焊接结构工艺规程编制

焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）1 1焊接结构工艺规程编制焊接结构工艺规程编制内容：内容：第一节第一节 焊接工艺过程根本知识焊接工艺过程根本知识第二节第二节 焊接工艺规程的编制焊接工艺规程的编制第三节第三节 焊接结构生产工艺过程分析焊接结构生产工艺过程分析第四节第四节 焊接工艺设计实例焊接工艺设计实例第五节第五节 焊接工艺评定焊接工艺评定焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）2 2焊接结构生产的一般工艺过程图焊接结构生产的一般工艺过程图焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）3 3一、生产过程与工艺过程一、生产过程与工艺过程 生产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。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。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，如材料供给、零部件的运热处理等；同时也包括各种辅助生产过程，如材料供给、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。生产过程。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）4 4二、工艺过程的组成二、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局部工艺过程，称为工序。2工位工位是工序的一局部。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局部，它还保持着工艺过程的一切特性。在一个工序内焊件、设备、工具和工艺标准均保持不变的条件下所完成的那局部工序称为工步。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5 5工序是工艺过程的最根本组成局部，是生产方案的根本单元，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。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6 6一、工艺规程的概念一、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。一定格式写成的技术文件。在焊接结构生产中，工艺规程由两局部在焊接结构生产中，工艺规程由两局部组成：一局部是原材料经划线、下料及成形组成：一局部是原材料经划线、下料及成形加工制成零件的工艺规程；另一局部是由零加工制成零件的工艺规程；另一局部是由零件装配焊接形成部件或由零、部件装配焊接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。成产品的工艺规程。第二节第二节 焊接工艺规程的编制焊接工艺规程的编制焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）7 7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根本依据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焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）8 8二、编制工艺规程的原那么二、编制工艺规程的原那么 工艺过程需保证四个方面的要求：平工艺过程需保证四个方面的要求：平安、质量、本钱、生产率。它们是产品安、质量、本钱、生产率。它们是产品工艺的四大支柱即先进的工艺技术是工艺的四大支柱即先进的工艺技术是在保证平安生产的条件下用最低的本在保证平安生产的条件下用最低的本钱，高效率地生产出质量优良具有竞争钱，高效率地生产出质量优良具有竞争力的产品。力的产品。在编制工艺规程时，应深入研究各种在编制工艺规程时，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学的解决方法，在保证质量的前提下用最经济的方法制造出零件与产品。最经济的方法制造出零件与产品。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）9 9编制工艺规程应遵循以下原那么：编制工艺规程应遵循以下原那么：1技术上的先进性技术上的先进性 2经济上的合理性经济上的合理性 3技术上的可行性技术上的可行性 4良好的劳动条件良好的劳动条件焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）1010编制工艺规程时必须注意的事项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。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、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。装配工序卡和焊接工序卡为主的工艺规程。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）1111三、工艺规程的主要内容三、工艺规程的主要内容1工艺过程卡工艺过程卡 将产品工艺路线的全部内容，按照一定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。格式写成的文件即工艺过程卡。2加工工序卡加工工序卡 除填写工艺过程卡的内容外，尚须填写操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。作方法、步骤及工艺参数等。3绘制简图绘制简图焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）1212焊接是整个过程中的核心工序，焊前准备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。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。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、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复杂程度、技术要求和产量大小等因素决定。定。三、编制工艺规程的步骤三、编制工艺规程的步骤焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）13131、焊接工艺规程的内容、焊接工艺规程的内容主要内容是；主要内容是；1)确定产品各零、部件的加工方法、相应的工确定产品各零、部件的加工方法、相应的工艺参数和工艺措施。艺参数和工艺措施。2)确定产品的合理生产过程，包括各工序的工确定产品的合理生产过程，包括各工序的工步顺序。步顺序。3)决定每道加工工序所需用的设备、工艺装备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。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。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。各种动力的消耗等。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）14142、焊接工艺规程编制的依据焊接工艺规程编制的依据 1)产品图样及有关技术条件。产品图样及有关技术条件。2)产品生产纲领即在方案期内应当生产品生产纲领即在方案期内应当生产产品的数量和进度方案。产产品的数量和进度方案。3)产品的生产性质和生产类型。生产性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。生产类型是指企业属正式批量生产。生产类型是指企业(或车或车间、工段、工作地间、工段、工作地)根据生产专业化程度划根据生产专业化程度划分的生产类别，一般分为大量生产、成批分的生产类别，一般分为大量生产、成批(大批、中批、小批大批、中批、小批)生产和单件生产三种生产和单件生产三种类型。类型。4)本企业现有生产条件。本企业现有生产条件。5)有关技术政策及本企业开展目标。有关技术政策及本企业开展目标。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）15153、焊接工艺规程编制程序焊接工艺规程编制程序 按我国机械工业的工艺管理标准按我国机械工业的工艺管理标准JB/T 9169.21998中规定的产品工艺工作程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序，工艺规程编制是在产品结构工艺性审查之后开始的。假设工艺设计作为独立局查之后开始的。假设工艺设计作为独立局部来进行，那么其编制程序大致如下部来进行，那么其编制程序大致如下:焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）1616(1)技术准备技术准备 1)聚集设计所需的原始资料，包括有关聚集设计所需的原始资料，包括有关的国家标准、行业标准和设计标准等。前的国家标准、行业标准和设计标准等。前述各项设计依据应收集齐全。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。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品结构特点，了解产品设计意图和质量要求。求。4)掌握国内外同类产品生产现状和开展掌握国内外同类产品生产现状和开展趋势。趋势。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）1717(2)工艺过程分析工艺过程分析主要是对产品结构特点及其技术要求进主要是对产品结构特点及其技术要求进行深入分析，探求产品行深入分析，探求产品(包括各零、部件包括各零、部件)从原材料到成品整个制造过程的工艺方法，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研究和解决加工制造中可能出现的技术难题。题。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）1818(3)拟订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那么和主要技术措施，对重大问题作出明确规定。工艺过程分析与拟订工艺方案往往是平行交叉进行，对于第一次焊接的金属材料，需作焊接性试验和其他工艺试验。工艺方案可能不只一个，须经论证比较后选出最正确方案。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）1919(4)编制工艺文件是把经审批的工艺方案进行具体化，编写出管理和指导生产用的工艺文件，其中最主要的是编写出具体的工艺规程。在生产受劳动部平安监督的焊接结构或生产法规产品的企业中，焊接工艺规程必须以相应的工艺评定报告为依据来编写。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）20204、焊接工艺规程编制要求焊接工艺规程编制要求(1)保证生产过程的保证生产过程的“四性要求，四性要求，即：即：生产过程的连续性生产过程的连续性 要使产品要使产品生产过程的各个阶段、各个工序之生产过程的各个阶段、各个工序之间紧密衔接、连续不断地进行。间紧密衔接、连续不断地进行。生产过程的平行性生产过程的平行性 要使生产要使生产过程的各个阶段、各个工序平行作过程的各个阶段、各个工序平行作业、交叉进行，以缩短生产周期，业、交叉进行，以缩短生产周期，节省整体作业时间。节省整体作业时间。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）2121生产过程的比例性要使根本生产与辅助生产之间、各工艺阶段之间、各工序间的生产能力保持一定的比例，克服薄弱环节。生产过程的均衡性要使产品的生产，从投料到最后完工，能够核方案，有节奏地进行，工作地负荷均衡，完成任务均衡。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）2222(2)采用先进工艺采用先进工艺的目的是保证产品质量，提高生产率，改善劳动条件和降低生产本钱。采用的先进工艺或设备应能满足产品技术条件和质量要求，而且该先进工艺或设备应该是成熟可靠的，在生产时确保质量稳定；所采用的工艺应该是不污染或少污染环境，即使有污染也是可以治理的；焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）2323所采用的先进工艺应该具有一定灵活性和所采用的先进工艺应该具有一定灵活性和柔性，以适应产品改型和开展，防止生产柔性，以适应产品改型和开展，防止生产发生变化时造成浪费和损失；发生变化时造成浪费和损失；在受到各种条件限制而不能全面采用新工在受到各种条件限制而不能全面采用新工艺时，可分出轻、重、缓、急，有取有舍，艺时，可分出轻、重、缓、急，有取有舍，有重点地采用新工艺，新设备。有重点地采用新工艺，新设备。在保证总体先进的工艺水平下，使先进技在保证总体先进的工艺水平下，使先进技术与一般技术结合，同时满足总体目标要术与一般技术结合，同时满足总体目标要求。求。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）2424(3)采用先进的生产方式采用先进的生产方式 如采用成组技术、流水生产线、柔性生如采用成组技术、流水生产线、柔性生产单元和生产线、准时生产制等生产方式，产单元和生产线、准时生产制等生产方式，以缩短生产周期，减少储存或缩短运输路以缩短生产周期，减少储存或缩短运输路线。线。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）25255编写工艺规程编写工艺规程 在拟定了工艺路线并经过审核、批在拟定了工艺路线并经过审核、批准后，就可着手编写工艺规程。这一准后，就可着手编写工艺规程。这一步的工作是把工艺路线中每一工序的步的工作是把工艺路线中每一工序的内容按照一定的规那么填写在工艺内容按照一定的规那么填写在工艺卡片上。卡片上。编写工艺规程时，语言要简明易懂，编写工艺规程时，语言要简明易懂，工程术语统一，符号和计量单位应符工程术语统一，符号和计量单位应符合国家有关标准，对于一些难以用文合国家有关标准，对于一些难以用文字说明的内容应绘制必要的简图。字说明的内容应绘制必要的简图。在编写完工艺规程后，工艺人员还在编写完工艺规程后，工艺人员还应提出工艺装备设计任务书，编制工应提出工艺装备设计任务书，编制工艺管理性文件如：材料消耗定额、艺管理性文件如：材料消耗定额、外购件、外协件、自制件明细表、专外购件、外协件、自制件明细表、专用工艺装备明细表等。用工艺装备明细表等。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）2626四、工艺文件及工艺规程实例四、工艺文件及工艺规程实例把已经设计或制定的工艺规程内容写成指导工人操作和用于生产、工艺管理等的各种技术文件，就是工艺文件。工艺文件的种类和形式多种多样，繁简程度也有很大差异。焊接结构生产常用的工艺文件主要有工艺过程卡、工艺卡、工序卡和工艺守那么等。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）2727根据上述根本原始资料，可编制出初步的工艺规程，即结合工厂生产车间现有的焊接设备和工艺装备，选择焊接工艺方法(如单丝焊或多丝焊、加焊剂衬垫或悬空焊、单面焊或双面焊，多层多道焊等)、焊接参数、焊剂与焊丝配合、焊丝直径、焊接坡口设计以及组装工艺等。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）2828焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）2929第三节第三节 焊接结构生产工艺过程分析焊接结构生产工艺过程分析任何一项技术都会产生技术和经济两个方面的效果。技术方面的效果不仅表现在到达了技术条件的要求，而且提高了产品质量和改善了劳动条件等。经济方面的效果表现在劳动量的减少、劳动生产率的提高及材料消耗的减少等。我们采取技术措施，最好在技术和经济两个方面效果都好，这才是最先进的工艺。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）3030一、生产类型对工艺过程分析的影响一、生产类型对工艺过程分析的影响在进行工艺过程设计之前，必须明确本产在进行工艺过程设计之前，必须明确本产品的生产属何种生产类型，因它是选择生品的生产属何种生产类型，因它是选择生产组织形式、工艺与设备的先进水平以及产组织形式、工艺与设备的先进水平以及车间车间(或工段或工段)平面布置的主要依据。平面布置的主要依据。焊接工艺过程分析的目的，是根据不同的焊接工艺过程分析的目的，是根据不同的生产类型选择来确定最正确工艺方案。生产类型选择来确定最正确工艺方案。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）31311、生产类型及其特点生产类型及其特点 1生产类型的划分生产类型的划分 生产类型一般分大量生产、成生产类型一般分大量生产、成批批(大批、中批、小批大批、中批、小批)生产和单件生产和单件生产三种。划分的依据是设计任务生产三种。划分的依据是设计任务书中的生产纲领。书中的生产纲领。(2)各种生产类型的特点各种生产类型的特点 由于受生产期限和生产数量的规由于受生产期限和生产数量的规定，使形成了各种生产类型的生产定，使形成了各种生产类型的生产特点。表特点。表12是它们之间的特点比是它们之间的特点比较。较。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）3232焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）3333焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）3434焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）35352、根据生产类型确定工艺方案、根据生产类型确定工艺方案(1)单件生产单件生产 应选择适应性较广的通用装配焊接设备、应选择适应性较广的通用装配焊接设备、起重运输设备和其他工装设备，这样可以起重运输设备和其他工装设备，这样可以在最大程度上防止设备的闲置。使用机械在最大程度上防止设备的闲置。使用机械化生产是得不偿失的，所以可选择技术等化生产是得不偿失的，所以可选择技术等级较高的工人进行手工生产。应充分挖掘级较高的工人进行手工生产。应充分挖掘工厂的潜力，尽可能降低生产本钱工厂的潜力，尽可能降低生产本钱 编制的编制的工艺规程应简明扼要，只需粗定工艺路线工艺规程应简明扼要，只需粗定工艺路线并制定必要的技术文件。并制定必要的技术文件。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）3636(2)大量生产：大量生产：当产品的种类单一，数量很多，焊件的当产品的种类单一，数量很多，焊件的尺寸和形状变化不大时，其性质接近于大尺寸和形状变化不大时，其性质接近于大量生产。因为要长时间重复加工，所以宜量生产。因为要长时间重复加工，所以宜采用机械化、自动化水平较高的流水线生采用机械化、自动化水平较高的流水线生产、每道工序都由专门的机械和工装完成，产、每道工序都由专门的机械和工装完成，加工同步进行，生产设备负荷越大越好，加工同步进行，生产设备负荷越大越好，对于大量生产的产品，要求制定详细的工对于大量生产的产品，要求制定详细的工艺规程和工序，尽可能实现工艺典型化、艺规程和工序，尽可能实现工艺典型化、标准化。标准化。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）3737(3)成批生产成批生产的产品具有用期性重复加工的特点，机械化程度介于单件生产和大量产之间。应局部采用流水线作业，但加工节奏不同步。应有较详细的工艺规程。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）3838二、工艺过程分析的方法及内容二、工艺过程分析的方法及内容产品的工艺过程分析，应从保证技术条件产品的工艺过程分析，应从保证技术条件的要求和采用先进工艺的可能性两个方面的要求和采用先进工艺的可能性两个方面着手。着手。工艺过程分析应遵循工艺过程分析应遵循“在保证技术条件在保证技术条件的前提下，取得最大经济效益为原那么，的前提下，取得最大经济效益为原那么，为此，进行工艺过程分析时应主要从两方为此，进行工艺过程分析时应主要从两方面着手：面着手：焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）39391从保证技术条件的要求进行工艺分析从保证技术条件的要求进行工艺分析焊接结构的技术条件，一般可归纳为获得优质焊接结构的技术条件，一般可归纳为获得优质的焊接接头和获得准确的外形尺寸两个方面。的焊接接头和获得准确的外形尺寸两个方面。(1)保证获得优质的焊接接头保证获得优质的焊接接头 1)焊接方法的影响。焊接方法的影响。2)材料成分和性能的影响。材料成分和性能的影响。3)结构形式的影响。结构形式的影响。(2)保证获得准确的外形和尺寸保证获得准确的外形和尺寸 1)考虑结构因素的影响。考虑结构因素的影响。2)采用适当的工艺措施。采用适当的工艺措施。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）40402从采用先进工艺的可能性进行分析(1)采用先进的工艺方法如果同一结构可以用几种焊接方法焊接，其中有一种焊接方法相对的生产率高而且焊接质量好，同时对其他生产环节也无不利的影响，工人劳动条件也好，就可以说这种方法就是先进的焊接工艺方法。(2)实现焊接生产过程的机械化与自动化在生产中不断提高机械化与自动化水平，对提高劳动生产率、提高产品质量、改善工人劳动条件，都有着极其深远的意义。(3)改进产品结构创造先进的工艺过程在进行工艺分析时，应当创造性地采用完全新的工艺过程。实践证明，先进工艺过程的创造，往往是从改进产品结构形式或某些接头形式开始的。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）41411.焊缝布置焊缝布置焊缝应尽量处于平焊位置焊缝应尽量处于平焊位置 三、三、焊接结构工艺设计焊接结构工艺设计焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）4242焊缝要布置焊缝要布置在便于施焊在便于施焊的位置的位置 焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）4343焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形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，缩小不必要的焊尽量减少焊缝数量及长度，缩小不必要的焊缝截面尺寸缝截面尺寸焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）4444焊缝布置应防止密集或交叉焊缝布置应防止密集或交叉焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）4545焊缝布置应防止密集或交叉焊缝布置应防止密集或交叉 焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）4646焊缝布置应焊缝布置应尽量对称尽量对称 焊缝布置应焊缝布置应避开机械加避开机械加工外表工外表 焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）4747焊缝布置应尽焊缝布置应尽量避开最大应力量避开最大应力位置或应力集中位置或应力集中位置位置 焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）4848 2.焊接方法与焊件材料的选择焊接方法与焊件材料的选择要根据焊件的结构形状及材质、焊接质量要求、要根据焊件的结构形状及材质、焊接质量要求、生产批量和现场设备等，在综合分析焊件质量、生产批量和现场设备等，在综合分析焊件质量、经济性和工艺可能性之后，确定最适宜的焊接方经济性和工艺可能性之后，确定最适宜的焊接方法。法。焊接接头使用性能及质量要符合结构技术要求焊接接头使用性能及质量要符合结构技术要求 提高生产率，降低本钱提高生产率，降低本钱 焊接现场设备条件及工艺可能性焊接现场设备条件及工艺可能性 焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）4949焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5050焊件材料的选择焊件材料的选择优先选择焊接性好的低碳、低合金钢优先选择焊接性好的低碳、低合金钢.否那么就要采取相应的工艺措施否那么就要采取相应的工艺措施焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）51513焊接接头设计焊接接头设计(1)焊接接头形式及选择焊接接头形式及选择焊接接头形式焊接接头形式焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5252焊焊接接接接头头形形式式选选择择依依据据：根根据据工工作作条条件件所所确确定定的的接接头头形形式式、坡坡口口形形式式和和尺尺寸寸、焊缝尺寸等焊缝尺寸等设计要求：保证接头满足使用要求设计要求：保证接头满足使用要求焊焊接接的的难难易易与与变变形形程程度度：焊焊接接易易于于实实现现，变形能够控制变形能够控制焊接本钱：经济性焊接本钱：经济性施工条件：技术人员设备等条件施工条件：技术人员设备等条件焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5353焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5454(2)坡口形式设计坡口形式设计 目的：目的：使接头根部焊透使接头根部焊透使焊缝成型美观使焊缝成型美观使焊缝金属到达所需的化学成分。使焊缝金属到达所需的化学成分。常用加工方法：常用加工方法：气割气割切削加工车或刨切削加工车或刨碳弧气刨等碳弧气刨等坡口根本形式坡口根本形式：I、V、X、U 焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5555焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5656焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5757焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5858选择依据选择依据：板材厚度板材厚度坡口加工方法坡口加工方法 焊接工艺性焊接工艺性考虑焊接方法、焊接位置、接头类型、变考虑焊接方法、焊接位置、接头类型、变形大小、熔透要求、经济性等形大小、熔透要求、经济性等 焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）5959第四节第四节 焊接工艺设计实例焊接工艺设计实例实例一实例一锅炉制造中膜式水冷壁的生产，它是由许锅炉制造中膜式水冷壁的生产，它是由许多钢管和扁钢拼焊而成，其拼接接头如下多钢管和扁钢拼焊而成，其拼接接头如下图。从结构看，每一组成单元都有四条长图。从结构看，每一组成单元都有四条长而直的角焊缝，具备了采用埋弧自动焊和而直的角焊缝，具备了采用埋弧自动焊和co2co2气体保护焊的可能条件。根据产量和工气体保护焊的可能条件。根据产量和工厂条件，既可以采用通用自动或半自动焊厂条件，既可以采用通用自动或半自动焊机，也可以设计专用的全自动焊机。专用机，也可以设计专用的全自动焊机。专用自动焊机可设计成单焊头或多焊头的。自动焊机可设计成单焊头或多焊头的。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6060焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6161埋弧自动焊只能平焊，因此焊件必须翻身，埋弧自动焊只能平焊，因此焊件必须翻身，假设场地受限，可以采用更为先进的多头假设场地受限，可以采用更为先进的多头两面同时施焊的两面同时施焊的co2气体保护焊。气体保护焊。最后选用那一种焊接方法那么由技术经济最后选用那一种焊接方法那么由技术经济效果来确定。显然批量越大，采用更为先效果来确定。显然批量越大，采用更为先进的焊接技术，在经济上就越合理。进的焊接技术，在经济上就越合理。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6262为了使产品能适应某种先进焊接工艺，在为了使产品能适应某种先进焊接工艺，在不影响产品使用功能的前提下可以改用结不影响产品使用功能的前提下可以改用结构设计。例如锅炉膜式水冷壁可以改用构设计。例如锅炉膜式水冷壁可以改用设鳍设鳍qi片管拼焊的结构，见图片管拼焊的结构，见图13。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6363与前面图12所示的结构相比，产品功能不变，少了扁钢，也少了两条焊缝，且变成对接焊缝。这样的结构易于实现机械化和自动化装配及焊接，生产率大大提高，见图14。但这种结构需解决鳍片管的来源，一般须专门订货。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6464实例实例二二低压贮气罐，壁厚低压贮气罐，壁厚8mm8mm，压力，压力1.0MPa1.0MPa，温度为常，温度为常温，介质为压缩空气，大批量生产。温，介质为压缩空气，大批量生产。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6565选择母材材料：短管选用优质碳素结构选择母材材料：短管选用优质碳素结构钢钢1010，其它选用塑性和焊接性好的普通，其它选用塑性和焊接性好的普通碳素结构钢碳素结构钢Q235-AQ235-A。设计焊缝位置及位置及焊接接接接头、坡口形式、坡口形式：筒筒节的的纵焊缝和筒和筒节与封与封头相相连处的两条的两条环焊缝均采用均采用对接接形坡口双面形坡口双面焊法法兰与短管与短管焊合采用不开坡口角合采用不开坡口角焊缝法法兰管座与筒体管座与筒体焊合采用开坡口角合采用开坡口角焊缝。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6666选择焊接方法和接方法和焊接材料接材料角角焊缝：采用：采用焊条条电弧弧焊方法，方法，焊条条选用用E4303E4303J422J422 纵、环焊缝：采用埋弧：采用埋弧焊方法，方法，焊丝选用用H08AH08A，配合，配合焊剂HJ431HJ431。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6767焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6868焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）6969压力容器的组焊要求压力容器的组焊要求1、不宜采用十字焊缝。相邻的两筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵缝应错开，其焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的3倍，且不小于100mm。2、在压力容器上焊接的临时吊耳和拉盘的垫板等，应采用与压力容器壳体相同或在力学性能和焊接性能方面相似的材料，并用相适应的焊材及焊接工艺进行焊接。3、不允许强力组装。4、受压元件之间或受压元件与非受压元件组装时的定位焊，假设保存成为焊缝金属的一局部，那么应按受压元件的焊缝要求施焊。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）7070实例实例三三水压机大厚度工作缸的焊接制造水压机大厚度工作缸的焊接制造1水压机大厚度工作缸的技术要求水压机大厚度工作缸的技术要求 工作缸采用工作缸采用30Mn2 锻件，厚度范围锻件，厚度范围160220mm，其示意图见图，其示意图见图59。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）7171大型水压机液压工作缸的设计多采用锻大型水压机液压工作缸的设计多采用锻焊结构焊结构形式，往往需形式，往往需 要要23个锻造毛坯粗加下后制成筒个锻造毛坯粗加下后制成筒体，再完成环焊缝的焊接最体，再完成环焊缝的焊接最 后精加工并到达图后精加工并到达图纸要求。纸要求。要保证大厚度工作缸制造质量，就必须对铸要保证大厚度工作缸制造质量，就必须对铸 造、造、锻造及焊接等工序进行严格控制。通常大厚度工锻造及焊接等工序进行严格控制。通常大厚度工作缸对焊接作缸对焊接 技术有以下要求：技术有以下要求：(1)焊接接头具有较高的力学性能，其性能要求不焊接接头具有较高的力学性能，其性能要求不低于母材低于母材 设计值。设计值。(2)焊缝质量须经无损探伤检查，并到达超声波探焊缝质量须经无损探伤检查，并到达超声波探伤伤级，不级，不 得有裂纹等严重影响质量的焊接缺陷。得有裂纹等严重影响质量的焊接缺陷。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）7272焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）73732水压机大厚度工作缸焊接方法的选择水压机大厚度工作缸焊接方法的选择 大厚度钢板的焊接方法，在大厚度钢板的焊接方法，在20世纪世纪80年代以前主年代以前主要依靠电要依靠电 渣焊，渣焊，80年代中期以后逐步开展成窄间年代中期以后逐步开展成窄间隙焊接其中又以窄间隙隙焊接其中又以窄间隙 气体保护焊和窄间隙埋气体保护焊和窄间隙埋弧焊为主。国内主要使用窄间隙埋弧焊技弧焊为主。国内主要使用窄间隙埋弧焊技 术，其术，其主要特点有：主要特点有：(1)焊接坡口窄坡口型式多为焊接坡口窄坡口型式多为I型坡口，焊接填型坡口，焊接填充金属体积充金属体积 显著减少，板厚越大，效果越明显。显著减少，板厚越大，效果越明显。由于焊接填充金属量减少，带来由于焊接填充金属量减少，带来 许多优点。许多优点。1)焊接时间缩短，生产效率大幅度提高。焊接时间缩短，生产效率大幅度提高。2)减少坡口加工工作量制造能力增强。减少坡口加工工作量制造能力增强。3)节省焊接材料和能源，生产本钱大大降低。节省焊接材料和能源，生产本钱大大降低。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）7474(2)焊接填充金属减少，降低了母材热输入总量从而大大降低了焊接剩余应力减少了工件的焊接变形。(3)窄间隙埋弧焊采用较细直径的焊丝，具有较低的焊接热输入，焊接热影响区窄小。(4)窄间隙埋弧焊采用多层多道焊，焊接熔池对前层焊道有回火作用，对待焊母材有预热作用，有利于防止焊接冷裂纹。(5)窄间隙埋弧焊焊接设备自动化程度高、可以实现坡口侧壁横向双侧跟踪、高度跟踪的多维跟踪方式，具有自动控制系统；焊接过程的人为干扰因素少，焊接质量稳定，工人劳动强度低。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）7575(6)窄间隙埋弧焊焊丝直径一般为窄间隙埋弧焊焊丝直径一般为3.0，焊接参数数值小。通常选用碱性或中性，焊接参数数值小。通常选用碱性或中性埋弧焊焊剂。埋弧焊焊剂。(7)窄间隙埋弧焊可选用单丝焊和双丝焊窄间隙埋弧焊可选用单丝焊和双丝焊实现多种组合形式。采用双丝纵向排列实现多种组合形式。采用双丝纵向排列前丝采用直流反接保证与母材侧壁的前丝采用直流反接保证与母材侧壁的熔合；后丝采用交流方波电源，改善焊道熔合；后丝采用交流方波电源，改善焊道成形，提高熔敷效率。成形，提高熔敷效率。可见，水压机大厚度工作缸采用双丝窄可见，水压机大厚度工作缸采用双丝窄间隙埋弧焊焊接最为合理，但购置设备、间隙埋弧焊焊接最为合理，但购置设备、操作人员的技能培训是必不可少的条件。操作人员的技能培训是必不可少的条件。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）76763水压机大厚度工作缸焊接材料的选择水压机大厚度工作缸焊接材料的选择 双丝窄间隙埋弧焊采用的焊接材料包括焊丝和双丝窄间隙埋弧焊采用的焊接材料包括焊丝和焊剂。焊剂。(1)埋弧焊焊剂的选择埋弧焊焊剂的选择 考虑焊接工艺性能、焊缝金属抗裂性能、熔敷考虑焊接工艺性能、焊缝金属抗裂性能、熔敷金属力学性能等方面，选择碱性烧结焊剂金属力学性能等方面，选择碱性烧结焊剂SJ101。该焊剂有以下优点：该焊剂有以下优点：1)具有较好的焊接工艺性能。焊接电弧稳定具有较好的焊接工艺性能。焊接电弧稳定焊缝成形美观焊接烟尘较少。特别是在较高温焊缝成形美观焊接烟尘较少。特别是在较高温度下具有良好的脱渣性能，保证了窄间隙埋弧焊度下具有良好的脱渣性能，保证了窄间隙埋弧焊的顺利进行。的顺利进行。2)SJ101碱度到达碱度到达1.8，焊接过程中合金元素，焊接过程中合金元素烧损少，有利于保证熔敷金属力学性能。同时焊烧损少，有利于保证熔敷金属力学性能。同时焊缝金属含氢量可以得到有效控制，有利于提高焊缝金属含氢量可以得到有效控制，有利于提高焊接接头的抗冷裂纹能力。接接头的抗冷裂纹能力。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）7777(2)埋弧焊焊丝的选择埋弧焊焊丝的选择 根据产品力学性能要求，配用根据产品力学性能要求，配用SJSJ101焊焊剂进行埋弧焊焊丝的选择。剂进行埋弧焊焊丝的选择。埋弧焊焊丝熔敷金属化学成分试验结果见埋弧焊焊丝熔敷金属化学成分试验结果见表表553，熔敷金属拉伸性能试验结果见，熔敷金属拉伸性能试验结果见表表554。可见选用焊接材料可见选用焊接材料H08Mn2SiA和和SJSJ101就就可以满足可以满足30Mn2焊接性要求。焊接性要求。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）7878焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）7979(3)焊接接头力学性能试验焊接接头力学性能试验 采用采用30Mn2钢钢 100mm试板，加工焊试板，加工焊接坡口。焊接材料接坡口。焊接材料H08Mn2SiA+SJSJ101，用窄间隙埋弧焊焊接试板，并进行焊接接用窄间隙埋弧焊焊接试板，并进行焊接接头力学性能试验。焊接接头抗拉强度达头力学性能试验。焊接接头抗拉强度达660MPa，断裂于焊缝，说明焊接接头有较，断裂于焊缝，说明焊接接头有较高的强度。冷弯试验时，面弯、背弯、侧高的强度。冷弯试验时，面弯、背弯、侧弯均无开裂现象。弯均无开裂现象。焊接接头力学性能试验结果说明，采用焊焊接接头力学性能试验结果说明，采用焊丝丝H08Mn2SiA、焊剂、焊剂SJSJ101，焊接接头具，焊接接头具有良好的力学性能。有良好的力学性能。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）80804水压机大厚度工作缸焊接工艺要点(1)焊接设备：HSS2500型双丝窄间隙埋弧焊机。(2)焊接电源中前丝为直流电源，反接，后丝为交流方波电源。(3)焊接坡口采用机械加工，坡口型式见图610，坡口反面加钢垫板。(4)焊接材料：焊丝H08Mn2SA,3.0mm；焊剂为SJ101。焊前烘干300350，保温时间2小时.(5)焊接预热温度T150，层间温度150250。(6)焊后后热温度300，保温时间12小时。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）8181焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）8282(7)焊后消应力退火,保温温度550保温时间2小时、炉内缓冷，350以下出炉空冷。(8)打底焊、盖面焊均采用单丝焊，填充焊采用双丝焊。(9)焊接标准参数见表556。(10)焊后进行焊缝超声波探伤，质量到达级。焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）焊接结构制造工艺及实施（工艺规程编制）8383采用这采用这工艺成功焊接了多个大型水压机工艺成功焊接了多个大型水压机工作缸。全部合格。工作缸。全部合格。请观看请观看