第三单元焊接结构的备料及成形加工分解
第三单元 焊接结构的备料及成形加工
第三单元焊接结构的备料及成形加工（课本习题）模块一一、填空题（将正确答案填在横线上）1．对钢材表面进行净化工作，才能进行后续工序的加工，这对保证产品质量、缩短生产周期是相当重要的，常用的净化方法有和。
2．钢材经常采用的矫正方法有、、及四种。
二、判断题（在题末括号内，对画√，错画×）1．手工矫正由于矫正力小，劳动强度大，效率低，所以适用于任何钢材。
（）2．机械矫正是利用三点弯曲使构件产生一个与变形方向相反的变形，使结构件恢复平直。
（）3．火焰矫正法是利用钢材的局部加热，热胀冷缩的原理来矫正的。
（）4．火焰加热的位置应选择在金属纤维较长的部位或者凹下部位。
（）三、选择题（将正确答案的序号写在横线上）1．低碳钢冲压零件的清理（如汽车制造厂）冲压零件焊前要清理油污。
首先应在90o C以下中冲洗。
a . Na2CO3b .N a2SO4c .NaOHd .NaNO32．热矫正是将钢材加热至进行的矫正，主要用于弯曲变形过大，塑性较差的钢材。
a . 800～900℃b . 500～700℃c . 700～800℃d . 700～900℃四、简答1．什么是喷砂喷丸处理？2．试述铝合金的清理方法？3．简述钢材变形的原因？4．钢材矫正的方法？5．火焰加热的原理？及其步骤？模块二一、填空题（将正确答案填在横线上）1．制造冷作产品的划线可为和两种。
2．放样方法是指将零件的形状最终划到平面钢板上的方法，主要有、和光学放样等。
3．根据零件表面的展开性质，分为和两种。
可展曲面的展开方法有、和三种。
二、简答1．什么是放样、划线和号料？它们的区别是什么？2．简述划线的原则？3．简述平行线展开法的展开原理？4．什么是展开放样？钢材展开后板厚处理的一般原则？模块三一、填空题（将正确答案填在横线上）1．下料分为和。
手工下料的方法主要有、、等。
机械下料的方法有、等。
2．机械切割通常是利用剪切的方法进行加工的。
剪切一般在、和等专用机床上进行。
焊接结构生产工艺过程
焊接结构生产工艺过程1. 简介焊接结构是一种将金属零件通过焊接工艺连接在一起的结构形式。
它具有连接牢固、成本低、生产效率高等优点，在工业生产中得到广泛应用。
本文将介绍焊接结构的生产工艺过程，包括焊接前准备、焊接工艺选择、焊接设备和焊接操作等内容。
2. 焊接前准备在进行焊接结构生产之前，需要进行一些必要的准备工作。
2.1 材料选择首先，需要根据焊接结构的要求选择合适的材料。
通常情况下，焊接结构所采用的材料应具有良好的焊接性能和力学性能，能够满足设计要求和使用环境的要求。
2.2 设计和制作焊接接头其次，根据焊接结构的设计要求，进行接头的设计和制作。
接头的设计应考虑到焊接过程中的应力分布和变形情况，合理选择接头形式和尺寸。
2.3 清洁和除锈在进行焊接之前，需要对焊接区域进行清洁和除锈处理，以确保焊接接头的质量。
清洁和除锈可以采用化学清洗、机械碰磨等方法进行。
3. 焊接工艺选择选择合适的焊接工艺对于焊接结构的质量和效率至关重要。
常用的焊接工艺包括手工电弧焊、气体保护焊、氩弧焊等。
3.1 手工电弧焊手工电弧焊是一种常用的焊接工艺，通过电弧产生高温，在焊接区域形成熔融池，然后使用焊条进行填充，形成焊缝。
手工电弧焊适用于焊接结构的小批量生产。
3.2 气体保护焊气体保护焊是一种在焊接过程中使用保护气体包裹焊接区域的焊接工艺，常用的保护气体有氩气、二氧化碳等。
气体保护焊的优点是焊缝质量好、成形美观，适用于对焊接质量要求较高的焊接结构。
3.3 氩弧焊氩弧焊是一种在焊接过程中使用纯氩气保护焊接区域的焊接工艺。
氩弧焊通常用于焊接薄壁结构和对焊接质量要求较高的材料，如不锈钢、铝合金等。
4. 焊接设备焊接设备是焊接结构生产中不可缺少的一部分。
常用的焊接设备有焊接机、焊枪、焊接切割机等。
4.1 焊接机焊接机是焊接结构生产中使用的电源设备，将电能转化为焊接工艺所需的电流和电压。
根据焊接工艺的不同，焊接机可以分为手动焊接机和自动焊接机。
焊接成形的方法及设备解析课件
焊接成形方法的优缺点比较
熔化焊
优点是适用范围广，工艺成熟 ；缺点是焊接过程中会产生飞 溅、气孔等缺陷，且焊接变形
较大。
压力焊
优点是接头强度高，适用于各 种金属材料；缺点是设备成本 高，对工件表面质量要求高。
钎焊
优点是焊接过程中对母材热影 响小，适用于精密部件焊接； 缺点是钎料的选择和制备较为 繁琐。
焊接成形技术的应用前景与展望
应用前景
随着制造业的转型升级和技术的不断 创新，焊接成形技术的应用领域将越 来越广泛，如新能源、轨道交通、航 空航天等。
展望
未来，焊接成形技术将朝着更高效率 、更高质量、更环保的方向发展，同 时将与其他先进制造技术相结合，形 成更加智能、高效、绿色的制造体系 。
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气孔
由于焊接过程中熔池内气体在凝固时未能完全逸出，形成 气孔。气孔的形成与焊接材料、保护气体和焊接工艺参数 有关。
夹渣
焊接过程中，熔池内的杂质未能完全熔化或浮出，形成夹 渣。夹渣的产生与焊接材料的化学成分、焊接工艺和保护 气体有关。
未熔合
由于焊接过程中热输入不足或操作不当，导致焊缝与母材 之间或焊缝内部未能完全熔合。未熔合的产生与焊接电流 、电压和焊接速度有关。
焊接电流对焊接质量的影响
焊接电流是决定焊接质量的关键因素之一，电流过小或过大都会影响焊接质量。
焊接电流过小会导致焊接不牢固，容易出现虚焊、脱焊等问题；而电流过大则可 能导致焊缝烧穿、变形等问题，同时还会加速焊接设备的损耗。因此，在焊接过 程中，需要根据焊接材料、厚度等因素选择合适的电流，以保证焊接质量。
焊接设备的选择与使用注意事项
焊接设备的选择
选择合适的焊接设备需要根据实际需求和条件进行综合考虑，如焊接材料、焊接 效率、焊接质量等。
焊接结构工艺性
• 气割 • 切削加工（车或刨） • 碳弧气刨等
坡口基本形式 ：I、V、X、U
选择依据：
• 板材厚度 • 坡口加工方法
• 焊接工艺性 • 考虑焊接方法、焊接位置、接头类型、
变形大小、熔透要求、经济性等
焊接材料的选择
优先选择可焊性好的低碳、低合金 钢.
否则就要采取相应的工艺措施
– 焊接的难易与变形程度：焊接易于实现，变 形能够控制
– 焊接成本：经济性
பைடு நூலகம்– 施工条件：技术人员设备等条件
➢熔 焊 ： 对 接 、
搭接、角接、T接、 端接
➢压 焊 ： 对 焊 －
对接、点焊和缝 焊－搭接
➢钎焊：搭接
(2)坡口形式设计
Welding Groove Style Design
目的：
• 使接头根部焊透 • 使焊缝成型美观 • 使焊缝金属达到所需的化学成分。
三、焊件结构工艺性设计实例
低压贮气罐，壁厚8mm，压力1.0MPa，温度为常 温，介质为压缩空气，大批量生产。
选择母材材料：短管选用优质碳素结构钢10， 其它选用塑性和焊接性好的普通碳素结构钢 Q235-A。
设计焊缝位置及焊接接头、坡口形式：
–筒节的纵焊缝和筒节与封头相连处的两条环焊缝均 采用对接Ⅰ形坡口双面焊
2-5 焊接结构工艺设计
一、焊接结构生产工艺过程概述
备料→装配→焊接→焊接变形矫正→质量检验 →表面处理
二、焊接结构工艺设计
1. 焊缝布置Weld Arrangement
焊缝应尽量处于平焊位置
焊缝要布置在便 于施焊的位置
焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形
– 尽量减少焊缝数量及长度，缩小不必要的焊 缝截面尺寸
《焊接生产的质量管理》
第三章焊接生产的质量管理第一节焊接王序质虽的影响因素及对策工序质量是指在生产过程中加工工序对产品质量的保证程度。
工序是生产过程的基本环节，也是检验的基本环节。
焊接结构的生产包括许多工序，如金届材料的去污除锈、备料时的矫直、划线、下料、坡口边缘加工、成形，焊接结构的配装、焊接、热处理等。
影响工序质量的因素，概括起来有：人员、设备、材料、工艺方法和生产环境五个方面，简称“人、机、料、法、环”五因素。
一、焊接工序质量的影晌因素及控制措1. 施焊操作人员因素1）加强对焊工“质量第一、用户第一、下道工序是用户”的质量意识教育，提高他们的责任心和一丝不苟的工作作风，并建立质量责任制。
2）定期对焊工进行岗位培训，从理论上掌握工艺规程，从实践上提高操作技能水平。
3）生产中要求焊工严格执行焊接工艺规程，加强焊接工序的自检与专职检验人员的检查。
4）认真执行焊工考试制度，坚持焊工持证上岗，建立焊工技术档案。
2. 焊接机器设备因素1）定期对焊接设备维护、保养和检修，重要焊接结构生产前要进行试用。
2）定期校验焊接设备上的电流表、电压表、气体流量计等各种仪表，保证生产时计量准确。
3）建立焊接设备状况的技术档案，为分析、解决出现的问题提供思路。
4）建立焊接设备使用人员责任制保证设备维护的及时性和连续性。
另外，焊接设备的使用条件，如对水、电、环境等的要求，焊接设备的可调节性、运行所需空间、误差调整等也需要充分注意，这样才能保证焊接设备正常使用。
3. 焊接原材料因素1）加强焊接原材料的进厂验收和检验，必要时要对其理化指标和力学性能进行复验。
2）建立严格的焊接原材料管理制度，防止储备时焊接原材料的污损。
3）实行在生产中焊接原材料标记运行制度，以实现对焊接原材料质量的追踪控制。
4）选择信誉比较高、产品质量比较好的焊接原材料供应厂和协作厂进行订货和加工，从根本上防止焊接质量事故的发生。
总之，对焊接原材料的质量把关，应当以焊接参数和国家标准为依据，及时追踪控制其质量，而不能只管进厂验收，忽视生产过程中的标记和检验。
焊接结构生产概述ppt课件
6.适用于制造大型或重型、构造简单而且是 单件小批量消费的产品构造
7.废品率高
〔二〕 焊接构造的缺陷
〔1〕存在较大的焊接应力和变形
焊接〔部分加热〕-内应力-变形-工艺缺欠-承载才 干〔刚度、强度、稳定性〕下降-尺寸精度、尺寸稳 定性下降-校形-添加任务量-添加本钱。
〔2〕对应力集中敏感
焊接构造具有整体性，其刚度大，焊缝的布置、数 量和次序等都会影响到应力分布，对应力集中敏感， 而应力集中是疲劳，脆断等破坏的来源，因此在焊 接构造设计时要妥善处置。
3.焊接接头密封性好
气密性，水密性均优于其它方法，特别是 在高温，高压容器上，只需焊接接头才是 最理想的衔接方式。
4.焊前预备任务简单
由于近年来数控精细气割设备的开展，对 于各种厚度或方式状复杂的待焊接，不用 预划线就能直接从板料上切割出来，普通 不用再机械加工就可投入装配焊接。
5.易于构造的变卦和改型
图8-1-1 焊接构造制造工艺过程图
〔一〕焊接构造的特点〔优点〕
根据焊剂的制造方法，可以把焊剂分为熔 炼焊剂和非熔炼焊剂两大类
1.焊接接头强度高 焊接接头强度可到达与母材等强度甚至高
于母材强度。
2.焊接接头设计灵敏性大
主要表如今：
①焊接构造的几何外形不受限制：如铆、铸、 锻等方法无法制造空心构造，焊接那么可以；
焊接构造是各种经过轧制的金属资料及铸、 锻件等毛坯采用焊接方法制呵斥的能接受 载荷的金属构造。
焊接构造消费是包括从原资料验收入库起， 经备料、装配、焊接等，直至构造质量检 验及验收入库的全过程。焊接构造制造工 艺过程及其相互关系如图8-1-1所示。图中 1~9为备料工艺过程的工序；序号10~18为 装配-焊接工艺过程的工序；序号19~23为 构造质量检验与验收入库工序。
焊接结构备料及成型加工
(3)为了表达板与板之间的相互关系，除采用剖视外，还大量 采用虚线的表达方式，因此，图面纵横交错的线条非常多。
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3 .2 划线、放样与下料
(4)连接板与板之间的焊缝一般不用画I出，只标注焊缝代号。 但特殊的接头形式和焊缝尺寸应该用局部放大视图来表达清楚，焊缝 的断面要涂黑，以区别焊缝和母材。
(5)为了便于读图，同一零件的序号可以同时标注在不同的视 图上。
2.焊接结构图的读识方法 首先，阅读标题栏，了解产品名称、材料、重量、设计单位
等，核对一下各个零部件的图号、名称、数量、材料等，确定哪些是 外购件(或库领件)，哪些为锻件、铸件或机加工件;再阅读技术要求 和工艺文件。正式识图时，要先看总图，后看部件图，最后再看零件 图;有剖视图的，要结合剖视图弄清大致结构，然后按投影规律逐个 零件阅读，先看零件明细表，确定是钢板还是型钢;最后再看图，弄 清每个零件的材料、尺寸及形状，还要看清各零件之间的连接方法、 焊缝尺寸、坡口形状，是否有焊后加工的孔洞、平面等。
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3. 1 钢材的矫正及预处理
(3)压力机矫正。钢板和型钢变形后，可以通过油压机、水压 机、摩擦压力机等进行矫正。矫正钢板的尺寸大小，主要由压力机的 工作台尺寸而定。型材在矫正时会产生一定的回弹，因此，矫正时应 使型材产生适量的反变形。压力机矫正钢板和型钢的方法见表3-3。
• 3.1.5钢材矫正方法的选择
金属材料加工的工作量在焊接生产中占有相当大的比重，如 在重型机械焊接结构中占全部加工工时的25%~60%。因此提高材料加 工工艺的机械化水平，采用先进的加工方法，对提高加工质量和劳动 生产率有着重要作用。
《焊接结构生产》课程标准
《焊接结构生产》课程标准一、课程定位《焊接结构生产》是焊接技术与自动化专业的专业理论课。
在教学内容方面，着重介绍焊接变形、焊接残余应力的产生与分布、焊接接头应力分布、焊接接头强度设计、焊接结构的生产、装配工艺和规程、焊接工装夹具使用和设计等方面的基本原理和设计要求，主要内容为零件被焊接后是否具有其使用时所需要的各种性能，如何设计焊接结构件，焊接工艺和焊接工艺评定的制作方法，如何对焊件进行划线、放样与下料，进行装配、装夹等。
二、课程目标通过《焊接结构生产》课程的学习，使学生具备焊接结构应力分布、变形控制、工艺制定基本知识，为学习和掌握专业知识和职业技能打下基础。
1.知识目标（1）掌握焊接应力和焊接变形产生的原因，分布方式，具体的减小措施和消除方法。
（2）掌握焊接接头的类型，接头标注方法，了解焊接接头强度计算的方法。
（3）了解焊接接头疲劳破坏和脆性破坏的原因，掌握如何减小焊接结构的疲劳破坏和脆性破坏。
（4）掌握钢材变形的原因、矫正原理及方法。
（5）掌握焊接结构划线、放样与下料的方法。
掌握弯曲成型展开长度的计算方式。
（6）掌握焊接结构的装配原则、方法，了解如何制定装配工艺。
（7）掌握如何制定焊接工艺，如何进行焊接工艺评定及焊接工艺评定报告的编制。
（8）掌握焊接工艺规程的编制。
2.能力目标（1）能分析焊接变形和应力产生的原因，并制定具体措施减小焊接结构的应力和变形，能分析焊接残余应力的分布。
（2）能判定接头的类型，并对焊接结构中的焊缝进行标注，读懂焊接结构中焊缝标注的含义。
（3）能制定具体的措施，减小焊接结构产生疲劳破坏和脆性破坏的倾向。
（4）能对钢材的变形进行校正。
（5）能对一个简单结构进行划线、放样与下料。
（6）能制定简单的装配工艺。
（7）能对焊接结构进行焊接工艺评定，并编写焊接工艺评定报告。
（8）能进行焊接工艺规程的编制。
3.素质目标（1）具有勤奋学习的态度，良好的职业道德和爱岗敬业精神。
（2）具有认真、严谨、耐心、细致的工作作风。
第三章焊接结构零件加工
焊接结构的备料加工一般要经过钢材的矫正、预处 理、划线、放样、下料、弯曲、压制、校正等工序，这 对保证产品质量、缩短生产周期、节约材料等方面均有 重要的影响。本章将着重讲授钢材的矫正方法、焊接件 的加工方法和工艺。
第一节 钢材矫正 第二节 放样与号料 第三节 展开放样 第四节 板厚处理 第五节 下 料 第六节 坡口加工 第七节 压弯与滚弯加工 第八节 板料拉深成形
（续） 适用范围 薄板弯曲及波浪变形的矫正
中厚板弯曲的矫正
薄壁管和圆钢的矫正 厚壁管和圆钢的矫正
Hale Waihona Puke 焊接结构零件加工 15多 辊 矫 平 机
焊接结构零件加工 16 上 辊 列 倾 斜 矫 平 机
矫正方法 卷板机矫正
型钢矫正机 矫正
简图
焊接结构零件加工 （续17）
适用范围
钢板拼接而成的圆筒体，在焊 缝处产生凹凸、椭圆等缺陷的 矫正
2. 结构处理 （1）连接部位Ⅰ、Ⅱ的处理
焊接结构零件加工 40
变形情况
局部弯曲 变形
型 钢
旁弯
上拱 钢管局部弯曲
简图
焊接结构零件加工 （2续3 ）
矫正要点
矫正时，在槽钢的两翼边处同时向一 方向作线状加热，加热宽度按变形程 度的大小确定，变形大，加热宽度大 些
在旁翼边凸起处，进行若干三角形状 加热矫正
在垂直立肋凸起处，进行三角形加热 矫正
采用点状加热在管子凸起处，加热速 度要快，每加热一点后迅速移至另一 点，一排加热后再取另一排
变形情况
中部凸起
薄 钢 板
边缘呈波 浪形
焊接结构零件加工 22
表3-7 常用钢材及结构件火焰矫正要点
简图
矫正要点
焊接结构生产流程和工艺方法
焊接结构生产流程和工艺方法焊接结构生产的工艺过程，根据产品的技术要求、形状和尺寸的差异而有所不同，并巨工厂中现有的设备条件和生产技术管理水平对产品工艺过程的制订也有一定的影响。
但从总体分析，按照工艺过程中各工序的内容以及相互之间的关系，各工艺过程都有着大致相同的生产流程，如图1所示。
图1.焊接结构生产流程1、生产组织与准备生产组织与准备工作对生产效率和产品质量的提高起着基本保证作用，它包括以下几方面的内容：（1）技术准备焊接结构生产的准备工作是整个制造工艺过程的开始。
它包括了解生产任务，审查（重点是工艺性审查）并熟悉结构图样，了解产品技术要求，在进行工艺分析的基础上，制定全部产品的工艺流程，进行工艺评定，编制工艺规程及全部工艺文件、质量保证文件，订购金属材料和辅料，编制用工计划（以便着手进行人员调整与培训）、能源需用计划（包括动力、水、压缩空气等），根据需要定购或自行设计，制造、装配焊接设备和装备，根据工艺流程的要求，对生产面积进行调整和建设等。
生产的准备工作很重要，做得越细致，越完善，未来组织生产就越顺利，生产效率越高，质量越好。
（2）物质准备根据产品加工和生产工艺要求，订购原材料、焊接材料以及其他辅助材料，并对生产中的焊接工艺设备、其他生产设备和工装夹具、量具进行调配、购置、设计、制造或维修。
材料库的主要任务是材料的保管和发放，它对材料进行分类、储存和保管并按规定发放。
材料库主要有两种，一是金属材料库，主要存放保管钢材；二是焊接材料库，主要存放焊丝、焊剂和焊条。
2、备料加工备料加工是指钢材的焊前加工过程，即对制造焊接结构的钢材按照工艺要求进行的一系列加工。
备料加工一般包括以下内容：（1）原材料准备将钢材（板材、型材或管材）进行验收、分类储存、发放。
发放钢材应严格按生产计划提出的材料规格与需要量执行。
（2）材料预处理其目的是为基本元件的加工提供合格的原材料，包括钢材的矫平、矫直、除锈、表面防护处理、预落料等工序。
焊接结构生产工艺过程课件
循环经济理念的应用
在焊接结构生产过程中，注重 资源的循环利用，减少浪费。
与环保组织合作
与环保组织建立合作关系，共 同推动焊接行业的可持续发展
。
焊接工艺参数的优化
通过试验和调整，优化焊接工艺参数，提高焊接质量和生产效率，同时降低成本和减少焊接缺陷。
PART 04
焊接结构生产流程
REPORTING
焊接结构设计
总结词
合理设计，安全可靠
详细描述
焊接结构设计是整个焊接结构生产流程的首要环节，它涉及到产品的使用需求、工艺可行性、材料选择等多个方 面。设计时需要充分考虑产品的使用环境、载荷情况，确保结构的安全性和可靠性。同时，还需遵循相关标准和 规范，确保设计出的结构满足安全、环保等要求。
航空航天领域
焊接结构在航空航天领域的应用具有特殊要求，需要具备高精度、高 可靠性和轻量化的特点，以满足航空航天工业的特殊需求。
PART 02
焊接材料与设备
REPORTING
焊接材料的选择与使用
焊接材料的选择
根据焊接结构的使用要求、母材的特性以及焊接工艺的要求，选择合适的焊接 材料，如焊丝、焊条、焊剂等。
ห้องสมุดไป่ตู้
焊接结构的应用领域
建筑领域
焊接结构广泛应用于桥梁、高层建筑、工业厂房等建筑领域，具有抗 震性能好、施工速度快等优点。
机械领域
焊接结构在机械制造领域应用广泛，如压力容器、管道、重型设备等 ，具有高强度、高稳定性的特点。
船舶领域
焊接结构在船舶制造中占据重要地位，由于船舶工作环境恶劣，对焊 接结构的耐腐蚀性和强度要求较高。
磁粉检测
适用于铁磁性材料的焊接结构 ，能够发现表面和近表面的裂 纹、折叠等缺陷。
焊接结构生产-焊接结构备料及成形加工
矫正的方法按钢材的加热温度不同，分为冷矫正和热矫正。冷矫 正用于塑性好或变形不大的钢材பைடு நூலகம்热矫正用于弯曲变形过大，塑性较 差的钢材。热矫正的加热温度通常为700～900℃。按作用力的性质不 同，又分为手工矫正、机械矫正和火焰矫正及高频热点矫正四种。矫 正方法的选用，与材料的形状、性能和变形程度有关，同时与制造厂 拥有的设备有关。 (1)手工矫正手工矫正由于矫正力小，劳动强度大，效率低，所以常 用于矫正尺寸较小薄板钢材。手工矫正时，根据刚性大小和变形情况 不同，有反向变形法和锤展伸长法。
机器焊接结构主要包括机床大件(床身、立柱、横梁等)、压力机机身 减速器箱体以及大型机器零件等。 (1)焊接床身单件小批生产的大型和重型机床，往往采用焊接方法制造经 效果非常明显。图3-9是卧式车床的焊接床身，主要由箱形床腿、“n”形 筋、导轨、纵梁及液盘等零部件组成。图c断面结构型式是通过纵梁4上的 斜板5实现的，它把整个方箱断面分割成具有两个三边形的断面，下方三 形全封闭，断面具有较大的抗弯抗扭性能。
焊接容器是由板材经成形加工，并焊接成能够承受内外压力的封 闭型结构。容器结构(包括锅炉、压力容器和管道)是各工业部门必不 可少的生产装备，近年来，我国有关部门对容器的设计、制造、安装、 检验及使用管理等诸方面制订了一系列详尽的规程和标准。 (1)焊接容器的结构特点焊接容器大多是由各种壳体(圆柱形、圆锥形 和球形)与各种封头(椭圆形、球形和圆锥形)以及管接头、法兰和支 座等基本部件构成。常见压力容器结构形式有圆柱形、锥形和球形三 种，如图3-8所示。
薄板结构如驾驶室、客车车体、各种机器外罩、控制箱、电气开关箱 等，在机器制造业、汽车制造、农业机械等应用广泛。这类结构多属于受 力较小或不受载荷作用的壳体。集装箱(图3-12)是薄板结构的一种典型产 品，它是一个六面方形的箱体结构，主要是由两个侧壁、一个端壁、一个 箱顶、一个箱底和一对箱门所组成。
焊接结构备料及成形加工教案(中职教育).docx
授课题目焊接结构备料及成形加工教研室主任宫明教务科长授课时数授课方法讲授任课教师授课班级与时间焊接08、09、10教学忖标知识目标：熟悉钢板的矫正方法，焊接件的加工方法和工艺技能目标：掌握备料加工的一般步骤、工序教学重点钢板的矫正及热处理教学难点划线，下料，放样及板材型钢的展开长度计算教学内容、方法及过程第一节刚才的矫正及预处理一、钢材的变形原因。
1.轧制过程中引起的变形。
2.钢材因运输和部正确堆放产牛的变形3.钢材在下料过程屮引起的变形二、钢材的矫正原理是通过采用加压或加热的费那个是进行的，其过程是把己伸长的纤维缩短，把缩短的纤缩伸长，最终使钢板厚度方向纤缩趋于一•致。
三、钢材的矫正方法。
可按加热温度分冷娇正：用于娇正赠性好，变形不人的钢材热矫正：用于矫正塑性差，弯Illi变形大的钢材还可按作用力的性质分：1、手工侨正2、机械矫正3、火焰矫正4、高频热点矫正1、手工矫正：缺点：矫正力小，劳动强度大，效率低，因此常用于矫正尺寸较小的薄板钢材根据刚性大小和变形情况不同冇：反向变形法：由于回弹的存在，因此矫正时应适当过量。
锤展伸长法：线娇正扭曲，后矫正弯曲，再矫正不平对于强度鮫高的钢材，可将其加热至70（）-9（）0°C高温，以提高犁性变形能力，减小变形抗力。
2、机械矫正：原理：利用三点弯曲使构件产生一个与变形方向和反的变形而恢复平直3、火焰矫正：原理：采用火焰队钢材伸长部位进行局部加热，利用钢材热胀冷缩的特性, 使加热部分的纤维在四周较低温度部分的阻碍下膨胀，产生压缩犁性变形，冷却后纤维缩煎，使纤维长度趋于一致，从而使变形得以矫正。
火焰加热方式：点状加热线状加热三角形加热4、高频热点矫正：在火焰矫正的基础上发展起來的-•种新工艺，对尺寸较大，形状复朵的焊件, 效果显著优点：效果显著，生产率高，操作简便四、钢材的预处理定义：采用机械方法或化学方法对刚才的表而进行清理的过程成为预处理。
目的：把钢材的表面清理干净，为后续好、加工作准备。
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第三单元焊接结构的备料及成形加工（课本习题）模块一一、填空题（将正确答案填在横线上）1．对钢材表面进行净化工作，才能进行后续工序的加工，这对保证产品质量、缩短生产周期是相当重要的，常用的净化方法有和。
2．钢材经常采用的矫正方法有、、及四种。
二、判断题（在题末括号内，对画√，错画×）1．手工矫正由于矫正力小，劳动强度大，效率低，所以适用于任何钢材。
（）2．机械矫正是利用三点弯曲使构件产生一个与变形方向相反的变形，使结构件恢复平直。
（）3．火焰矫正法是利用钢材的局部加热，热胀冷缩的原理来矫正的。
（）4．火焰加热的位置应选择在金属纤维较长的部位或者凹下部位。
（）三、选择题（将正确答案的序号写在横线上）1．低碳钢冲压零件的清理（如汽车制造厂）冲压零件焊前要清理油污。
首先应在90o C以下中冲洗。
a . Na2CO3b .N a2SO4c .NaOHd .NaNO32．热矫正是将钢材加热至进行的矫正，主要用于弯曲变形过大，塑性较差的钢材。
a . 800～900℃b . 500～700℃c . 700～800℃d . 700～900℃四、简答1．什么是喷砂喷丸处理？2．试述铝合金的清理方法？3．简述钢材变形的原因？4．钢材矫正的方法？5．火焰加热的原理？及其步骤？模块二一、填空题（将正确答案填在横线上）1．制造冷作产品的划线可为和两种。
2．放样方法是指将零件的形状最终划到平面钢板上的方法，主要有、和光学放样等。
3．根据零件表面的展开性质，分为和两种。
可展曲面的展开方法有、和三种。
二、简答1．什么是放样、划线和号料？它们的区别是什么？2．简述划线的原则？3．简述平行线展开法的展开原理？4．什么是展开放样？钢材展开后板厚处理的一般原则？模块三一、填空题（将正确答案填在横线上）1．下料分为和。
手工下料的方法主要有、、等。
机械下料的方法有、等。
2．机械切割通常是利用剪切的方法进行加工的。
剪切一般在、和等专用机床上进行。
3．热切割包括、、等。
二、简答1．钢板下料有哪些方法？各适用于什么情况？2．金属气割应该具备什么条件？模块四一、填空题（将正确答案填在横线上）1．弯型时根据坯料温度可分为和；根据弯形的方法分和。
2．钢材弯曲变形特点对弯曲加工的影响主要有、和。
3．压弯成型时，材料的弯曲变形可以有、和三种方式。
二、判断题（在题末括号内，对画√，错画×）1．弯曲过程中，材料的横截面形状也要发生变化，无论宽板、窄板，在变形区内材料的厚度均有变薄现象。
（）2．若弯曲半径大于最小弯曲半径时，则应该分两次或多次弯曲，也可采用热弯或预先退火的方法，以提高材料的塑性。
（）3．接触弯曲或校正弯曲多用于大批量生产中的中、小型零件的压弯。
（）三、简答1．钢板滚弯原理及卷板的工艺过程是什么？2．什么是最小弯曲半径？为什么型钢、钢板弯曲时，弯曲半径都应大于最小弯曲半径？3．什么是回弹？钢材在冷弯后都会产生回弹吗？怎样减小回弹？第三单元（课本习题答案）模块一一、填空题1．机械清理、化学清理；2．手工矫正、机械矫正、火焰矫正、高频热点矫正；3．点状加热、线状加热、三角形加热。
二、判断题1．×2．√3．√4．×三、选择题1．a 2．d四、简答1．答：喷砂喷丸是将干砂或铁丸由专门压缩空气装置中急速喷出，被轰击的金属表面氧化物、污物被打落。
2．答：铝合金在氩弧焊前也要清理。
清理步骤如下：①除油污，用磷酸钠（40～60g/l）、碳酸钠（40～50g/l）及水玻璃（25～30g/l）的溶液，在60～80o C温度下，清洗10～30分钟；②用40～60o C流动的热水洗3～5次；③用冷水洗3～5次；④用硝酸（250～400g/l）溶液在60～65o C下洗光（气焊时在室温下洗光）；⑤用流动冷水洗3～5次；⑥用苛性钠（50～60g/l）溶液在50～70o C下腐蚀0.5~3分钟；⑦用流动的40～60o C水洗3～5次；⑧用流动的冷水洗3～5次；⑨用④再一次进行光泽处理；⑩同⑧再一次冲洗，在60～70o C下干燥。
清洗后5天内必须焊接。
3．答：引起钢材变形的原因很多，从钢材的生产到零件加工的各个环节，都可能因各种原因而导致钢材的变形。
钢材的变形主要来自以下几个方面：第一，钢材在轧制过程中可能产生残余应力而变形。
第二，送到工厂或焊接结构车间的轧制钢材，由于冷却、存储及运输等环节组织不当使轧制材料发生所不希望的变形，如局部凸起，波浪、整体弯曲、板边折弯，局部折弯等。
第三，钢材在划线以后，一般要经过气割、剪切、冲裁、等离子切割等工序。
这些工序使钢材受热不均匀，必然会产生残余应力，进而导致钢材产生变形。
4．答：钢材的矫正可以分冷矫正和热矫正。
冷矫正是在常温或局部加热条件下进行，矫正时，材料往往会出现冷硬现象，适用于矫正塑性好或变形不大的钢材。
热矫正是将钢材加热至700～900℃进行的矫正，用于弯曲变形过大，塑性较差的钢材。
经常采用的方法有手工矫正、机械矫正和火焰矫正及高频热点矫正四种。
矫正方法的选用，与工件的形状、材料的性能和工件的变形程度有关，同时与制造厂拥有的设备有关。
5．答：火焰矫正是采用火焰对钢材变形部位进行局部加热，利用钢材热胀冷缩的特性，使加热部分的纤维在四周较低温度部分的阻碍下膨胀，产生压缩塑性变形，冷却后纤维缩短，使纤维长度趋于一致，从而使变形得以矫正。
火焰矫正的步骤：1）分析变形的原因和钢结构的内在联系。
2）正确找出变形的部位3）确定加热方式、加热位置和冷却方式。
4）矫正后检验。
模块二：一、填空题1．平面划线、立体划线； 2．实尺放样、展开放样； 3．可展表面、不可展表面、平行线法、放射线法、三角形法二、简答1．答：划线是根据设计图样上的图形和尺寸，准确地按1:1在待下料的钢材表面上划出加工界线的过程。
按构件设计图样的图形与尺寸1:1的比例划在划线平台上，以显示图样上的各图形相互关系，从中的得到构件的真实图形和实际尺寸，制作成样板或样杆的工序称为放样。
采用样板或样杆在待下料的材料上划线的工序称为号料。
2．答：划线的基本规则：1）垂线必须用作图法；2）用划针或石笔划线时，应紧抵直尺或样板的边沿；3）圆规在钢板上划圆、圆弧或分量尺寸时，应先打上样冲眼，以防圆规尖滑动；4）平面划线应遵循先画基准线，后按由外向内，从上到下，从左到右的顺序划线的原则。
先画基准线，是为了保证加工余量的合理分布，划线之前应该在工件上选择一个或几个面或线作为划线的基准，以此来确定工件其它加工表面的相对位置。
一般情况下，以底平面、侧面、轴线为基准。
3．答：平行线展开法的展开原理是将零件表面看成由无数条相互平行的素线组成，取两相临素线及两端线所围成的微小面积作为基本平面，再将每一个小平面的真实大小，依次顺序地画在平面上，就得到了立体表面的展开图，所以只要立体表面素线或棱线是互相平等的几何形体，如各种棱柱体、圆柱体等都可用平行线法展开。
4．答：经过弯曲成形而制造的零件，在下料前将零件摊平在一个平面上画出几何图形的过程叫展开放样。
钢材展开后板厚处理的一般原则为：1）曲线形展开长度计算，以中性层展开长度为准；2）折线形展开长度计算，以里皮尺寸为准；3）侧面倾斜的构件高度，以板厚中性层高度为准；4）相交构件的展开高度，以接触部分的尺寸为准。
模块三一、填空题1．手工下料、机械下料、克切、锯切、气割、剪切、冲裁； 2．斜口剪床、龙门剪床、圆盘剪床；3．数控气割、等离子弧切割、光电跟踪气割。
二、简答1．答：下料就是用各种方法将毛坯或工件从原材料上分离下来的工序。
下料分为手工下料和机械下料。
手工下料的方法主要有克切、锯切、气割等。
克切不受工作位置和零件形状的限制，并且操作简单，灵活。
锯割可以分为手工锯割和机械锯割，手工锯割常用来切断规格较小的型钢或锯成切口。
经手工锯割的零件用锉刀简单修整后可以获得表面整齐、精度较高的切断面。
砂轮切割是利用高速旋转的薄片砂轮与钢材摩擦产生的热量，将切割处的钢材变成“钢花”喷出形成割缝的工艺。
常用砂轮切割断面尺寸较小的圆钢、钢管、角钢等。
气割主要适用于纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢等。
机械下料的方法有剪切、冲裁等。
龙门剪床主要用于剪切直线，它的刀刃比其它剪切机的刀刃长，能剪切较宽的板料。
圆盘剪床上的上下剪刀皆为圆盘状。
剪切时上下圆盘刀以相同的速度旋转，被剪切的板料靠本身与刀刃之间的磨擦力而进入刀刃中完成剪切工作。
采用圆盘剪可以非直线切口，切割板厚最大可达20～25mm，为切割规定宽度的毛坯，还可以采用双圆盘剪。
圆盘剪床剪切一般适合于剪切较薄钢板的直线或曲线轮廓。
热切割比剪床等机械切割的生产效率低，而且经常性费用如气体、燃料造成消耗高。
但热切割可以用在各种不同厚度、各种直线、曲线外形的切割上，具有很高的通用性。
热切割包括数控气割、等离子弧切割、光电跟踪气割等。
2．答：金属气割应具备下列条件：1）金属的燃点必须低于其熔点，这是保证切割是在燃烧过程中进行的基本条件。
否则，切割时便成了金属先熔化后燃烧的熔割过程，使割缝过宽，而且极不整齐。
2）金属氧化物的熔点低于金属本身的熔点，同时流动性应好。
否则，将在割缝表面形成固态熔渣，阻碍氧气流与下层金属接触，使气割不能进行。
3）金属燃烧时应放出较多的热。
满足这一条件，才能使上层金属燃烧产生的热量对下层金属起预热作用，使切割过程能连续进行。
4）金属的导热性不应过高。
否则，散热太快会使割缝金属温度急剧下降，达不到燃点，使气割中断。
如果加大火焰能率，又会使割缝过宽。
模块四一、填空题1．冷弯、热弯、手工弯型、机械弯型；2．弯力、回弹现象、最小弯曲半径；3．自由弯曲、接触弯曲、校正弯曲。
二、判断题1．√2．×3．√三、简答1．答：通过旋转辊轴使毛料(钢板)弯曲成型的方法称滚弯，又称卷板。
滚弯时，钢板置于卷板机的上、下辊轴之间，当上辊轴下降时，钢板便受到弯矩的作用而发生弯曲变形。
由于上、下辊轴的转动，通过辊轴与钢板间的摩擦力带动钢板移动，使钢板受压位置连续不断地发生变化，从而形成平滑的曲面，完成滚弯成型工作。
钢板卷板由预弯（压头）、对中、滚弯三个步骤组成。
2．答：材料在不发生破坏的情况下所能弯曲的最小曲率半径，称为最小弯曲半径。
材料的最小弯曲半径，是材料性能对弯曲加工的限制条件。
采用适当的工艺措施，可以在一定程度上改变材料的最小弯曲半径。
影响材料最小弯曲半径的因素有：1）材料的塑性越好，其允许变形程度越大，则最小弯曲半径可以越小．2）弯曲角α在相对于弯曲半径r/δ相同的条件下，弯曲角α越小，材料外层受拉伸的程度越小而不易弯裂，最小弯曲半径可以取较小值。
反之，弯曲角α越大，最小弯曲半径也应增大。
3）材料的方向性，轧制的钢材形成各向异性的纤维组织，钢材平行于纤维方向的塑性指标大于垂直于纤维方向的塑性指标。