料。根据产品的不同，备料工作量约占全部工作量的 25%60%，同时备料工作的质量对焊接质量也有直接的影响。因此，必须选择合适的备料加工工艺。表 6-2 列
29、出各种备料工艺的内容及特点。表 6-2 焊接生产中的备料工艺工艺过程 说 明验收 入库前对母材和焊材等的质量证件进行检查，应符合有关标准或产品设计的要求，必要时进行复验贮存 入库的材料分类标记、合理存放和保管，防止混杂、受潮、生锈或损伤材料存放发放 根据产品实际需要，发放材料，要求做好标记移植，严格发放制度，防止发错或用错材料手工矫正 原材料因吊运、存放等产生不允许的变形，靠人力用手锤等简单工具进行矫正。适用于数量不大的薄小的材料矫正机械矫正利用机械矫正原材料的各种变形。型材调直可使用通用的千斤顶、顶床、压力机等，或专用的多辊角钢（或管材）矫正机。钢板调平使用多辊的矫平机材料矫正火焰矫正 利用
30、气体火焰加热局部金属，使冷后产生收缩来矫正金属材料的变形。可矫正壅材、板材，如弯曲、凹凸等变形机械清理用钢丝剧、手动砂轮、喷砂或抛丸等方法，清除金属表面的污、锈和氧化物。大批量生产或大面积清理宜用喷砂抛丸方法表面清理化学清理 利用酸洗或其他化学药品浸洗方法去除金属表面的污、锈和氧化物工艺过程 说 明划 线 在毛坯或工件上用划线工具划出待加工部位的轮廓线或作出基准点、线的过程放 样 根据构件图样，用1:1比例在放样台（或平板）上画出所需图形的过程。可以检验产品设计的合理性、确定构件下料尺寸或制作样板等。有实尺放样、光学放样和数控放样等方法，复合构件要作展开放样号 料 是根据图样或利用样板、样杆等
31、直接在原材料上划出构件的形状加工界线的过程。合理捧料可提高材料的利用率剪切 通过两剪刃的相对运动切断材料的加工方法。有剪板机、圆盘剪切机、联合冲剪机等设备。可根据材料性质、厚度和形状选用切割下料冷切割锯切 有齿锯 利用锯齿切削的方法切断材料。有弓锯、带锯和圆盘锯等9无齿锯 利用高速旋转的圆锯片与被切工件之间的摩擦热去切断材料气 割 利用气体火焰加热局部金属到燃点，然后用高压氧流去燃烧并吹走燃后生成的熔渣而完成金属切割。可切割低碳钢和低合金钢。有手工气割、半自动和自动气割，以及数控精密切割等离子弧切割利用等离子弧的高温使金属局部熔化，借助高速等离子焰流的动量排除熔化金属而完成切割。可切割所有金属
32、和部分非金属材料。有手工切割和机器切割两类热切割激光切割利用高能量密度（10 7lO 8W/cm2）的激光束照射到工件切割区，使工件局部熔化或气化并被吹走而完成切割。可切割金属和非金属，其切割厚度与激光器输出功率有关，适宜微薄件的精密切割坡口与边缘加工 加工的内容有：厚板待焊的边缘为了焊透等原因需具有一定形状的坡口；对非焊边缘为了去除冷作硬化层或热切割时变坏的热影响区层；获得具有精确尺寸的零件。直线边缘多用刨削，如刨边机等；曲线边缘可用车削或铣削弯曲成形 利用机械方法使材料获得弯曲形状的过程。有冷弯和热弯，大厚度和变形量大时要用热弯。对钢板多用三辊的或四辊的卷板机；对钢管有专用的弯管机冲压成形
33、 具有空间曲面形状的零件，借助冲模和压力机等设备对板料冲压而成，如容器的封头、轿车的车体、油箱等其他加工 制孔、折边、翻边、胀口等在选择加工方法时，必须掌握每一种方法的工作原理，加工特点，加工精度及适用范围等。选择工序技术要求时，必须掌握每一种工艺所遵循的标准，规程和技术要求，包括一些经验数据等，这些都作为制订工艺时的主要依据。相关标准和技术文件有 JB/Z307.111988切削加工通用工艺守则 下料 ，JB43811987 冲压剪切下料件公差等。最后在选择加工设备时，必须掌握所用设备的型号、规格和技术性能，为此需查阅有关产品目录或样本。如在锻压机械产品样本 （机械工业出版社，1990 年）
34、中对压力机、剪切板、卷板机、平板机等焊前备料常用的设备均有详细介绍，可以根据需要从中选择。2装配工艺选择 焊接结构生产的装配工艺是将组成结构的零件、毛坯按图样的技术要求加以固定，组成组件、部件或结构的过程。它是焊前很重要的一道工序，也是一道繁重的工序，约占结构全部工作量的 25%35%。装配工艺的质量也直接影响到焊接质量、劳动生产率等因素。焊接工艺的机械化和自动化程度越高，对装配质量要求也越高。因此，在装配工作中必须对产品的装配方法和装配的顺序作出选择。表 6-3 列出了焊接生产中的装配方式和方法。选择装配工艺时，要做到有利于施焊质量和检查，避免强力装配。有利于控制焊接应力与变形，同时还要有利
35、生产组织与管理，提高生产率。表 6-3 焊接生产中的装配方式与方法方式与方法 特 点 适用范围10划线定位装配法按事先划好的装配线确定零、部件的相互位置，使用普通量具和通用工夹具在工作平台上实现对准定位与紧固。效率低，质量不稳定大型的或单件生产的焊接结构定位方式工装定位装配法按产品结构设计专用装配夹具，零件靠事先安排好的定位元件定位和夹紧器夹紧而完成装配效率高，质量稳定，有互换性，成本较高批量生产的焊接结构（续）方式与方法 特 点 适用范围零件随装随焊（边装边焊）先装若干件后接着正式施焊。再装若干件后再施焊，直至全部零件装焊完毕。在一个工作位置上，装配工和焊工交叉作业单件小批生产或复杂结构组装
36、法整装整焊（先装后焊）将全部零件按图样要求装配成整体，然后转入正式焊接工序，焊完全部焊缝装配和焊接可以在不同的工作位置进行结构简单，零件数量少的焊件装配焊接顺序部件组装法将整个结构划分成若干个部件，每个部件单独装焊好后再将它们总装焊成整个结构大型的复杂焊接结构装配 工件固定装配法在固定工作位置上装配完全部零、部件大型的或重型的焊接结构地点 工件移动装配法按工艺流程工件顺着既定的工作地点移动，在每个工位上只完成部分零件的装配流水线生产的产品3焊接工艺的选择制定焊接工艺时，其内容包括选择和确定焊接方法及焊接材料；焊接参数以及焊后热处理参数；焊接用的设备和工艺装备；其他如焊接顺序、保护气体种类、流量
37、等。制定焊接工艺应遵循的原则首先是保证质量，即焊接接头无论外形尺寸或内部质量都要满足技术条件的要求；其次是考虑生产效率，即便于施焊。如尽可能地用机械化辅助装置使工件在最方便的位置施焊，或实现机械化、自动化焊接，这样保证有较高的生产效益。表 6-4 为常用电弧焊特点的比较。当焊接结构制造工艺拟定好，当然包括其中的焊接工艺制定完成后，根据需要进行焊接工艺评定。即在产品施焊前，产品焊缝的焊接工艺规程应该经过评定合格，即使是焊制出来的接头满足所要求的性能。这是保证产品焊接质量，保证结构质量的重要手段。有焊接工艺评定支持的焊接工艺规程或焊接工艺指导书才是有效的焊接工艺文件。有关焊接工艺评定的内容将在后面的章节中叙述。O、ooN寸瑷甚暴酞蓁差删耋 纠 N 誉 ln
