焊接结构制造工艺
焊接结构制造工艺过程制订
焊接结构制造工艺过程制订本章主要介绍工艺规程的基本知识、编制工艺规程的步骤、焊接生产中常用的工艺卡片的使用和典型产品工艺规程的编制。
第一节焊接结构生产工艺规程的基本知识一、生产过程和工艺过程所谓生产过程是指由金属轧制的型材及金属坯料，经过多道工序的加工后，成为半成品或成品，这之间所有劳动过程的总和。
所谓工艺过程，是逐步改变其工件（原材料、毛坯、零件、半成品或成品）的几何形状、尺寸、力学性能、化学性能等的生产过程，它是在生产过程中完成工艺技术要求的技术措施的过程。
二、工艺过程的基本组成1. 工序在一个工作地点，连续完成一个零件（或同时几个零件）的那部分工艺过程，称为工序。
划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续完成。
工序是工艺过程的基本组织部分，并且是生产计划的基本单元。
焊接结构生产工艺过程的主要工序有：划线、下料、成形、边缘加工、制孔、装配、焊接、矫正、成品检验、涂漆等。
2. 工位工件在加工设备所占的每个工作位置称为工位。
3. 工步工件在某一加工工序中，所用的加工设备、工具和各工艺规范均保持不变的那部分工作称为工步。
第二节焊接结构加工工艺规程的编制一、工艺规程的作用编制工艺规程是生产中一项技术措施，在生产中能起到下列作用：1）合理地选择工艺方案，在结构满足正常工作、安全运行的前提下达到最佳的经济效益。
2）根据工艺方案进行生产，组织各工序的技术检验。
有利于尽早发现质量问题，并尽快消除焊接废品。
3）便于组织生产部门根据生产计划和工艺规程下达任务，组织调度安排生产，质量检验、劳动组织、材料供应及成本的核算等，使整个生产有计划进行。
4）在新产品投入生产前，要依据产品的工艺规程进行车间平面设计、设备的选用布置、专用夹具和工艺装备的设计与制造、原材料及人员的配备，以及各辅助部门的安排等。
5）可以不断地积累生产经验，提高企业技术素质和技术水平。
二、编制工艺规程的依据1．产品图样和产品的技术要求1）审查焊接结构总装图、部件图及零件图2）产品生产的技术要求2. 产品的生产纲领某种产品（或零、部件）包括备件和废品在内的年产量称为该产品的生产纲领。
焊接结构的生产过程
焊接结构的生产过程简介焊接结构是一种常见的制造工艺，广泛应用于航空航天、建筑、桥梁、汽车等领域。
焊接结构的生产过程是通过焊接方法将多个零部件连接起来，形成一个整体结构。
本文将详细介绍焊接结构的生产过程，包括准备工作、焊接设备、焊接工艺、质量控制等方面。
准备工作在进行焊接结构的生产之前，需要进行一系列的准备工作，以确保焊接的质量和安全。
材料准备首先需要准备焊接所需的材料，包括金属材料和焊接材料。
金属材料通常是预先加工好的零部件，如钢板、钢管等。
焊接材料主要包括焊条、焊丝、焊剂等。
选择合适的材料是保证焊接质量的重要因素。
表面处理在进行焊接之前，需要对焊接接头进行表面处理，以保证焊接接头的质量。
常见的表面处理方法包括打磨、除锈、清洁等。
设备准备焊接结构的生产需要使用专用的焊接设备。
根据焊接方法的不同，焊接设备可以包括焊机、焊枪、气瓶、电源等。
要确保焊接设备的正常运行和安全使用，需要提前进行设备检查和维护。
焊接工艺焊接工艺是指在焊接结构的生产过程中，所使用的具体方法和步骤。
不同的焊接方法有不同的焊接工艺。
电弧焊电弧焊是一种常用的焊接方法，其工艺步骤如下：1.准备工作：将待焊接的零部件进行定位和夹紧，保证焊接接头的正确位置和稳定性。
2.焊接参数设置：根据焊接材料和焊接接头的要求，设置合适的焊接电流、电压等参数。
3.焊接操作：根据焊接工艺要求，用电弧焊机将电弧点燃，将焊条或焊丝与焊接接头接触并进行移动，形成焊缝。
4.焊后处理：焊接完成后，进行焊缝的整形和打磨，以提高焊接接头的外观质量和强度。
熔化焊熔化焊是通过在焊接接头上加热和熔化材料，使其形成焊缝的一种焊接方法。
其工艺步骤如下：1.准备工作：将待焊接的零部件进行定位和夹紧，保证焊接接头的正确位置和稳定性。
2.加热预处理：先进行加热预处理，以提高焊接材料的可塑性和熔化性。
3.加热和熔化：使用火焰、电弧等加热源，将焊接接头加热至一定温度，使其熔化并形成熔池。
4.填充材料：将焊接材料加到熔池中，填充焊接缺口，形成焊缝。
起重机焊接结构件制造工艺设计规范流程
一、材料预处理1、原材料装卸货和转移时必须采用专用吊具：配备吊梁的专用吊卡、夹鉗、板钩或者磁铁。
在任何情况下都禁止钢丝绳直接接触钢板进行吊运。
原材料水平或者垂直码(堆)放时必须垫实靠牢，使其处于不受力的自然状态。
暂缓不用的原材料须采取有效的防护措施，远离热源和潮湿处搁置，并用明显记号标明材质和规格型号。
2、所有钢板、重要部位的型材以及氧化锈蚀较重的型材须进行双面抛丸、喷沙或者喷丸处理，使其金属表面呈均匀的近白色。
表面处理完毕后即将喷刷薄层(干燥时间不得超过4min ) 的硅酸锌防锈底漆。
禁止使用在气割和焊接过程中会释放出对人体有害气体的防锈油漆。
3、小吨位起重机主梁用钢板优先选用卷板，卷板在开卷矫平机上矫平。
4、钢板厚度6≤14mm、1m 波浪度＞3mm 和厚度6＞14mm、1m 波浪度＞ 2mm 的板材必须进行矫正整形处理。
整形方法为：机床整形或者人工冷作整形。
人工整形时禁止直接锤击原材料，必须在其上垫6＞8mm 的击打垫板。
不允许火焰整形。
5、型材的初始弯曲程度为： 1m 直线度＞ 1mm 的必须进行矫直处理。
矫直方法为：型钢矫直机滚压或者油压机顶压。
较大规格型材在征得质量负责人允许后允许火焰矫直。
6、润滑和液压油路的钢管进行酸洗处理。
处理后即将在管外壁喷刷防锈底漆，漆后油封二口以防止内壁再次氧化。
有色金属管和橡胶管须经压风吹净其内壁，然后封堵二口待用。
二、原材料下料1、创造负责人须对采购部门提出钢板供应尺寸(主要针对主梁腹板)的要求，以达到科学合理的拼料。
在选择原材料下料时，起重机桥架用材处于最优先地位，以做到主梁、端梁上的钢板拼接焊缝离主梁中心越远越好、焊缝数量越少越好。
2、原材料下料必须有整体下料的概念，主梁、端梁、走台、小车架要统筹考虑，画好经讨论的排料图再行下料。
下料规则为：先下大料再下小料，先大再小先长后短相互套料，使整台行车的材料利用率达到 95％以上。
3、厚度6≤12mm 的钢板用剪床进行直线形下料。
焊接应力与变形
焊接结构制造工艺及实施（焊接应力与变形） 焊接结构制造工艺及实施（焊接应力与变形）7
焊接应力与变形的产生
研究焊接应力与变形的基本假定： 二、研究焊接应力与变形的基本假定：
（1）平截面假定 （2）金属性能不变的假定
α、C、ρ、E、σ S、σ b、δ
是与温度变化无关的参数 （3）金属屈服点的假定
焊接结构制造工艺及实施（焊接应力与变形） 焊接结构制造工艺及实施（焊接应力与变形）8
22 焊接结构制造工艺及实施（焊接应力与变形） 焊接结构制造工艺及实施（焊接应力与变形）
焊接残余变形
（2）合理选择焊缝长度和 数量
只要允许，多采用型材、 只要允许，多采用型材、 冲压件；焊缝多且密集处， 冲压件；焊缝多且密集处，可 以采用铸—焊联合结构 焊联合结构， 以采用铸 焊联合结构，就可 以减少焊缝数量。此外， 以减少焊缝数量。此外，适当 增加壁板厚度， 增加壁板厚度，以减少肋板数 量，或者采用压型结构代替肋 板结构， 板结构，都对防止薄板结构的 变形有利。 变形有利。
将焊件组合成刚性更大或对称的结构。 2）将焊件组合成刚性更大或对称的结构。
T形梁的刚性固定和反变形 形梁的刚性固定和反变形
28 焊接结构制造工艺及实施（焊接应力与变形） 焊接结构制造工艺及实施（焊接应力与变形）
焊接残余变形
• 3）利用焊接夹具增加结构的刚性和拘束。 利用焊接夹具增加结构的刚性和拘束。
焊接接头、结构的设计和制造工艺2
例题2
如图所示吊耳，若在30°斜上方有10KN的载荷，试校验焊缝是否安全? （K=10mm，[σ’]=160Mpa，[τ’]=0.6[σ’]）
P1
P
30° P2
100
（3）T型接头静载强度计算公式---续
2) 极限状态设计法焊缝连接的计算
根据GB 50017－2003《钢结构设 计规范》，对于对接焊缝、直角 角焊缝、斜角角焊缝(图5-13)和对 接与角接的组合焊缝(图5-12)等形 式。焊缝应根据结构的重要性、 载荷特性、焊缝形式、工作环境 以及应力状态等情况选用是否熔 透和不同质量等级。 如承受疲劳构件的对接焊缝均 应焊透且焊缝质量为I、Ⅱ级；虽 不计疲劳，但要求与母材等强， 也要求焊透，并应不低于Ⅱ级的 焊缝质量； 重级工作制的吊车梁、起重量 >50t的中级工作制的吊车梁，腹 板与盖板间的角焊缝，要求开坡 口焊透等。 焊缝强度计算公式（表5-9）。
图5-14点焊、缝焊焊缝的基本符号及示意图 a) 点焊符号 b) 缝焊符号
图5-16 补充符号应用示意图 a ) 带垫板的V形焊缝 b) 工件三面带焊缝 c) 现场施焊周围焊缝
标准规定基本符号相对基准线的位置，以确切表示焊缝的位置：
• 焊缝在接头的箭头侧，图a，则将基本符号标在基准线的实线侧，图b； • 焊缝在接头非箭头侧，图c，则将基本符号标在基准线的虚线侧，图d； • 标注对称焊缝或双面焊缝，则可不加虚线，图e。
5.2 焊接生产工艺过程的设计
5.2.1 焊接生产及其工艺过程设计的内容、步骤与方法 1．焊接生产及其组成部分
焊接生产过程由材料入库开始，在此阶段要先进行材料的复验，包括 力学性能复验和化学成分分析，有些产品还要求对钢板进行探伤检查。接 着进行装焊前的零件加工，包括矫正、划线、号料、下料(机械加工和热 切割)、成形(冲压成形和卷板弯曲成形)等。该工序完成后，则可将加工 好的零件存入中间仓库。然后进行零件或部件的装配和焊接。最后制成的 焊接结构经过修整后，进行涂饰(包括清除焊渣及氯化皮的喷丸处理、钝 化处理和喷漆等)。 焊接生产过程可以归结为由制造焊接结构的材料(包括基本金属材料 和各种辅助、填充材料，外购毛坯和零件等)，经设备(材料准备设备、装 配焊接设备等)加工制成产品的过程。
gb50661-2011
钢结构焊接工艺：
钢结构焊接制造（即焊接结构生产）是从焊接生产的准备工作开始的，它包括结构的工艺性审查、工艺方案和工艺规程设计、工艺评定、编制工艺文件（含定额编制）和质量保证文件、定购原材料和辅助材料、外购和自行设计制造装配－焊接设备和装备；然后从材料入库真正开始了焊接结构制造工艺过程，包括材料复验入库、备料加工、装配－焊接、焊后热处理、质量检验、成品验收；其中还穿插返修、涂饰和喷漆；最后合格产品入库的全过程。
钢结构焊接规范(GB50661-2011)：
《钢结构焊接规范（GB50661-2011）》是2012年4月中国建筑工业出版社出版的图书，作者是中华人民共和国住房和城乡建设部。
内容简介：
《钢结构焊接规范（GB50661-2011）》根据原建设部《关于印发<2007年工程建设标准规范制订、修订计划（第二批））的通知》（建标[2007-]126号）的要求，由中冶建筑研究总院有限公司会同有关单位编制而成。
本规范提出了钢结构焊接连接构造设计、制作、材料、工艺、质量控制、人员等技术要求。
同时，为贯彻执行国家技术经济政策，反映钢结构建设领域可持续发展理念，本规范在控制钢结构焊接质量的同时，加强了节能、节材与环境保护等要求。
本规范在编制过程中，总结了近年来我国钢结构焊接的实践经验和研究成果，编制组开展了多项专题研究，充分采纳了已在工程实际
中应用的焊接新技术、新工艺、新材料，并借鉴了有关国际标准和国外先进标准，广泛征求了各方面的意见，对具体内容进行了反复讨论和修改，经审查定稿。
本规范的主要内容有：总则，术语和符号，基本规定，材料，焊接连接构造设计，焊接工艺评定，焊接工艺，焊接检验，焊接补强与加固等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
焊接结构设计与制造作业指导书
焊接结构设计与制造作业指导书第1章焊接结构设计基础 (4)1.1 焊接工艺概述 (4)1.1.1 焊接基本概念 (4)1.1.2 焊接分类 (4)1.1.3 焊接工艺流程 (4)1.2 焊接材料与设备选择 (4)1.2.1 焊接材料 (4)1.2.2 焊接设备 (4)1.3 焊接接头设计 (4)1.3.1 焊接接头类型 (5)1.3.2 焊接接头设计原则 (5)1.3.3 焊接接头设计要点 (5)第2章焊接结构材料 (5)2.1 常用焊接材料功能及选用 (5)2.1.1 焊条 (5)2.1.2 焊丝 (5)2.1.3 焊剂 (5)2.2 焊接材料的热处理 (6)2.2.1 焊后热处理 (6)2.2.2 预热处理 (6)2.2.3 焊接过程中的热处理 (6)2.3 焊接材料的储存与保管 (6)2.3.1 焊接材料的储存 (6)2.3.2 焊接材料的保管 (6)2.3.3 焊接材料的有效期 (6)第3章焊接接头设计要求 (6)3.1 焊接接头类型及特点 (6)3.1.1 对接接头 (6)3.1.2 角接接头 (7)3.1.3 搭接接头 (7)3.1.4 T型接头 (7)3.2 焊接接头设计原则 (7)3.2.1 保证焊接接头强度 (7)3.2.2 减小应力集中 (7)3.2.3 便于施焊和检验 (7)3.2.4 符合经济性原则 (7)3.3 焊接接头应力集中分析 (7)3.3.1 焊接接头应力集中的原因 (7)3.3.2 焊接接头应力集中的影响 (7)3.3.3 焊接接头应力集中控制措施 (7)第4章焊接工艺参数选择 (8)4.1.1 焊接方法选择 (8)4.1.2 焊接工艺参数 (8)4.2 焊接工艺评定 (8)4.2.1 焊接工艺评定目的 (8)4.2.2 焊接工艺评定内容 (8)4.2.3 焊接工艺评定方法 (8)4.3 焊接工艺规程制定 (9)4.3.1 焊接工艺规程内容 (9)4.3.2 焊接工艺规程制定原则 (9)4.3.3 焊接工艺规程的实施与监督 (9)第5章焊接结构制造工艺 (9)5.1 焊前准备 (9)5.1.1 材料检验 (9)5.1.2 材料预处理 (9)5.1.3 焊接工艺评定 (9)5.1.4 焊接工装及设备准备 (10)5.2 焊接过程控制 (10)5.2.1 焊接方法选择 (10)5.2.2 焊接参数控制 (10)5.2.3 焊接操作规范 (10)5.2.4 焊接质量检验 (10)5.3 焊后处理 (10)5.3.1 焊接应力消除 (10)5.3.2 焊缝清理 (10)5.3.3 尺寸检查 (10)5.3.4 表面处理 (11)第6章焊接应力与变形控制 (11)6.1 焊接应力与变形的产生 (11)6.1.1 焊接过程中的热输入 (11)6.1.2 材料性质的影响 (11)6.1.3 焊接顺序和焊接方法 (11)6.2 焊接应力与变形的控制方法 (11)6.2.1 焊接工艺参数的选择 (11)6.2.2 焊接顺序的优化 (11)6.2.3 预热和后处理 (11)6.2.4 焊接支撑和夹具的使用 (11)6.3 焊接残余应力消除与调整 (11)6.3.1 焊后热处理 (11)6.3.2 机械消除应力 (11)6.3.3 激光消除应力 (12)6.3.4 焊接残余应力的检测与评估 (12)第7章焊接结构检验 (12)7.1 焊接缺陷及成因 (12)7.1.2 成因分析 (12)7.2 焊接检验方法 (12)7.2.1 外观检验 (12)7.2.2 无损检测 (12)7.2.3 力学功能检测 (12)7.2.4 金相检验 (12)7.3 焊接检验程序及标准 (12)7.3.1 检验程序 (12)7.3.2 检验标准 (13)7.3.3 检验记录与报告 (13)第8章焊接结构疲劳设计 (13)8.1 焊接结构疲劳概述 (13)8.2 焊接结构疲劳设计方法 (13)8.2.1 疲劳设计原则 (13)8.2.2 疲劳设计方法 (13)8.3 焊接结构疲劳寿命评估 (13)8.3.1 疲劳寿命评估方法 (14)8.3.2 疲劳寿命评估步骤 (14)第9章焊接结构断裂控制 (14)9.1 焊接结构的断裂模式 (14)9.1.1 脆性断裂 (14)9.1.2 韧性断裂 (14)9.1.3 疲劳断裂 (14)9.1.4 气孔和夹杂物导致的断裂 (15)9.2 断裂控制方法 (15)9.2.1 材料选择 (15)9.2.2 焊接工艺优化 (15)9.2.3 焊接结构设计改进 (15)9.2.4 预防措施 (15)9.3 焊接结构安全评定 (15)9.3.1 安全评定方法 (15)9.3.2 安全评定标准 (15)9.3.3 安全评定程序 (15)9.3.4 案例分析 (15)第10章焊接结构典型应用案例 (15)10.1 桥梁焊接结构设计与制造 (15)10.1.1 案例概述 (16)10.1.2 结构设计 (16)10.1.3 制造过程 (16)10.2 船舶焊接结构设计与制造 (16)10.2.1 案例概述 (16)10.2.2 结构设计 (16)10.2.3 制造过程 (16)10.3 压力容器焊接结构设计与制造 (17)10.3.1 案例概述 (17)10.3.2 结构设计 (17)10.3.3 制造过程 (17)10.4 电站焊接结构设计与制造 (17)10.4.1 案例概述 (17)10.4.2 结构设计 (17)10.4.3 制造过程 (17)第1章焊接结构设计基础1.1 焊接工艺概述1.1.1 焊接基本概念焊接作为一种永久性连接金属的方法，是通过加热或加热与压力相结合的方式，使金属材料局部熔化并形成连接的过程。
焊接结构的装配与焊接工艺
第五章焊接结构的装配与焊接工艺装配与焊接是焊接结构生产过程中的核心，直接关系到焊接结构的质量和生产效率。
同一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方式、不同的焊接工艺、不同的装配—焊接顺序，也就会有不同的工艺过程。
本章重点介绍装配与焊接工艺方法。
第一节焊接结构的装配装配是将焊前加工好的零、部件，采用适当的工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部件或整个产品的工艺过程。
一、装配方式的分类装配方式可按结构类型及生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点来分类。
（一）按结构类型及生产批量的大小分类1．单件小批量生产单件小批量生产的结构经常采用划线定位的装配方法。
该方法所用的工具、设备比较简单，一般是在装配台上进行。
划线法装配工作比较繁重，要获得较高的装配精度，要求装配工人必须具有熟练的操作技术。
2．成批生产成批生产的结构通常在专用的胎架上进行装配。
胎架是一种专用的工艺装备，上面有定位器、夹紧器等，具体结构是根据焊接结构的形状特点设计的。
（二）按工艺过程分类1．由单独的零件逐步组装成结构对结构简单的产品，可以是一次装配完毕后进行焊接；当装配复杂构件时，大多数是装配与焊接交替进行。
2．由部件组装成结构装配工作是将零件组装成部件后，再由部件组装成整个结构并进行焊接。
二、装配的基本条件在金属结构装配中，将零件装配成部件的过程称为部件装配；将零件或部件总装成产品则称为总装配。
无论何种装配方案都需要对零件进行定位、夹紧和测量，这就是装配的三个基本条件。
1．定位定位就是确定零件在空间的位置或零件间的相对位置。
图6-1所示为在平台上装配工字梁。
2．夹紧夹紧就是借助通用或专用夹具的外力将已定位的零件加以固定的过程。
3．测量测量是指在装配过程中，对零件间的相对位置和各部件尺寸进行一系列的技术测量，从而鉴定定位的正确性和夹紧力的效果，以便调整。
上述三个基本条件是相辅相成的，定位是整个装配工序的关键，定位后不进行夹紧就难以保证和保持定位的可靠与准确；夹紧是在定位的基础上的夹紧，如果没有定位，夹紧就失去了意义；测量是为了保证装配的质量，但在有些情况下可以不进行测量（如一些胎夹具装配，定位元件定位装配等）。
钢结构制作焊接工艺
钢结构制作焊接工艺钢结构制作焊接工艺提要：焊条使用前应进行烘干，酸性焊条可在150～200℃下烘干1～２小时；烘干的焊条应放在温度控制在100℃的保温筒内，随取随用钢结构制作焊接工艺1基本要求：对首次使用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊接接头形式必须进行焊接工艺评定试验；其试验数据应作为编制焊接施工工艺的依据。
见图4焊接作业人员应持证上岗，不具备条件者不得施焊。
焊条使用前必须按规定进行烘干，保温，焊工领用后必须存放在保温桶中随用随取。
施焊前，应认真学习焊接工艺，施焊中，严格执行焊接工艺参数。
定位焊接必须由持证合格焊工进行施焊，点焊工艺必须执行焊接工艺中的参数规范，不得随意改变，点焊焊缝长度大于50m，焊角高度不小于6mm。
钢板接料对接焊缝和角焊缝两端必须配置引弧板，其长度:手工弧焊为30～50mm，半自动焊为43～60mm，埋弧自动焊为50～100mm，熔嘴电渣焊为100mm以上。
引焊道引板上的焊缝长度不得小于引弧板长度的2/3,引弧应在焊道外进行，严禁在焊道区以外的母材上打火引弧；其坡口型式与被焊工件相同。
冬雨季施工时严格按照雨季施工技术规程执行，要防止风、雨、雪及因天气变化对焊接质量质量的影响。
焊接引弧收尾采用回焊法，角焊缝拐角处必须连续施焊。
当构件出现汇交焊缝时，焊缝在200mm范围内应予以补强。
以上厚度的钢板焊接，为防止在厚度方向出现层状撕裂，采取以下措施：A施焊前，对母材中心线两侧各2倍板厚区域内进行超声波探伤检查，母材中不得有裂纹、夹层及分层等缺陷存在。
B严格控制焊接顺序，尽可能减少垂直于板面方向的约束。
c根据母材的coq （碳当量）和Pcm（焊接裂纹敏感性指数）值选择正确的预热温度和必要的后热处理措施。
D通过焊接工艺试验制定焊接工艺规程。
型钢梁柱的焊接必须进行焊前预热和焊后热处理。
焊接T形、十字形、角焊接接头，当翼板厚度大于或等于40mm 时，采用抗层状撕裂的Z向钢。
箱型柱接头，当板厚在80mm及以上时，侧板板边火焰切割面宜磨或刨去由热切割产生的硬化层，防止层状撕裂起源于板端表面的硬化组织。
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。
焊接结构制造工艺探究
焊接结构制造工艺探究
董 小英
（ 湖南铁 道职业技术学院 湖南 株洲 ４ １ ２ ０ ０ １ ）
摘要 ： 笔者在本 文中主要对焊接工艺进行 了基本 的讨论 ，ｌ ： ￣ － ／ ｗ ． ｙ － 艺的组成 。详 细分析 了焊接加工的编 制步骤 ，并对过程进行 了细致 的分析研究 ．重点探 索了焊
法 可行 性 。
３ 焊 接结 构生产 工艺 过程分 析 ３ ． １生产纲领对结构生产工艺过程分析
的影 响 工艺过程分析 目的 ， 根据不 同的生产纲
领 选择和 确定最佳 工艺方 案 。生 产纲领 不 同，工装夹具设计的内容 和要求也不相同。 以工字梁 为例说 明不 同生产纲领 条件 下的 焊接工艺及工艺装备。 （ １ ）单件小批量生产 可采用如图 ６ — １ 所示 的工字梁装配胎具 ，选 择焊条 电弧焊 、 二氧化碳气体保护焊或埋弧焊 ， 在图７ — ７ 所 示链式翻转机上完成焊接。 （ ２）成批生产 由于工字梁数量、批量 增加 ， 在夹 具设计上应考虑减少制造中工字 梁的搬运 翻转次数和辅助时间 ，并要减 少成 品后 的矫正工 作量 。工字梁 的装配 可在 图 ７ — ８所 示 的气 动或 液压专用 夹紧夹 具上 进 行 ，焊接可采用埋 弧 自动焊或 自动二氧化碳 气体保护焊。 （ ３） 大量生产 采用机械化、自动化水 平高 的流水线生产 ， 每道 工序 由专用机械完 成 ，板料和半成 品采用辊道输送机构 ， 大大 减 少工件 的 吊运 和翻转 ，减少 工人劳 动强 度 ，提高生产率 。图 ７ — １ ０为埋 弧焊或 自动 二 氧化碳气体保护焊 ， 焊接工字 梁流水线作 业 的平面布置图 。 从以上工字梁 的单件小批、成批及大量 生产加工过程可 以看出 ，由于生产纲领 的不 同 ，加 工工 字梁所用 的设备 数量和辅 助 机 械、 起重设备 、运输等均 不一样 。从经济上 分析 ， 采 用机械化 和自动化高的生产 条件 ， 虽一次性投资大 ， 但产量高 ， 其每件生产成 本要 比单 件小批量 生产 的要少 ，回收投 资 快 、效益高 ； 此外 ，采用机械化 、自动化生 产， 产品质量高 ，质量稳定 。 ３ ． ２结构生产 的要求对生产工艺过程分 析的影响 焊接结 构生产 工艺 过程分 析 的原则是 在保证 焊接结 构生产 要求 的前 提下取 得最 的经济效 益。焊接结构生产 的要求 ，包 括产 品的技术要求 、 产 品的经济要求和安全 生产
大型焊接结构件机械加工工艺方法
关键词：大型焊接结构件；加工工艺；机械设计引言随着社会经济的快速发展，机械制造业对产品质量、生产效率、工作环境和安全性提出了更高的要求，现代机械制造技术和高精度加工技术问题已成为人们关注的焦点。
但近年来，在机械制造技术和加工工艺的研究过程中，传统的机械制造工艺存在着生产效率低、成本高、加工质量不稳定、劳动强度大、安全防护不足等问题。
因此，分析机械制造业的发展趋势，掌握和探索现代机械制造技术和高精度加工技术的相关内容，对制造技术的优化和改进具有重要意义。
1现代机械制造技术与高精度加工技术简介1.1机械制造精密加工技术综述机械制造和高精度加工技术在科学技术领域有着广泛的应用，例如，机械制造精密加工技术在航空航天和精密车床上得到了广泛的应用。
同时，机械制造业的高精度、高生产率和高精度加工技术不仅带来了巨大的经济效益，也成为发达国家和发展中国家的发展方向。
1.2大型焊接结构件机械加工工艺管理系统设计施工机械在基本建设、建筑施工和土木建筑施工中是绝对必要的。
目前，我国设计和生产了许多建筑机械，但其中许多机械的质量和可靠性都不太好。
因此，中国生产的许多建筑机械的价格低于其他国家生产的[1]。
因此，工程机械的质量和可靠性亟待提高。
工程机械作业环境恶劣。
他们的工作环境中有巨大的工作负荷、振动负荷和腐蚀。
工程机械中大型结构件的质量对整机质量有很大的影响。
但是，大型结构构件通常结构复杂、体积大、重量大，使得其制造过程中的变形控制非常困难[2]。
近年来，许多研究人员试图通过对制造过程的精确管理来提高大型结构件的质量。
网络化制造是一种先进的制造模式。
企业实施信息管理系统是为了提高产品质量，快速响应市场需求，提高在知识经济和全球制造业环境下的竞争力。
为了提高工程机械大型结构件的制造质量，降低能耗，设计了工程机械大型结构件制造过程管理系统。
2现代机械制造技术原理与高精度加工技术2.1机械制造技术机械制造工艺主要包括工艺定制、原始加工和先进加工技术等。
常用金属的焊接及焊接件的结构工艺性解析课件
焊接的优缺点
优点
连接强度高，密封性好；适用于各种 金属材料和结构；设备简单，操作方 便。
缺点
易产生焊接变形和残余应力；焊接过 程中易产生裂纹、气孔和夹渣等缺陷； 对焊工技能要求较高。
02
CATALOGUE
常用金属的特性与焊接性
钢铁的特性与焊接性
钢铁是工业中应用最广泛的金属 材料，具有良好的强度、塑性和
焊接作业环境的安全管理
保持焊接作业环境的良好通风，减少有害气体和烟尘的浓度，避免 在密闭或通风不良的环境中进行焊接作业。
焊接作业的环保要求
控制有害气体和烟尘的排放
01
采用低烟尘、低有害气体的焊接材料，减少焊接过程中产生的
有害气体和烟尘的排放。
减少噪音和振动
02
采用低噪音、低振动的焊接设备和工艺，减少对周围环境和人
修复方法
打磨、补焊、更换等，根据具体情况选择合适的修复方法。
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CATALOGUE
焊接安全与环保
焊接作业的安全防护措施
焊接工人的个人防护
使用焊接面罩、焊接手套、焊接工作服等个人防护装备，以减少 焊接过程中产生的有害光、热和烟尘对人体的伤害。
焊接设备的维护与检查
定期对焊接设备进行维护和检查，确保设备正常运行，防止因设备 故障导致的安全事故。
不锈钢在焊接过程中易出现晶间腐蚀、热裂纹等缺陷，需采取相应的措施进行预防 和控制。
有色金属的特性与焊接性
有色金属包括铝、铜、钛等，具有特殊的物理和 化学性能。
有色金属的可焊性因材料不同而异，常用的焊接 方法有熔化焊、压力焊等。
有色金属在焊接过程中易出现氧化、气孔、热裂 纹等缺陷，需采取相应的工艺措施进行控制。
常用金属的焊接 及焊接件的结构 工艺性解析课件
船舶结构焊接技术与工艺
船舶结构焊接技术与工艺前言船舶结构焊接技术与工艺是船舶制造中至关重要的一环。
焊接作为一种常用的金属连接工艺，具有高强度、高效率、良好的密封性和可靠性等优点，被广泛应用于船舶结构的制造和修理中。
本文将介绍船舶结构焊接的相关技术和工艺，帮助读者了解船舶焊接的基本原理、工艺流程和注意事项。
一、船舶结构焊接的基本原理船舶结构焊接是利用高温热源将金属材料加热至熔点状态，并通过施加压力形成永久性连接的工艺。
其基本原理包括以下几个方面：1. 熔化焊接原理熔化焊接是船舶结构焊接中最常见的焊接方式，其原理是通过加热金属材料至熔点，使其熔化并与填充金属材料融合在一起。
常用的熔化焊接方法包括电弧焊、气焊和激光焊等。
•电弧焊是通过电弧放电产生的热量将焊接材料熔化，并通过填充金属电极补充材料，形成焊接缝。
电弧焊具有焊接速度快、适用于各种厚度材料的优点，是船舶结构焊接中常用的方法之一。
•气焊是利用燃烧氧气和燃气混合物产生的火焰加热金属材料至熔点，并通过添加填充材料进行焊接的方法。
气焊适用于焊接较大厚度的材料，并具有多种焊接形式的灵活性。
•激光焊是利用激光束直接对金属材料进行加热，使其熔化并与填充材料融合在一起的焊接方法。
激光焊具有焊接速度快、热影响区小的优点，适用于船舶结构焊接中对焊接质量要求较高的场景。
2. 压力焊接原理压力焊接是利用压力将金属材料接触在一起，并施加热源使其发生塑性变形而形成连接的焊接方式。
常用的压力焊接方法包括轧焊、焊接锻造和爆炸焊接等。
•轧焊是利用辊轧将金属板材直接压合在一起，并通过传导热量使其熔化并形成连接的焊接方法。
轧焊适用于焊接较薄的板材，具有焊缝牢固、焊接速度快的特点。
•焊接锻造是将金属材料在高温高压条件下锻造、压制，并通过塑性变形使其熔化并形成连接的焊接方法。
焊接锻造具有变形能量为主要源的优点，适用于焊接较大断面和要求高强度的场景。
•爆炸焊接是利用高能量爆炸产生的冲击压力将金属材料相互冲击并连接在一起的焊接方法。
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二、工艺过程的组成
焊接结构产品的工艺过程是由一系列的工序依次组合 而成的，通过各种工序将原材料或毛坯逐渐制成成品。 1．工序 工序是由一个或一组工人，在一台设备或一个工作地 点对一个或同时对几个焊件所连续完成的那一部分工艺 过程，称为工序。 2．工位 工位是工序的一部分。在某一工序中，焊件在加工设 备上所占的每个工作位置称为工位。 3．工步 工步是工艺过程的最小组成部分，它还保持着工艺过 程的一切特性。在一个工序内焊件、设备、工具和工艺 规范均保持不变的条件下所完成的那部分工序称为工步。
三、编制工艺规程的步骤
焊接是整个过程中的核心工序，焊前准备和 焊后处理的各种工序都是围绕着获得符合焊接质 量要求的产品而做的工作。
质量检验是贯穿在整个生产过程，是为了控 制和保证焊接生产的质量。
每个工序的具体内容，由产品的结构特点、 复杂程度、技术要求和产量大小等因素决定。
1、焊接工艺规程的内容 主要内容是： 1)确定产品各零、部件的加工方法、相应的工艺参 数和工艺措施。 2)确定产品的合理生产过程，包括各工序的工步顺 序。 3)决定每道加工工序所需用的设备、工艺装备及其 型号规格，对非标准设备提出设计要求。 4)计算产品的工艺定额，包括金属材料、辅助材料、 填充材料的消耗定额和劳动消耗定额等。进而决定各 工序所需工人数及其技术等级，以及各种动力的消耗 等。
焊接结构制造工艺
• 第一节 焊接结构制造工艺设计的内容 和方法 • 第二节 焊接工艺规程的编制 • 第三节 焊接结构生产工艺过程分析 • 第四节 焊接工艺设计实例
• 第五节 焊接工艺评定
第一节 焊接结构制造工艺设计 的内容和方法
焊接结构生产的一般工艺过程图
一、生产过程与工艺过程
生产过程—将原材料或半成品转变为产品的全部 过程称为生产过程。 工艺过程—改变生产对象的形状、尺寸、相对位 置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工 艺过程。 生产过程包括直接改变零件形状、尺寸和材料性 能或将零、部件进行装配焊接等所进行的加工过程， 如划线、下料、成形加工、装配焊接及热处理等； 同时也包括各种辅助生产过程，如材料供应、零部 件的运输保管、质量检验、技术准备等。前者属于 工艺过程，后者属于辅助生产过程。
(2)工艺过程分析 主要是对产品结构特点及其技术要求进行深入分析， 探求产品(包括各零、部件)从原材料到成品整个制造 过程的工艺方法，研究和解决加工制造中可能出现的 技术难题。 (3)拟订工艺方案
编制工艺规程是生产中的一项技术措施，它 是根据产品的技术要求和工厂的生产条件，以科 学理论为指导．结合生产实际所拟定的加工程序 和加工方法。 工艺规程的作用： 1．工艺规程是指导生产的主要技术文件 2．工艺规程是生产组织和生产管理的基本依 据 3．工艺规程是设计新厂或扩建、改建旧厂的 技术依据 4．工艺规程是交流先进经验的桥梁
3 、 焊接工艺规程编制程序
按我国机械工业的工艺管理标准JB/T 9169.2—1998中规定的产品工艺工作程序，工 艺规程编制是在产品结构工艺性审查之后开始的。 若工艺设计作为独立部分来进行，则其编制程序 大致如下:
(1)技术准备
1)汇集设计所需的原始资料，包括有关的国家标准、 行业标准和设计规范等。前述各项设计依据应收集齐 全。 2)分析研究生产纲领，并根据生产性质和类型决定生 产工艺的技术水平。 3)研究产品图样和技术要求，以掌握产品结构特点， 了解产品设计意图和质量要求。 4)掌握国内外同类产品生产现状和发展趋势。
工艺过程需保证四个方面的要求：安全、质量、 成本、生产率。它们是产品工艺的四大支柱．即先 进的工艺技术是在保证安全生产的条件下．用最 低的成本，高效率地生产出质量优良具有竞争力 的产品。 在编制工艺规程时，应深入研究各种典型零件 与产品的规律性．寻求一种科学的解决方法，在 保证质量的前提下用最经济的办法制造出零件与 产品。
工艺规程的文件有： 1．工艺过程卡 将产品工艺路线的全部内容，按照一定格式写成的 文件即工艺过程卡。 2．工艺卡片 以工序为单位详细说明零件、部件加工方法和加工 过程的卡片。 3.加工工序卡 除填写工艺过程卡的内容外，尚须填写操作方法、 步骤及工艺参数等。 4．作业指导书 5.工艺守则
二、编制工艺规程的原则
第二节 焊接工艺规程的编制
一、工艺规程的概念
工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操 作方法等的工艺文件。也就是将工艺路线中的各项 内容，以工序为单位，按照一定格式写成的技术文 件。
在焊接结构生产，工艺规程由两部分组成：一 部分是原材料经划线、下料及成形加工制成零件的 工艺规程；另一部分是由零件装配焊接形成部件或 由零、部件装配焊接成产品的工艺规程。
编制工艺规程应遵循下列原则：
1．技术上的先进性 2．经济上的合理性 3．技术上的可行性 4．良好的劳动条件
编制工艺规程时必须注意的事项
(1)试制和单件小批量生产的产品，编制以 零件加工工艺过程卡和装配焊接工艺过程卡为主 的工艺规程。 (2)工艺性复杂、精密度较高的产品以及成 批生产的产品，编制以零件加工工序卡、装配工 序卡和焊接工序卡为主的工艺规程。
工序是工艺过程的最基本组成部分，是生产计 划的基本单元，工序划分的主要依据是加工工艺过 程中工作地点是否改变和加工是否连续完成。 焊接结构生产工艺过程的主要工序有放样、划 线、下料、成形加工、边缘加工、装配、焊接、矫 正、检验、涂装等。 在生产过程中产品由原材料或半成品经过毛坯 制造、机械加工、装配焊接、涂装包装等加工所通 过的路线叫做工艺路线或工艺流程，它实际上是产 品制造过程中各种加工工序的顺序和总和。
2 、 焊接工艺规程编制的依据 1)产品图样及有关技术条件。 2)产品生产纲领．即在计划期内应当生产产品的 数量和进度计划。 3)产品的生产性质和生产类型。生产性质是指属 样机试制还是属批量试制，抑或属正式批量生产。 生产类型是指企业(或车间、工段、工作地)根据生产 专业化程度划分的生产类别，一般分为大量生产、 成批(大批、中批、小批)生产和单件生产三种类型。 4)本企业现有生产条件。 5)有关技术政策及本企业发展目标。