焊接生产及工程管理

1、喷丸处理

(1)喷丸处理的原理喷丸处理又称抛丸处理，是利用净化的压缩空气，带动金属钢丸以较高的速度从喷嘴喷出，在短距离内强力撞击金属材料表面，去除金属表面的锈蚀、油污等杂物，得到洁净的金属表面状态。

(2)钢丸的种类钢丸的种类包括铸铁丸、铸钢丸、玻璃丸、陶瓷丸等，应根据焊件表面处理技术要求进行选择。

①铸铁丸的材料脆性大，易破碎，其硬度一般为HRC58~65.使用寿命较短，主要用于高强度材料的喷丸处理。②铸钢丸具有较好的强度和冲击韧性，其硬度一般为HRC40~50，当金属硬度较高时，可采用铸钢丸硬度为HRC57~62.铸钢丸的使用比较广泛，使用寿命为铸铁丸的数倍。③玻璃丸和陶瓷丸的硬度较低，主要用于不锈钢、钛、铝、镁及其他不允许铁元素污染的金属材料。也用于铸钢丸喷丸处理后的二次喷丸处理，降低铁元素污染和零件的表面粗糙度。

2、机械喷砂处理

机械喷砂处理是用净化的压缩空气，将砂流剧烈的喷向金属材料表面，利用磨料的强力撞击作用，去除金属材料表面的污垢物，其清理效果不如喷丸处理，但生产成本较低。

3、可展与不可展表面：（1）可展表面是指焊件表面相邻的两条素线处于平行或相交的状态(即能构成一个平面).

可展表面能够全部平整地摊开在一个平面上而不发生撕裂或皱折.几何图形中典型的可展表面有平面、柱面和锥面等。（2）不可展表面是指焊件表面母线为曲线或相邻两条素线处于交叉的状态.不可展表面只能进行近似的展开处理。不可展表面有球面、圆环面及螺旋面等4、火焰切割原理：火焰切割的实质是金属在氧气中的燃烧过程，它利用可燃烧气体和氧气混合燃烧的火焰产生的热量预热被切割金属表面，并使其呈活化状态，然后送进高纯度、高速度的切割氧流，使金属在氧气中剧烈燃烧，生成金属氧化物熔渣.并放出大量的热量，借助这些燃烧热和高温熔渣的热传导，不断加热切口金属，直至工件底部.同时借助高速氧流把燃烧生成的氧化物熔渣吹除，随着割炬的连续移动形成割缝，实现金属的分离过程。

5、等离子切割特点：

①等离子切割可以切割不锈钢、铜、铝、铸铁以及其他难熔金属材料。②等离子切割的质量好，由于等离子弧承受多种压缩作用，弧柱直径较小，所以切割缝隙窄小，边缘整齐平滑，零件变形较小，切割厚度可达150mm,

③等离子切割的切割速度快，生产效率高.切割厚度≤25 mm的低碳钢时，切割速度为火焰切割的5-6倍，但切割厚板的能力不及火焰切割。④等离子切割的电源空载电压高，等离子流速高，热辐射强，噪声、烟气和烟尘污染严重，工作环境卫生条件差，应注意加强安全防护。

6、激光切割的类型：(1)激光汽化切割：材料在高能址密度激光束的作用下，表面温度迅速升高，短时间内就可达到材料的沸点，使材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很快，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。(2)激光熔化切割：激光熔化切割是利用激光将金属材料加热熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴吹出惰性气体，依靠气体压力将液态金属排出，形成切口。(3)激光氧气切割：激光氧气切割是利用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体.喷吹出的活性气体与切割金属发生氧化反应并放出大量的热址，同时把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。

7、冲裁过程

冲裁的分离过程分为弹性变形阶段、塑性变性阶段、剪切阶段。

（1）弹性变形阶段坯料表明承受压力，产生弹性的压缩和拉伸，并略为挤入凹模洞口，形成塌角，坯料的内应力达到弹性极限。坯料上翘，间隙越大，上翘越严重。

（2）塑性变形阶段坯料的内应力超过屈服强度，产生塑性变形；部分材料被挤入洞口，应力集中在凸、凹模刃口处，因为有间隙，材料纤维发生弯曲和拉伸，直到出现微细裂纹；材料的流动出现光亮带。

（3）剪切阶段坯料的内应力达到抗剪强度极限，冲裁力也达到最大值，受剪处光亮带终止，微细裂纹继续发展，当凸、凹刃口处两裂纹重合时坯料被分离，形成粗糙的剪切带。

8、圆筒拉延厚度变化

（1）凸缘区域ABCD区为主要变形区域，此部分材料在凸模的作用下不断被拉入凹模型腔

内形成筒体侧壁，材料处于径向受拉、切向受压的应力状态，板料在径向产生拉伸而切向产生压缩，板厚有一定的增加。（2）凹模圆角区域CDEF区的板料经历了由直变弯和由弯变直的两次形变，厚度减薄量最大。（3）筒体侧壁区域EFGH区为传力区，此部分材料在凹模腔内中径向基本不变，所受到的只是轴向拉应力，壁厚也有所减薄。（4）凸模圆角区域GHIJ区的变形情况与凹模圆角区相似，但由于在凸模的作用下被拉伸，壁厚减薄最为严重，拉延的成形极限就是由该区域的承载能力所决定的。（5）筒体底部区域IJO区由于凸模的底部与此处材料的摩擦作用大大减弱了拉应力对该区材料的拉伸作用，变形很小，厚度减薄量在2%~3%左右。（6）拉延壁厚变化的相关因素材料强度越低，壁厚减薄量越大；材料变形越大，壁厚减薄量同样也越大；拉延模具间隙越小及凹模圆角半径越小；壁厚减薄量越大；模具润滑越好，壁厚减薄量减少，热压时温度越高，壁厚减薄量越大；加热不均匀，局部的壁厚减薄量越大。

9、装配方式分类：

（一）按零件定位方式分：(1)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。适用于大型挖掘机、起重机等小批量单件生产或大型结构的生产方法，如工作繁重，对装配操作技术水平要求高。（2）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、产品质童好、互换性强等特点.

（二）按照零件装配工位分类：(1)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。该装配工位的装配工人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。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、小批量焊接结构件的生产。(2)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。

10、装配基准选择的一般原则：（1）装备基准尽可能与设计基准重合。（2）选用面积较大的平面。（3）选用经过切削加工的表面。（4）选用有切削加工要求的表面。（5）选用不宜变形的表面或边缘。

11、装备顺序的制定原则:

(1)装配顺序的方向性原则：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.

(2)装配顺序应考虑零件的重量和尺寸条件：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。(3)装配顺序应考虑零件的形状：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。(4)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，优先定位具有切削加工要求的零件，留有必要的加工余量，再定位其他其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。(5)装配顺序应考虑焊接可达性

12、焊接坡口选择原则：（1）保证焊接质量：在选择焊接坡口时，必须保证焊条、焊丝或电极能够达到需要焊接的部位，并且具有足够的施焊空间，实现良好的焊接可达性。

(2)便于焊接施工：对于大型不易翻转的焊接结构件，应使焊缝处于容易施焊的位里，尽可能平焊位置.减少仰焊操纵。对于内径较小的筒体结构，尽可能在简体外侧施焊，避免或减少在的体内施焊，应采用单面焊的坡口形式.必要时可使用焊接衬垫，成者选择非对称的坡口形式，将容易施焊的一侧坡口探度加大，而不容易施焊的一侧坡口深度减小（3）坡口容易加工：焊接坡口可采用切削加工、热切割等方法制备，而采用热割方法制备坡口，生产成本比较低，生产效率高（4）尽量减少坡口截面积：在保证焊接质，满足施焊条件的前提下，减少坡口截面积.可降低焊接材料消耗.减少焊接金属填充量，节省焊接作业工时.降低焊接生