焊接结构装配的分类方法详解

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：装配方式可按照结构的类型、生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点等进行分类。容易控制和减小焊接应力，从而减小焊接变形焊接结构的焊接应力和焊接变形，与焊缝在结构中所处的位置及数量有着密切的关系。一般都是将总装配时的焊接量减小到最少，以减小可能引起的焊接变形。

装配方式可按照结构的类型、生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点等进行分类。

1.按结构类型和生产批量的大小分类

1）大型、单件生产的结构经常采用划线定位的装配方法，也称地样法，就是按照图样标注的构件相对尺寸，利用金属直尺、卷尺、直角尺、水平尺、线锤等测量工具，在待组装件上绘制装配线，然后按照装配线进行组装。组装过程中利用撬棒、马板、楔形铁、千斤顶等工具来拉紧或顶开构件，实现暂时定位，再利用定位焊或特殊的夹具加以固定。有时为了提高装配效率及精度，也采用一些简单的样板或定位器。划线定位装配一般在平台上进行。

2）成批量生产的结构经常在专门的胎架上进行装配，胎架是一种专用工艺装备，其上附有定位器、压夹器等，具体结构应根据焊接结构件的形状特点进行设计。

2.按照工艺过程分类

1）由单独零件逐步组装成的结构，对于结构简单的产品，可以是一次装配完毕，然后进行焊接；当装配复杂结构时，大多数是装配、焊接和修整工作相互交替进行，按照一次组装→焊接→修整→二次组装→焊接→修整……的组装焊接过程进行。

2）由部件组装成的结构，装配工作是：由零件先组装成部件，焊接后再由各个部件组装成整体结构，并进行焊接。在大批量生产的复杂结构中大多采用这种装配方式。

3.按照装配工作地点分类

（1）工件固定式装配这种装配工作是在结构固定的工作位置上进行，一般用于大型重型焊接结构产品和产量不大的情况下。

（2）工件移动式装配这种装配工作是工件顺着一定的工艺流程线路进行装配，在相应的工艺装配地点上设有装配胎具和相应组装工人。这种方式不完全限于小型、轻型的产品，有时为了使用某些固定的专用设备，也采用这种方式；在产量大的生产中或流水线生产中，通常也采用这种方式。

（一）分部件装配-焊接方法

分部件装配-焊接方法是比较先进的方法，它不仅适用于预先要分割成部件的各种焊接结构，如船体、海洋平台、铁路钢桥弦杆、公路桥钢箱梁段、铁路车厢的底架等，对于某些复杂的结构，同样显示了较大的优越性。

1.分部件装配-焊接方法的优越性

（1）可以提高装配-焊接工作的质量，并可以改善工人的劳动条件把整体的结构划分成若干部件以后，则使这种结构的重量变得轻、尺寸变得小、形状简单，因而便于操作。同时把一些需要全位置焊接操作的工序变为正常位置操作。从焊接角度讲，这些部件的焊缝容易处于有利于焊接的位置，避免了立焊、横焊和仰焊位置的焊接，可将角焊缝变为船形焊位置焊接，有利于提高焊接质量和改善焊接条件，提高了焊接生产率。

（2）容易控制和减小焊接应力，从而减小焊接变形焊接结构的焊接应力和焊接变形，与焊缝在结构中所处的位置及数量有着密切的关系。在划分部件时，要充分地考虑到将部件的焊接应力与焊接变形控制在最小范围内。一般都是将总装配时的焊接量减小到最少，以减小可能引起的焊接变形。另外，在部件生产时，可以比较容易地采用专用胎卡具或其他措施来防止变形，即使已经产生了较大的变形，也较容易进行修整和矫正，这对于大批量生产的焊接构件显得更为重要。

（3）缩短产品的制造周期分部件装配-焊接方法对于各部件的生产是平行进行的，同时在各工种之间进行穿插作业，则可避免工种之间的相互影响和等候，从而缩短产品的制造周期，这对提高制造厂的经济效益非常有利。

（4）可以提高生产面积的利用率分部件装配-焊接方法是多个生产面同时进行，减少和简化总装时占用胎位的时间和数量，从而提高了生产面积的利用率。

（5）在大批量生产时，可广泛采用专用胎卡具因为分成各个部件之后，可以适当简化胎卡具的复杂程度，并使得胎卡具的制作成本降低。另外，可对工人进行专门分工，简化操作步骤，提高操作熟练程度。

2.部件的划分

部件的划分是部件装配-焊接方法优越性的关键所在，划分部件时应从以下几个方面来考虑：

（1）尽可能使各部件本身的结构形式是一个完整的构件要考虑到结构的特点，便于各部件间最后的总装。另外，各部件间的结合处应尽量避开结构应力集中最大的地方，从而保证不因为部件划分而导致损害结构的强度。

（2）要力求最大限度地发挥部件生产的优点部件的划分要尽量合理，使装配工作和焊接工作方便，同时在工艺上要便于达到技术要求。如防止因结构刚度过大而产生裂纹等。

（3）现场生产能力和条件的限制在划分部件时，应考虑部件受到其重量和起重设备的限制，如在船体建造时，分段划分必须考虑到其中设备的吊装能力和装配焊接场地的大小。对焊后需要进行热处理的大部件，要考虑到退火炉容积的大小等问题。

（4）生产节奏的需要在大批量生产的情况下，应根据总装的生产节奏，合理地安排各部件的生产顺序，从而保证整个结构的生产进度。

（二）焊接结构装配-焊接次序的确定

在焊接结构生产时，装配工艺与焊接工艺的关系非常密切，在绝大多数情况下，装配与焊接交叉进行，因此在确定部件或结构的装配次序时，不能单纯地从装配工艺角度出发去考虑，应全面综合考虑。例如，选择工形梁与肋板的装配焊接顺序时，有两个不同的方案可供选择：

一是将肋板与工形梁的腹板、翼缘板装配完毕后一起焊接，这时，腹板与翼缘板主角焊缝引起的翼缘板角变形小，但是四条主角焊缝就不能采用自动焊来完成，而在制造工形梁时，采用自动焊焊接主角焊缝是合理的。为了解决上述矛盾，另外一种装配-焊接方案是，即先将翼缘板和腹板组成工字形，采用埋弧焊焊接四条主角焊缝，然后对翼缘板的焊接角变形进行修整，最后组焊肋板。

1.决定装配-焊接次序，首先考虑对装配工作是否方便

例如，箱形梁的组焊顺序为：首先在一盖板上组装内隔板，然后组装两侧腹板成槽形，之后焊接隔板的三面角焊缝，最后盖上另一盖板，焊接盖板的四条主角焊缝。如果不按此顺序组装，先在一盖板上组装两侧腹板，再插入隔板，隔板将很难插入。

2.焊接的可焊性及焊接方法

例如，两段钢箱形梁进行全断面对接焊时，应待底板、腹板、顶板单元对接焊缝后，再进行板单元上纵向加强肋嵌补段的组装焊接，如果先组装加强肋嵌补段，会影响板单元对接焊缝的焊接和打磨，影响埋弧焊操作，从而影响板单元对接焊缝的焊接质量。

3.对焊接应力和焊接变形的控制是否有利

在设计装配-焊接次序时，应采用适当的反变形、刚性固定等措施，以减小焊接应力和焊接变形。也可采用对部件进行振动消除应力或整体热处理消除应力的措施减小焊接应力，防止在整体组焊过程中，如果焊接变形积累过大，则会严重影响焊接质量。

焊接结构装配的分类方法详解

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