焊接工艺装备的作用及分类

焊接工艺装备的作用及分类

焊接工艺装备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。其中夹具主要包括定位器、夹紧器、推接装置等；机械装置或设备主要包括焊件变位机、焊机变位机、焊工变位机等。在现代焊接结构生产中，积极推广和使用与产品结构相适应的焊接工装，对提高产品质量，减轻焊接工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等诸方面起着非常重要的作用。

一、焊接工装的地位和作用

焊接结构生产全过程中，纯焊接所需作业工时仅占全部加工工时的25％～30％，其余是用于备料、装配及其他辅助工作。这些工作影响了焊接结构生产进度，特别是伴随高效率焊接方法的应用，这种影响日益突出。解决好这一问题的最佳途径，是大力推广使用机械化和自动化程度较高的焊接工装。

焊接工装的正确选用，是生产合格焊接结构的重要保证。除解决上述谈到的对生产进度影响外，其主要作用还表现在如下几方面。

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。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和互换性。

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采用焊接工装，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。

二、焊接工装的分类

焊接工装的形式多种多样，以适应品种繁多、工艺性复杂、形状尺寸各异的焊接结构生产的需要。焊接工装可按其功能、适用范围或动力源等进行分类。

⑴焊接夹具主要是对工件进行准确定位和可靠夹紧作用。功能单一，结构简单，多由定位元件、夹紧元件和夹具组成。手动夹具便于携带和挪动，适于现场安装或大型金属结构的装配和焊接生产使用。

⑵焊件变位机又称焊接变位器。焊件被夹持在可变位的台（架）上，该变位台（架）由机械传动机构使其在空间变换位置，适于结构比较紧凑、焊缝短而分布不规则的焊件装配和焊接时使用。

⑶焊机变位机又称焊接操作机。焊机或焊接机头通过该机械实现平移、升降等运动，使之到达施焊位置并完成焊接。可以和焊件变位机配合使用，完成焊件变位有困难的大型金属结构的焊接。

⑷焊工变位机又称焊工升降台。由机械传动机构实现升降，将焊工送至施焊位置。适用于高大焊接产品的装配、焊接和检验等工作。

⑸焊接辅助装置或设备是一般不与焊件直接接触，但又密切为焊接服务的各种装置，如焊丝处理、焊剂回收、焊剂垫等装置以及各类吊具、地面运输设备、起重机、运输机等。

⑹专用工装是指只适于一种焊件的装配和焊接。多用于有特殊要求或大批量生产的场合。

⑺通用工装又称万能工装。一般不需要调整即能适用于各种焊件的装配或焊接，其结构简单，如定位器、夹紧器等。

⑻半通用工装介于专用与通用工装之间，适用于同一系列但不同规格产品的装配或焊接，使用前需做适当调整。

⑼组合式工装具有万能性质，但必须在使用前将各夹具零件重新组合才能适用于另一种产品的装配与焊接。

⑽手动工装靠工人手臂之力去推动各种机构实现焊件的定位、夹紧或运动，适于夹紧力不大、小件、单件或小批量生产场合。

⑾气动工装利用压缩空气作动力源，气压一般在1MPa以内，传动力不大，适用于快速夹紧和变位场合。

⑿液动工装是用液体压力作动力源，传动力大且平稳，但速度较慢，成本高，适用于传动精度高、工作要求平稳、尺寸紧凑的场合。

⒀电磁工装是利用电磁铁产生的磁力作动力源来夹紧焊件，用于平紧力要求小的场合。⒁电动机工装是利用电动机的扭矩作动力去驱动传动机构，可实现各种动作，效率高、省力、易于自动化，适于批量生产。

三、焊接工装的特点

焊接工装的使用与焊接结构产品的各项技术及经济指标（如产品的质量、产量、成本等）有着密切的联系。

（1）焊接工装与备料加工的关系焊接结构零件加工具有工序多（如矫正、划线、下料、边缘加工、弯曲成形等）与工作量大的特点。采用工装进行备料加工，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）焊接工装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。例如：尺寸精度高，表面粗糙度低的零件，装配时应选用具有刚性固定的定位元件，快速而夹紧力不太大的夹紧元件；对于尺寸精度较差、表面粗糙度较高的零件，所选用的定位元件应具有足够的耐磨性并可及时拆换和调整；当零件表面不平是地，可选用夹紧力较大的夹紧器。

（3）焊接工装与焊接工艺的关系不同的焊接对焊接工装的结构和性能要求也不尽相同。采用自动焊生产时，一般对焊接机头的定位有较高的精度要求，以保证工作时的稳定性，并可以在较宽的范围内调节焊接速度。当采用手工焊接时，则对工装的运动速度要求不太严格。