《焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)》系列課件第四單元焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝1．掌握焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查方法；2．掌握焊接結(jié)構(gòu)的工藝過程分析方法；3．掌握焊接工藝評(píng)定的知識(shí)；4．掌握焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝規(guī)程編制的有關(guān)知識(shí)。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)是從焊接生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作開始的，它包括技術(shù)準(zhǔn)備和物資準(zhǔn)備。技術(shù)準(zhǔn)備內(nèi)容有：結(jié)構(gòu)的工藝性審查、工藝過程分析、焊接工藝評(píng)定、編制焊接工藝規(guī)程。物資準(zhǔn)備內(nèi)容有：定購原材料和輔助材料、外購和自行設(shè)計(jì)制造裝配焊接設(shè)備和裝備等。然后從材料入庫真正開始了焊接結(jié)構(gòu)制造工藝過程，包括材料復(fù)驗(yàn)入庫、備料加工、裝配焊接、焊后熱處理、質(zhì)量檢驗(yàn)、成品驗(yàn)收；其中還穿插返修、涂裝和噴漆；最后合格產(chǎn)品入庫的全過程。模塊一焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查一、結(jié)構(gòu)工藝性審查的目的焊接結(jié)構(gòu)的工藝性，是指設(shè)計(jì)的焊接結(jié)構(gòu)在具體的生產(chǎn)條件下能否經(jīng)濟(jì)地制造出來，并采用最有效的工藝方法的可行性。為了提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝性，工廠應(yīng)對(duì)所有新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和改進(jìn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品以及外來產(chǎn)品圖樣，在首次生產(chǎn)前進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性審查。如圖4-1a所示的帶雙孔叉的連桿結(jié)構(gòu)形式，裝配和焊接不方便；圖4-1b所示結(jié)構(gòu)是采用正面和側(cè)面角焊縫連接的，雖然裝配和焊接方便，但因?yàn)槭谴罱咏宇^，疲勞強(qiáng)度低，也不能滿足使用性能的要求；圖4-1c所示結(jié)構(gòu)是采用鍛焊組合結(jié)構(gòu)，使焊縫成為對(duì)接形式，既保證了焊縫強(qiáng)度，又便于裝配焊接，可見是合理的接頭形式。通過分析可知，焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查目的如下：是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、工藝的可行性、結(jié)構(gòu)使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。此外，通過工藝性審查可以及時(shí)調(diào)整和解決工藝性方面的問題，加快工藝規(guī)程編制的速度，縮短新產(chǎn)品生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少或避免在生產(chǎn)過程中發(fā)生重大技術(shù)問題。通過工藝性審查，還可以提前發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品中關(guān)鍵零件或關(guān)鍵加工工序所需的設(shè)備和工裝，以便提前安排定貨和設(shè)計(jì)。二、工藝性審查的步驟1．產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖樣審查制造焊接結(jié)構(gòu)的圖樣是工程的語言，它主要包括新產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣、繼承性設(shè)計(jì)圖樣和按照實(shí)物測(cè)繪的圖樣等。由于它們工藝性完善程度不同，因此工藝性審查的側(cè)重點(diǎn)也有所區(qū)別。但是，在生產(chǎn)前無論哪種圖樣都必須按以下內(nèi)容進(jìn)行圖面審查，合格后才能交付生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)使用。對(duì)圖樣的基本要求有：繪制的焊接結(jié)構(gòu)圖樣，應(yīng)符合機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定。圖樣應(yīng)當(dāng)齊全，除焊接結(jié)構(gòu)的裝配圖外，還應(yīng)有必要的部件圖和零件圖。由于焊接結(jié)構(gòu)一般都比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以圖樣應(yīng)選用適當(dāng)?shù)谋壤?，也可在同一圖中采用不同的比例繪出。當(dāng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單時(shí)，可在裝配圖上直接把零件的尺寸標(biāo)注出來。根據(jù)產(chǎn)品的使用性能和制作工藝需要，在圖樣上應(yīng)有齊全合理的技術(shù)要求，若在圖樣上不能用圖形、符號(hào)表示時(shí)，應(yīng)有文字說明。2．產(chǎn)品結(jié)構(gòu)技術(shù)要求審查焊接結(jié)構(gòu)技術(shù)要求，主要包括使用要求和工藝要求。使用要求一般是指結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、耐久性（抗疲勞、耐腐蝕、耐磨和抗蠕變等），以及在工作環(huán)境條件下焊接結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、力學(xué)性能、物理性能等。工藝要求則是指組成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料的焊接性及結(jié)構(gòu)的合理性、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和方便性。為了滿足焊接結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求，應(yīng)做到：首先要分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，了解焊接結(jié)構(gòu)的工作性質(zhì)及工作環(huán)境。然后必須對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求以及所執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熟悉、消化理解。并結(jié)合具體的生產(chǎn)條件來考慮整個(gè)生產(chǎn)工藝能否適應(yīng)焊接結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求。這樣可以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提出合理的修改方案，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使產(chǎn)品全面達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。三、焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查的內(nèi)容1．是否有利于減小應(yīng)力集中2．是否有利于減小焊接應(yīng)力與變形3．是否有利于改善焊接生產(chǎn)工藝性4．是否有利于提高焊接生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性1．是否有利于減小應(yīng)力集中應(yīng)力集中不僅是降低疲勞強(qiáng)度的主要原因，也是降低材料塑性，引起結(jié)構(gòu)脆斷的主要原因，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有很壞的影響。為了減少應(yīng)力集中，應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)表面平滑，截面改變的地方應(yīng)平緩并有合理的接頭形式。一般常從以下幾個(gè)方面考慮：（1）盡量避免焊縫過于集中（2）盡量采用合理的接頭形式（3）盡量避免構(gòu)件截面的突變（4）應(yīng)用復(fù)合結(jié)構(gòu)（1）盡量避免焊縫過于集中圖4-2a用八塊小肋板加強(qiáng)軸承套，許多焊縫集中在一起，存在著嚴(yán)重的應(yīng)力集中，不適合承受動(dòng)載荷。采用圖4-2b的形式，不僅改善了應(yīng)力集中的情況，也使工藝性得到改善。圖4-3a中焊縫布置，都有不同程度的應(yīng)力集中，而且可焊到性差。若改成圖4-3b所示結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力集中和可焊到性都得到改善。（2）盡量采用合理的接頭形式應(yīng)設(shè)法將角接接頭和T形接頭，轉(zhuǎn)化為應(yīng)力集中系數(shù)較小的對(duì)接接頭。圖4-4是接頭形式轉(zhuǎn)化的應(yīng)用實(shí)例，將圖4-4a的接頭轉(zhuǎn)化為圖4-4b的形式。實(shí)質(zhì)上是把焊縫從應(yīng)力集中的位置轉(zhuǎn)移到?jīng)]有應(yīng)力集中的地方，同時(shí)也改善了接頭的工藝性。（3）盡量避免構(gòu)件截面的突變?cè)诮孛孀兓牡胤奖仨毑捎脠A滑過渡或平緩過渡，不要形成尖角。例如，圖4-5a中搭接板存在銳角時(shí)，應(yīng)把它改變成圖4-5b所示的圓角或鈍角。又如圖4-6a所示的肋板存在尖角時(shí)，應(yīng)將它改變成如圖

4-6b的形式。在厚板與薄板或?qū)挵迮c窄板對(duì)接時(shí)，均應(yīng)在接合處有一定的斜度，使之平滑過渡。

（4）應(yīng)用復(fù)合結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)具有發(fā)揮各種工藝長(zhǎng)處的特點(diǎn)，它可以采用鑄造、鍛造和壓制工藝，將復(fù)雜的接頭簡(jiǎn)化。把角焊縫改成對(duì)接焊縫，不僅降低了應(yīng)力集中，而且改善了工藝性。圖4-7就是應(yīng)用復(fù)合結(jié)構(gòu)，把角焊縫改為對(duì)接焊縫的實(shí)例。2．是否有利于減小焊接應(yīng)力與變形（1）盡可能地減少結(jié)構(gòu)上的焊縫數(shù)量和焊縫的填充金屬量這是設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)一條最重要的原則。因?yàn)樗粌H僅對(duì)減少焊接應(yīng)力與變形有利，而且對(duì)許多方面都有利。圖4-8所示的框架轉(zhuǎn)角，就有兩個(gè)設(shè)計(jì)方案。圖4-8a是用許多小肋板，構(gòu)成放射形狀來加固轉(zhuǎn)角；圖4-8b設(shè)計(jì)是用少數(shù)肋板構(gòu)成屋頂?shù)男螤顏砑庸剔D(zhuǎn)角。圖4-8b的方案不僅提高了框架轉(zhuǎn)角處的剛度與強(qiáng)度，而且焊縫數(shù)量又少，減少了焊后的變形和復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。（2）盡可能地選用對(duì)稱的構(gòu)件截面和焊縫位置當(dāng)焊縫位置對(duì)稱于構(gòu)件截面的中性軸或使焊縫接近中性軸時(shí)，在焊后能得到較小的彎曲變形。圖4-9為各種截面的構(gòu)件，圖4-9a構(gòu)件的焊縫都在x—x軸一側(cè)，焊后由于焊縫縱向收縮，最容易產(chǎn)生彎曲變形；圖4-9b構(gòu)件的焊縫位置對(duì)稱于x—x軸和y—y軸，焊后彎曲變形較小，且容易防止；圖4-9c構(gòu)件由兩根角鋼組成，焊縫位置與截面重心并不對(duì)稱。若把距重心近的焊縫設(shè)計(jì)成連續(xù)的，把距重心遠(yuǎn)的焊縫設(shè)計(jì)成斷續(xù)的，就能減少構(gòu)件的彎曲變形。（3）盡可能地減小焊縫截面尺寸在不影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度的前提下，盡可能地減小焊縫截面尺寸或把連續(xù)角焊縫設(shè)計(jì)成斷續(xù)角焊縫，減少塑性變形區(qū)的范圍，使焊接應(yīng)力與變形減少。（4）采用合理的裝配焊接順序?qū)?fù)雜的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用分部件裝配法，盡量減少總裝焊縫數(shù)量并使之分布合理，這樣能大大減少結(jié)構(gòu)的變形。為此，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)就要合理地劃分部件，使部件的裝配焊接易于進(jìn)行和焊后經(jīng)矯正能達(dá)到要求，這樣就便于總裝。由于總裝時(shí)焊縫少，結(jié)構(gòu)剛性大，焊后的變形就很小。（5）盡量避免各條焊縫相交如圖4-10所示三條角焊縫在空間相交。圖4-10a在交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生三軸應(yīng)力，使材料塑性降低，同時(shí)可焊到性也差，并造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中。若把它設(shè)計(jì)成圖4-10b所示的形式，能克服以上缺點(diǎn)。3．是否有利于改善焊接生產(chǎn)工藝性（１）盡量使結(jié)構(gòu)具有良好的可焊到性可焊到性是指結(jié)構(gòu)上每一條焊縫都能得到很方便的施焊，在工藝性審查時(shí)要注意結(jié)構(gòu)的可焊到性，避免因不易施焊而造成焊接質(zhì)量不好。厚板對(duì)接時(shí)，一般應(yīng)開成X形或雙U形坡口。若在構(gòu)件不能翻轉(zhuǎn)的情況下，就會(huì)造成大量的仰焊焊縫，這不但勞動(dòng)條件差，質(zhì)量還很難保證，這時(shí)就必須采用V形或U形坡口來改善其工藝性。圖4-11所示構(gòu)件，圖4-11a所示三個(gè)結(jié)構(gòu)都沒有必要的操作空間，很難施焊，如果改成圖4-11b的形式，就具有良好的可焊到性。aa)b)a)b)a)b)（2）保證接頭具有良好的可探到性嚴(yán)格檢驗(yàn)焊接接頭質(zhì)量是保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要措施，對(duì)于結(jié)構(gòu)上需要檢驗(yàn)的焊接接頭，必須考慮到是否檢驗(yàn)方便。對(duì)高壓容器，其焊縫往往要求100%射線探傷。圖4-12a所示接頭無法進(jìn)行射線探傷或探傷結(jié)果無效，應(yīng)改為圖4-12b所示的接頭形式。（3）盡量選用焊接性好的材料來制造焊接結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)選材時(shí)首先應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)工作條件和使用性能的需要，其次是滿足焊接特點(diǎn)的需要。在滿足第一個(gè)需要的前提下，首先考慮的是材料的焊接性，其次考慮材料的強(qiáng)度。另外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體選材時(shí)，為了使生產(chǎn)管理方便，材料的種類、規(guī)格及型號(hào)也不宜過多。4．是否有利于提高焊接生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性（1）盡量減少勞動(dòng)生產(chǎn)量焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，如果不努力節(jié)約人力和物力，不斷提高生產(chǎn)率和降低成本，就會(huì)失去競(jìng)爭(zhēng)能力。減少生產(chǎn)勞動(dòng)量的辦法，歸納起來有以下幾個(gè)方面：1）合理地確定焊縫尺寸。2）盡量取消多余的加工。3）盡量減少輔助工時(shí)。4）盡量利用型鋼和標(biāo)準(zhǔn)件。5）有利于采用先進(jìn)的焊接方法。1）合理地確定焊縫尺寸。確定工作焊縫的尺寸，通常用等強(qiáng)度原則來計(jì)算求得。但只靠強(qiáng)度計(jì)算有時(shí)還是不夠的，還必須考慮結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及焊縫布局等問題。例如，焊腳小而長(zhǎng)度大的角焊縫，在強(qiáng)度相同情況下具有比大焊腳短焊縫省料省工的優(yōu)點(diǎn)。圖4-13中焊腳為K長(zhǎng)度為2L和焊腳為2K長(zhǎng)度為L(zhǎng)的角焊縫強(qiáng)度相等，但焊條消耗量前者僅為后者的一半。2）盡量取消多余的加工。對(duì)單面坡口背面不進(jìn)行清根焊接的對(duì)接焊縫，若通過修整表面來提高接頭的疲勞強(qiáng)度是多余的，因?yàn)楹缚p反面依然存在應(yīng)力集中。對(duì)結(jié)構(gòu)中的聯(lián)系焊縫，若要求開坡口或焊透也是多余的加工，因?yàn)楹缚p受力不大。如圖4-14所示的工字梁，在其上下翼板拼接處焊上加強(qiáng)蓋板，就是多余的，由于焊縫集中反而降低了工字梁承受動(dòng)載荷的能力。3）盡量減少輔助工時(shí)。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中輔助工時(shí)一般占有較大的比例，減少輔助工時(shí)對(duì)提高生產(chǎn)率有重要意義。結(jié)構(gòu)中焊縫所在位置應(yīng)使焊接設(shè)備調(diào)整次數(shù)最少，焊件翻轉(zhuǎn)的次數(shù)最少。圖4-15為箱形截面構(gòu)件，圖4-15a設(shè)計(jì)為對(duì)接焊縫，焊接過程翻轉(zhuǎn)一次，就能焊完四條焊縫；圖4-15b設(shè)計(jì)為角焊縫，如果采用“船形”位置焊接，需要翻轉(zhuǎn)焊件三次，若用平焊位置焊接則需多次調(diào)整機(jī)頭。從焊前裝配來看，圖4-15a方案也比圖4-15b要容易些。4）盡量利用型鋼和標(biāo)準(zhǔn)件。型鋼具有各種形狀，經(jīng)過相互組合可以構(gòu)成剛性更大的各種焊接結(jié)構(gòu)，對(duì)同一種結(jié)構(gòu)如果用型鋼來制造，則其焊接工作量會(huì)比用鋼板制造要少得多。圖4-15中箱形截面構(gòu)件，若用兩個(gè)槽鋼組成時(shí)，其焊接工作量可減少一半。圖4-16為一根變截面工字梁結(jié)構(gòu)圖4-16a是用三塊鋼板組成。如圖4-16b所示，將工字鋼用氣割分開。再如圖4-16c所示，將分開的工字鋼組裝焊接起來，就能大大減少焊接工作量。5）有利于采用先進(jìn)的焊接方法。埋弧焊的熔深比焊條電弧焊大，有時(shí)不需開坡口，從而節(jié)省工時(shí)；采用CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，不僅成本低、變形小且不需清渣。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)使接頭易于使用上述較先進(jìn)的焊接方法。如圖4-17所示箱形結(jié)構(gòu)，圖4-17a形式可用焊條電弧焊焊接，若做成圖4-17b形式，就可使用埋弧焊或CO2焊。（2）使用材料一定要合理合理地節(jié)約材料和使用材料，不僅可以降低成本，而且可以減輕產(chǎn)品重量，便于加工和運(yùn)輸?shù)龋栽诠に囆詫彶闀r(shí)應(yīng)給予重視。一般來說，零件的形狀越簡(jiǎn)單，材料的利用率就越高。圖4-18為法蘭盤備料的三種方案，圖4-18a是用沖床落料制作，圖4-18b是用扇形片拼接，圖4-18c是用氣割板條熱彎而成。通常是法蘭直徑小，生產(chǎn)批量大時(shí)，可選用a方案；尺寸大、批量大時(shí)，采用b方案能節(jié)約材料，經(jīng)濟(jì)效果好；法蘭直徑大且窄，批量小，宜選用c方案。圖4-19b是鋸齒合成梁。如果用工字鋼通過氣割（圖4-19a）再焊接成鋸齒合成梁，就能節(jié)約大量的鋼材和焊接工時(shí)。四、工藝性審查的方式和程序初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)階段的工藝性審查一般采用各方（設(shè)計(jì)、工藝、制造部門的技術(shù)人員和主管）參加的會(huì)審方式。對(duì)產(chǎn)品工作圖的工藝性審查由產(chǎn)品主管工藝師和各專業(yè)工藝師對(duì)有設(shè)計(jì)、審核人員簽字的圖樣分頭進(jìn)行審查。全套圖樣審查完畢，無大修改意見的，審查者應(yīng)在“工藝”欄內(nèi)簽字。對(duì)有較大修改意見的，暫不簽字，審查者應(yīng)填寫“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性審查記錄”與圖一并交設(shè)計(jì)部門。設(shè)計(jì)者根據(jù)工藝性審查記錄上的意見和建議進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，修改后工藝未簽字的圖樣返回工藝部門復(fù)查簽字。若設(shè)計(jì)者與工藝員意見不一，由雙方協(xié)商解決。若協(xié)商不成，由廠技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行協(xié)調(diào)或裁決。模塊二焊接生產(chǎn)工藝過程分析在生產(chǎn)準(zhǔn)備工作中，進(jìn)行工藝分析，編制工藝方案，是作為指導(dǎo)產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作的依據(jù)。除單件小批生產(chǎn)的簡(jiǎn)單產(chǎn)品外，都應(yīng)具有工藝方案，它是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的依據(jù)。進(jìn)行工藝分析可以設(shè)計(jì)出多個(gè)工藝方案，進(jìn)行比較，確定一個(gè)最優(yōu)方案供編制工藝規(guī)程和繼續(xù)進(jìn)行其他準(zhǔn)備工作。因此，在制定工藝方案，編制工藝文件之前，仔細(xì)地進(jìn)行焊接生產(chǎn)全過程的工藝分析是十分必要的。一、焊接工藝過程分析的原則首先，從焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的要求入手，包括技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)要求、勞動(dòng)保護(hù)、安全衛(wèi)生，明確焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的規(guī)模和方式，使確定的工藝方案在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，充分考慮生產(chǎn)周期、成本和環(huán)境保護(hù)。其次，根據(jù)本企業(yè)能力，積極采用國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)和裝備，以不斷提高企業(yè)工藝水平和生產(chǎn)能力。二、生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)工藝分析的影響工藝分析是在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)要求和可能實(shí)施的生產(chǎn)工藝過程之間，尋求矛盾和解決矛盾的辦法。焊接工藝過程分析的目的，是根據(jù)不同的生產(chǎn)綱領(lǐng)選擇并確定最佳工藝方案。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指某產(chǎn)品或零、部件在一年內(nèi)的產(chǎn)量（包括廢品）。按照生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，焊接生產(chǎn)可分為三種類型：?jiǎn)渭a(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)。不同的生產(chǎn)類型，其特點(diǎn)是不一樣的，因此所選擇的加工路線、設(shè)備情況、人員素質(zhì)、工藝文件等也是不同的。生產(chǎn)類型的劃分見表4-1。生產(chǎn)類型產(chǎn)品類型及同種零件的年產(chǎn)量（件）重型中型輕型單件生產(chǎn)5以下10以下100以下成批生產(chǎn)小批生產(chǎn)5~10010~200100~500中批生產(chǎn)100~300200~500500~5000大批生產(chǎn)300~1000500~50005000~50000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上（1）單件生產(chǎn)當(dāng)產(chǎn)品的種類繁多，數(shù)量較小，重復(fù)制造較少時(shí)，其生產(chǎn)性質(zhì)可認(rèn)為是單件生產(chǎn)。編制工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)選擇適應(yīng)性較廣的通用裝配焊接設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備和其他工裝設(shè)備，這樣可以在最大程度上避免了設(shè)備的閑置。使用機(jī)械化生產(chǎn)是得不償失的，所以可選擇技術(shù)等級(jí)較高的工人進(jìn)行手工生產(chǎn)。應(yīng)充分挖掘工廠的潛力，盡可能降低生產(chǎn)成本。（2）大量生產(chǎn)當(dāng)產(chǎn)品的種類單一，數(shù)量很多，工件的尺寸和形狀變化不大時(shí)，其性質(zhì)接近于大量生產(chǎn)。因?yàn)橐L(zhǎng)時(shí)間重復(fù)加工，所以宜采用機(jī)械化、自動(dòng)化水平較高的流水線生產(chǎn)，每道工序都由專門的機(jī)械和工裝完成，加工同步進(jìn)行，生產(chǎn)設(shè)備負(fù)荷越大越好。（3）成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)的產(chǎn)品具有周期性重復(fù)加工的特點(diǎn)，機(jī)械化程度介于單件生產(chǎn)和大量生產(chǎn)之間。應(yīng)部分采用流水線作業(yè)，但加工節(jié)奏不同步。三、工藝分析的方法和內(nèi)容1．從保證技術(shù)條件的要求進(jìn)行工藝分析（1）保證獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭主要的影響因素有：1）焊接方法的影響。不同焊接工藝方法的熱源具有不同的性質(zhì)，它們對(duì)焊接接頭質(zhì)量有著不同的影響。例如電渣焊時(shí)，由于熱源移動(dòng)緩慢而熱輸入又大，因而使焊接接頭具有粗大的金相組織，要對(duì)焊件進(jìn)行一定的熱處理以后，才能獲得所需的力學(xué)性能。又如埋弧自動(dòng)焊時(shí)，由于熱源具有電流大、移動(dòng)快的特點(diǎn)，這就使得很多因素都能夠?qū)е職饪椎男纬?，如焊劑受潮、焊絲和焊件上的鐵銹及油污以及生產(chǎn)管理中的一些問題（如裝配后沒即時(shí)施焊引起接縫處生銹）等。2）材料成分和性能的影響在焊接熱過程作用下，母材與焊縫金屬中發(fā)生了相變與組織變化，在熔化金屬中進(jìn)行著冶金反應(yīng)，所有這些都將影響著焊接接頭的各種性能。例如，碳鋼結(jié)構(gòu)的焊接接頭內(nèi)，隨著母材含碳量的增加，使鋼的淬硬傾向增大，熱影響區(qū)內(nèi)容易產(chǎn)生冷裂紋，同時(shí)也促使焊縫中氣孔和熱裂紋的產(chǎn)生，這些都增加了產(chǎn)生缺陷的可能性。合金結(jié)構(gòu)鋼中各種合金元素對(duì)焊接性的影響更為顯著，焊后在熱影響區(qū)容易產(chǎn)生塑性差的組織和冷裂紋，在焊縫內(nèi)會(huì)形成塑性差的焊縫金屬或產(chǎn)生熱裂紋。3）結(jié)構(gòu)形式的影響由于結(jié)構(gòu)因素而引起的焊接缺陷是很常見的，在剛性非常大的接頭處，由于應(yīng)力很大或冷卻速度大，都是產(chǎn)生裂紋的主要原因。有時(shí)在接頭某一個(gè)方向上散熱不好，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的咬邊缺陷，降低了焊接接頭的動(dòng)載強(qiáng)度?？珊傅叫圆缓玫慕宇^，在一般情況下難以得到優(yōu)良的接頭質(zhì)量（如容易產(chǎn)生成形不好、未焊透等）?？傊诜治鼋宇^質(zhì)量時(shí)，既要考慮到如何獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫，又要考慮到不同工作條件下對(duì)結(jié)構(gòu)所提出的技術(shù)要求。（2）保證獲得準(zhǔn)確的外形和尺寸在焊接工藝分析時(shí)，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)性質(zhì)和生產(chǎn)條件，提出控制變形的措施，確保技術(shù)條件的要求。1）考慮結(jié)構(gòu)因素的影響。根據(jù)結(jié)構(gòu)的剛性大小和焊縫分布，分析焊后每條焊縫可能引起焊接變形的方向及大小程度，找出對(duì)技術(shù)條件最不利的那些焊縫。2）采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧？紤]如何安排裝配、焊接順序，才能防止和減小焊接應(yīng)力與變形。在此基礎(chǔ)上考慮焊接方法、焊接參數(shù)、焊接方向的影響，使用反變形法或剛性固定法等措施。2．從采用先進(jìn)工藝的可能性進(jìn)行分析（1）采用先進(jìn)的工藝方法所謂先進(jìn)的工藝方法，是對(duì)某一種具體的焊接結(jié)構(gòu)而言。如果同一結(jié)構(gòu)可以用幾種焊接方法焊接，其中有一種焊接方法相對(duì)的生產(chǎn)率高而且焊接質(zhì)量好，同時(shí)對(duì)其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)也無不利的影響，工人勞動(dòng)條件也好，就可以說這種方法是先進(jìn)的焊接工藝方法。（2）焊接生產(chǎn)過程的機(jī)械化與自動(dòng)化焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程，可部分實(shí)現(xiàn)加工機(jī)械化與自動(dòng)化，也可全盤實(shí)現(xiàn)，這要根據(jù)具體條件來決定。在產(chǎn)品進(jìn)行批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮機(jī)械化與自動(dòng)化。對(duì)于單件小批生產(chǎn)的產(chǎn)品，一般不必采用。但是如果產(chǎn)品的種類具有相似性，工裝設(shè)備具有通用性時(shí)，可以先進(jìn)行方案對(duì)比再做出選擇。（3）改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)造先進(jìn)的工藝過程在進(jìn)行工藝分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)創(chuàng)造性地采用全新的工藝過程。有些產(chǎn)品只要結(jié)構(gòu)形式稍加改變，工藝過程就變化很大，可明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)率，機(jī)械化與自動(dòng)化水平也提高了，可以說這就是先進(jìn)的工藝過程。最后還要考慮安全生產(chǎn)和改善工人的勞動(dòng)條件。生產(chǎn)必須要安全，要防觸電、防輻射、注意通風(fēng)等。在焊接帶有人孔的容器環(huán)縫時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)成不對(duì)稱的雙V形坡口，內(nèi)淺外深，這樣可以減少容器內(nèi)的焊接量，改善工人勞動(dòng)條件?！竟こ虒?shí)例1】例如某廠高壓鍋爐的鍋筒縱縫焊接，結(jié)構(gòu)形式如圖4-20所示，筒體材料為Q245R鋼，壁厚為90mm。請(qǐng)從采用先進(jìn)焊接方法的可行性方面進(jìn)行工藝分析。在厚壁高壓汽包的生產(chǎn)中，可以采用多層埋弧焊和電渣焊兩種方法。這兩種工藝方法的對(duì)比見表4-2。通過兩種焊接方法的對(duì)比，得出如下結(jié)論：1）采用電渣焊方法，完全取消了機(jī)械加工和預(yù)熱工序，大約50%的工序得到取消，使生產(chǎn)過程大為簡(jiǎn)化。2）采用電渣焊方法，焊接過程中每公斤熔化金屬所消耗的電能和焊劑都明顯減少，制造成本降低。3）電渣焊的金屬熔化系數(shù)大大提高。4）從焊縫質(zhì)量來比較，獲得優(yōu)良焊縫的穩(wěn)定程度，電渣焊比多層埋弧焊要大。【工程實(shí)例2】某小型受壓容器，工作壓力為1.6MPa，壁厚為3~5mm。試從提高生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動(dòng)化程度方面，進(jìn)行工藝分析。方案一：結(jié)構(gòu)形式如圖4-21所示，它由兩個(gè)壓制的橢圓封頭和一個(gè)圓筒節(jié)組成，它用一條縱焊縫和兩條環(huán)焊縫焊成。方案一：工藝過程：壓制橢圓封頭→滾圓筒節(jié)→焊接縱焊縫→裝配→焊接兩條環(huán)焊縫。優(yōu)點(diǎn)：封頭壓制容易、節(jié)省模具費(fèi)；缺點(diǎn)：工序多、焊縫多、需要滾圓設(shè)備，裝配也麻煩。方案二：結(jié)構(gòu)形式如圖4-22所示，它由兩個(gè)壓制的杯形封頭組成，用一條環(huán)焊縫焊成。方案二：工藝過程：壓制杯形封頭→裝配→焊接環(huán)焊縫。優(yōu)點(diǎn)：工序簡(jiǎn)化、焊縫減少、裝配容易，提高了生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善工人的勞動(dòng)條件。缺點(diǎn)：模具費(fèi)用高，但節(jié)約了購置滾圓筒節(jié)設(shè)備的費(fèi)用和車間生產(chǎn)面積。分析結(jié)論：對(duì)于單件、小批量生產(chǎn)來說，方案一的結(jié)構(gòu)形式是合理的；在大批量生產(chǎn)的情況下，方案二的的結(jié)構(gòu)形式是合理的。四、工藝方案設(shè)計(jì)的程序根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)及工藝分析的結(jié)論，由主管工藝人員提出幾種工藝方案，組織討論，確定最佳方案，經(jīng)工藝主管審核，最后交總工藝師或總工程師批準(zhǔn)。模塊三焊接工藝評(píng)定焊接工藝評(píng)定是通過對(duì)焊接接頭的力學(xué)性能或其他性能的試驗(yàn)，證實(shí)焊接工藝規(guī)程的正確性和合理性的一種程序。一、焊接工藝評(píng)定的目的焊接工藝評(píng)定的目的在于驗(yàn)證焊接工藝指導(dǎo)書的正確性，焊接工藝正確與否的標(biāo)志在于焊接接頭的使用性能是否符合要求。焊接工藝評(píng)定有兩個(gè)目的：其一是驗(yàn)證施焊單位擬定的焊接工藝的正確性，其二是評(píng)定施焊單位焊制焊接接頭的使用性能符合設(shè)計(jì)要求的能力。經(jīng)過焊接工藝評(píng)定合格后，提出“焊接工藝評(píng)定報(bào)告”，作為編制“焊接工藝規(guī)程”時(shí)的主要依據(jù)之一。二、焊接工藝評(píng)定的程序1．焊接工藝評(píng)定的立項(xiàng)（1）按產(chǎn)品或部件焊接工藝方案立項(xiàng)對(duì)于新產(chǎn)品和新結(jié)構(gòu)，通常要求編制焊接工藝方案，其中包括新產(chǎn)品投產(chǎn)前需完成的焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目。（2）按新產(chǎn)品或老產(chǎn)品改型施工圖樣立項(xiàng)對(duì)于老產(chǎn)品改型，或結(jié)構(gòu)類似而工作參數(shù)不同的新產(chǎn)品，因無需編制焊接工藝方案，可直接按新設(shè)計(jì)的施工圖樣，根據(jù)所采用的新結(jié)構(gòu)材料、新焊接工藝方法和焊接接頭壁厚范圍，提出焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目。（3）按產(chǎn)品焊接工藝的重大更改立項(xiàng)在產(chǎn)品的制造過程中，可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)材料和焊接工藝的重大更改，這必然會(huì)涉及到焊接工藝重要的變更。因此需補(bǔ)作相應(yīng)的焊接工藝評(píng)定。2．焊接工藝評(píng)定任務(wù)書的編制焊接工藝評(píng)定立項(xiàng)后，通過審批程序，即可按施工圖樣和產(chǎn)品制造技術(shù)條件的要求，編制焊接工藝評(píng)定任務(wù)書。焊接工藝評(píng)定任務(wù)書的內(nèi)容應(yīng)包括：產(chǎn)品訂貨號(hào)、部件名稱、接頭形式、母材金屬牌號(hào)及規(guī)格、焊接材料牌號(hào)及規(guī)格、擬采用的焊接工藝方法、對(duì)接頭力學(xué)性能或其他性能的要求、檢驗(yàn)項(xiàng)目和合格標(biāo)準(zhǔn)等。3．編制預(yù)焊接工藝規(guī)程預(yù)焊接工藝規(guī)程，是焊接工藝規(guī)程的初稿?？砂春附庸に囋u(píng)定任務(wù)書列出的接頭原始條件和技術(shù)要求進(jìn)行編制。預(yù)焊接工藝規(guī)程需由監(jiān)檢人員簽字認(rèn)可。4．焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)執(zhí)行計(jì)劃預(yù)焊接工藝規(guī)程審批通過后，由焊接工藝部門計(jì)劃員按工廠技術(shù)準(zhǔn)備進(jìn)度要求，編制焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)執(zhí)行計(jì)劃。執(zhí)行計(jì)劃的內(nèi)容應(yīng)包括焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的全部工作，如試板備料、坡口加工、試板組焊、焊后熱處理、無損檢測(cè)和試樣的理化檢驗(yàn)等工作步驟、規(guī)定要求的計(jì)劃進(jìn)度、費(fèi)用預(yù)算、負(fù)責(zé)單位與協(xié)作單位及人員分工等。執(zhí)行計(jì)劃按規(guī)定程序?qū)徟笊?，并作為工作進(jìn)度的考核依據(jù)。5．焊接工藝評(píng)定試板的焊接工藝評(píng)定試板的焊接，應(yīng)由考試合格的熟練焊工擔(dān)任，并嚴(yán)格按預(yù)焊接工藝規(guī)程規(guī)定的各焊接參數(shù)進(jìn)行焊接。試板焊接時(shí)，應(yīng)有監(jiān)檢人員到場(chǎng)，負(fù)責(zé)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的工程師，應(yīng)監(jiān)測(cè)試板的焊接過程，并記錄實(shí)測(cè)的重要焊接參數(shù)，而次要焊接參數(shù)一般可不作記錄。如試板要求作焊后熱處理，則應(yīng)記錄熱處理過程中，試板的實(shí)際加熱溫度和保溫時(shí)間。如使用的熱處理設(shè)備裝有溫度自動(dòng)記錄儀，則應(yīng)將實(shí)測(cè)溫度記錄紙保存好，并加注該焊接工藝評(píng)定的試驗(yàn)編號(hào)，便于檢索。6．焊接工藝評(píng)定試板的檢驗(yàn)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)項(xiàng)目和方法，原則上應(yīng)完全按照焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，不得任意增加或縮減試驗(yàn)項(xiàng)目，也不得任意改變?cè)囼?yàn)方法，否則就失去了焊接工藝評(píng)定的合法性和合理性。試驗(yàn)過程中，應(yīng)有監(jiān)檢人員在場(chǎng)。焊接結(jié)構(gòu)工藝評(píng)定試驗(yàn)項(xiàng)目包括：目視檢查、無損檢驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)（含全焊縫金屬拉伸試驗(yàn)）、缺口沖擊試驗(yàn)（對(duì)接頭提出沖擊韌度要求時(shí)）、宏觀金相檢驗(yàn)。焊接工藝評(píng)定試件，可分為全焊透開坡口對(duì)接焊試件、局部焊透開坡口對(duì)接焊試件以及角接焊縫試件。在以上三種試件中，還可分成板材試件和管材試件。對(duì)于槽焊和塞焊縫的工藝評(píng)定試驗(yàn)，則采用模擬試件。7．焊接工藝評(píng)定報(bào)告的編制在完成了各項(xiàng)檢測(cè)后，負(fù)責(zé)焊接工藝評(píng)定的工程師匯集所有試驗(yàn)記錄和試驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行編制“焊接工藝評(píng)定報(bào)告”。它實(shí)際上也是評(píng)定的記錄，故其內(nèi)容包括了焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書的內(nèi)容。所不同的是，所有項(xiàng)目不是擬定的，而是實(shí)際采用的記錄。編寫焊接工藝評(píng)定報(bào)告的內(nèi)容大體分成兩大部分：第一部分是記錄焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的條件，包括試件材料牌號(hào)、類別號(hào)、接頭形式、焊接位置、焊接材料、保護(hù)氣體、預(yù)熱溫度、焊后熱處理制度和焊接能量參數(shù)等；第二部分是記錄各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果，其中也包括拉伸、彎曲、沖擊、硬度、宏觀金相、無損檢驗(yàn)和化學(xué)成分分析結(jié)果等。焊接工藝評(píng)定結(jié)論為“合格者”，即可將全部評(píng)定用資料匯總，做為一份完整的評(píng)定材料存檔保存，以備編制焊接工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)用。如評(píng)定結(jié)論為“不合格”者，應(yīng)分析原因，提出改進(jìn)措施，修改焊接工藝指導(dǎo)書，重新進(jìn)行評(píng)定直到合格為止。模塊四焊接工藝規(guī)程焊接工藝規(guī)程是根據(jù)合格的焊接工藝評(píng)定報(bào)告編制的重要工藝文件，對(duì)于保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量起到十分重要的作用。各類焊接結(jié)構(gòu)制造規(guī)程、法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都明確規(guī)定，焊接時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程。焊接工藝規(guī)程應(yīng)由生產(chǎn)企業(yè)自行編制，并通過焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，證實(shí)其正確性和合理性。一、焊接工藝規(guī)程的格式焊接工藝規(guī)程的格式應(yīng)簡(jiǎn)潔、明了、層次分明，便于焊工使用。表4-4列出一種典型的焊接工藝規(guī)程格式，以供參考。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)可根據(jù)自己的傳統(tǒng)，設(shè)計(jì)符合本企業(yè)文件體系的格式。同時(shí)應(yīng)注意焊新年好工藝規(guī)程應(yīng)包容的所有項(xiàng)目及通用性和統(tǒng)一性。切忌采用多種格式，造成混亂，不便管理。二、焊接工藝規(guī)程的內(nèi)容一份完整的焊接工藝規(guī)程，應(yīng)當(dāng)列出為完成符合質(zhì)量要求的焊縫所必需的全部焊接工藝參數(shù)，除了規(guī)定直接影響焊縫力學(xué)性能的重要工藝參數(shù)以外，也應(yīng)規(guī)定可能影響焊縫質(zhì)量和外形的次要工藝參數(shù)。工藝規(guī)程的具體項(xiàng)目包括：焊接方法，母材金屬類別及牌號(hào)，適用接頭厚度范圍，焊接材料的種類、牌號(hào)及規(guī)格，焊接接頭及坡口形式，焊前準(zhǔn)備的要求，預(yù)熱溫度、層間溫度和后熱溫度，焊接工藝參數(shù)，操作技術(shù)，焊后的檢查方法，檢驗(yàn)程序及要求等。在焊接工藝規(guī)程上，還應(yīng)在醒目部位，列出其統(tǒng)一編號(hào)及相對(duì)應(yīng)的焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào)，以及所焊接的產(chǎn)品部件名稱。由于焊接工藝規(guī)程也是向用戶或第三方展示質(zhì)量控制能力的