焊接结构 第三章 焊接结构的装配课件

1、2022/9/2112022/9/211北京铁路局石家庄职工培训基地主讲：邢建章职称：工程师E-maiI:xingjz55第三章 焊接结构的装配2022/9/211第三章 焊接结构的装配2022/9/2122022/9/212 【能力目标】熟悉焊接结构生产中常用的工具、量具、夹具和有关工艺装备，能根据产品图样、生产规模及企业生产条件正确选择焊接结构的生产工艺和方法。 【内容提示】本章从装配入手，首先介绍焊接结构装配的分类及基本条件，然后介绍常用工装夹具的构造及应用原理，同时，还介绍了焊接结构的装配工艺过程及方法。2022/9/2122022/9/2132022/9/213 第一节 焊接结构装配

2、分类及基本条件 焊接结构的装配是指将已加工好的零件，采用适当的工艺方法，按生产图样要求的位置关系组合成产品结构的工艺过程。焊接结构的装配在焊接结构生产中占有重要的地位。首先，装配的质量和精度等直接影响结构最终的使用寿命；其次，装配方法影响焊接工序的顺利实施。而且，装配的工作量一般都比较大，几乎占整个结构生产总工作量的3040。 通常在企业生产中，焊接结构的装配都是由具有丰富焊接、装配经验的技术工人来完成的。2022/9/2132022/9/2142022/9/214一、装配方式的分类 装配方式可按生产批量、工艺过程及工作地点进行分类。 1按生产批量分类 (1)单件及小批量生产 单件、小批量生产

3、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，一般在装配平台上进行。划线法装配的工作较为繁重，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。2022/9/2142022/9/2162022/9/216 (2)由部件组装成结构 装配工作是先由零件组装成部件进行焊接后，再由部件组装成整个结构进行焊接。 3按工作地点分类 (1)工件固定式装配 装配工作在固定的工作位置上进行。这种装配方法一般用在装配重型焊接结构或产量不大的情况下。 (2)工件移动式装配 工件沿一定的工作地点按工序流程进行装配，在工作地点上设有装配的胎夹具和相应工种的工人。这种方式在产量较大的流水线生产

4、中应用广泛，但有时为了使用某种固定的专用设备，也常采用这种方式。 零、部件的装配还可分为自由装配和胎夹具装配两种方式。2022/9/2162022/9/2172022/9/217二、装配的基本条件 装配的基本条件不是指组成结构的零件在装配前应达到的要求，例如零件尺寸精度、热处理要求等，而是指零件在装配过程中应遵循的基本原则，只有遵循这些原则才能装配出合格的焊接结构。 1焊接结构装配的基本工艺流程 为了对装配的基本条件有一个直观的认识，先来看一个简单构件的装配过程。如图3-1-la所示的支架构件，其装配的工艺流程如图3-1-1b所示。2022/9/2172022/9/2192022/9/219

5、(1)划定位线 将弯板平放在工作台上，划出肋板的定位线。 (2)对位 手扶肋板与所划线对齐。 (3)定位焊 用定位焊将两肋板与弯板固定。 (4)检验 定位焊时肋板会出现一些变形，因此，测量两肋板上下两端间距，确定其是否符合图样要求。 (5)校正 如尺寸不符合图样要求则须进行调整。2022/9/2192022/9/21102022/9/2110 2焊接结构装配的基本条件 该装配工艺流程反映了零件装配的一般过程，任何零件的装配都必须先将其放至正确的位置并将其固定下来，然后实施定位焊，最后再测量装配位置的准确性。这三个步骤就是零件装配的三个基本条件，即定位、夹紧和测量。 (1)定位 定位是指利用各种

6、工艺手段确定零件的空间位置或零件间的相对位置。2022/9/21102022/9/21112022/9/21 图3-1-2 槽形梁的工艺尺寸 零件的正确定位，不一定就是指与产品设计图上的定位完全一致，而一定要从生产工艺的角度，考虑焊接变形后的工艺尺寸。如图3-1-2所示，槽形梁的设计尺寸为200 mm，并保持两槽板平行(见图3-1-2a)，而在考虑焊接收缩后，工艺尺寸定为204 mm，使槽板与底板有一定的角度，正确的定位应按图3-1-2b所示的工艺尺寸进行。2022/9/21112022/9/2112 (2)夹紧 夹紧是指利用外力将定位的零件固定下来，保持其正确的位置直到装配完成或焊接结束。

7、(3)测量 测量是指在装配过程中，对零件固定位置和部件尺寸进行的一系列技术测量，从而鉴定定位尺寸的正确性和夹紧的效果，并及时作出相应的调整。 以上三个基本条件不是孤立的，而是相辅相成的。定位是最基本的要求，若没有准确定位，零件就不能到达预定位置，加工出来的构件尺寸也就不可能正确；若没有夹紧，准确定位的零件不能保持其正确性，在随后的装配和焊接过程中位置会发生改变；而若没有测量，则无法判断定位和夹紧的正确性，难以保证构件的装配质量，难以保证施焊的正确性和有效性。2022/9/21122022/9/21132022/9/2113 第二节 焊接结构装配工具及设备 根据装配工序的特点，装配工作需要配备三

8、类工具：装配用工具、量具和装配用设备。 一、装配用工具与量具 常用的工具有大锤、小锤、錾子、手砂轮、撬杠、扳手及各种划线工具等。 常用的量具有钢卷尺、钢直尺、水平尺、大平尺、90角尺、吊线锤以及各种专用样板等。2022/9/21132022/9/21142022/9/2114 二、定位器 定位器是确定零件位置的一种器具，其实质是与外力配合，起到限制零件自由度和夹紧零件的作用。由于零件外形和焊接结构形式千差万别，因此正确设计或选用不同类型的定位器来适应不同的零件是实施装配的基础。根据定位方式的不同，定位器一般分为挡铁、支撑板、定位销、V 形架等几大类，下面分别介绍其种类、特点与使用说明。2022

9、/9/21142022/9/21162022/9/21162022/9/2117 总体来说，挡铁定位的方法简单易行，但定位精度不高。在实施定位时，所用挡铁的数量、位置取决于构件的结构形式、选取的基准以及夹紧位置等。对于受力较大的挡铁，应保证其具有足够的强度和刚度，并应使挡铁与零件有足够的接触面积，以保证定位的可靠性和零件的稳定性。2022/9/21172022/9/2119 支撑钉的头部通常有三种形式：平头、圆头和带花纹头。平头的用于支撑已加工平面；圆头的用于支撑未加工表面或窄小表面；带花纹头的可以增大支撑钉与工件的摩擦力。2022/9/21192022/9/2120 3定位销 定位销一般用于

10、定位圆孔类零件，常见定位销有固定式、可换式和插销式三种。定位销的种类、特点与使用说明见表3-2-3。表3-2-3 定位销的种类、特点与使用说明2022/9/21202022/9/21212022/9/21212022/9/2122 4V形架 V 形架一般用于具有圆外表面的零件的定位，其结构特点是具有两个成一定角度的斜面，在外力的作用下，圆柱形物体会自动贴紧两表面，从而确定其位置，常见 V 形架有固定式、可调式和活动式等形式。V 形架的种类、特点与使用说明见表3-2-4。 V 形架两斜面的夹角有60、90、l20三种，角度越小，对中定位效果越好，但适应的工件直径的变化范围小。在选用时应注意工件直

11、径与 V 形架尺寸的关系，不能用过小的 V 形架定位过大的圆柱。2022/9/21222022/9/2123表3-2-4 V形架的种类、特点与使用说明2022/9/21232022/9/2124 定位，以及可以对一些特殊位置的零件进行定位。有时，一个样板就像一个简化的装配胎夹具，但其制作却很简单，往往现场工人就可制作出一些简单的定位样板。如图3-2-1所示为定位样板。2022/9/21242022/9/2126三、压夹器具 当零件定位后，需要将其固定下来，以保持其位置在随后的装配、焊接过程中不会改变。零件的固定通常采用装配夹具来实现。 装配夹具是在装配过程中对零件施加外力，使其获得可靠定位的工

12、艺装备，又称压夹器具。压夹器具按其用途，可分为通用夹具和装配胎架上的专用夹具；按夹紧形式，可分为手动夹具和非手动夹具两类，手动夹具包括螺旋夹具、杠杆夹具和偏心夹具等，非手动夹具气动夹具、液压夹具和磁力夹具等。2022/9/21262022/9/2127 1螺旋夹具 螺旋夹具通过丝杠与螺母间的相对运动传递外力，以紧固零件。根据夹具与零件的相对位置，螺旋夹具可以产生拉、压、夹、顶、撑等多种作用。螺旋夹具结构简单，夹紧力大，且因螺纹能自锁而能保持夹紧力，它夹紧时比楔形夹具省力，特别适合中、小批量及单件生产。2022/9/21272022/9/2129 如图3-2-3所示是弓形螺旋夹具的使用，其中图3

13、-2-3a是将零件放在夹具上再施加压力，称“压”，图3-2-3b是将两个零件压在一起，称为“夹”。图3-2-3 弓形螺旋夹具的使用2022/9/21292022/9/2130 (2)螺旋拉紧器 螺旋拉紧器是利用活动部件的旋转，使其两端头部产生相对运动来减小两端距离从而产生拉力的压夹器具，常见的螺旋拉紧器如图3-2-4所示。当拉紧器两端均有螺纹时，两端的螺纹应有不同的旋向。固定部分的头部可以设计成不同形状以适应不同的零件。图3-2-4 螺旋拉紧器2022/9/21302022/9/2131 (3)螺旋压紧器 如图3-2-5所示为螺旋压紧器。通常将其支架临时焊在工件上，再对相邻工件实施压紧；或者将

14、其固定在装配平台上，对摆放在平台上的工件实施压紧。图3-2-5 螺旋压紧器2022/9/21312022/9/2132 (4)螺旋推撑器 螺旋推撑器的作用与螺旋拉紧器相反，使用时将其放在两零件之间，通过旋转螺杆使其增长，从而产生推力。常见的螺旋推撑器如图3-2-6所示。图3-2-6 常见的螺旋推撑器2022/9/21322022/9/2133 2楔形夹具 楔形夹具是利用斜面将外力转变为压力，从而达到夹紧零件的目的。如图3-2-7所示为楔形夹具的使用。 楔形夹具的斜度不能太大，应小于自锁角，一般小于15。图3-2-7 楔形夹具的使用2022/9/21332022/9/2134 3杠杆夹具 杠杆夹

15、具是利用杠杆的增力作用来对零件施力，常见的杠杆夹具如图3-2-8所示。由于这类杠杆一般用手施力，故用杠杆对零件施力后，须立即对零件进行定位焊，然后再松开杠杆。所以，使用杠杆夹具往往需要两人配合操作。图3-2-8a所示为用杠杆夹具夹持两个零件时的操作情况，图3-2-8b所示为各种不同工作头部的杠杆夹具，可适应不同的零件。图3-2-8 常见的杠杆夹具 2022/9/21342022/9/2135 4偏心轮压夹器 偏心轮是指绕与自身几何中心相对偏移一定距离的回转中心旋转的零件。偏心轮旋转时，在某一方向上，回转中心与轮边缘的距离会发生变化，利用这一变化来压紧和松开零件。一般情况下，应保证偏心轮具有自锁

16、性，以便施力结束后能保持压力。如图3-2-9所示为偏心轮压夹器。图3-2-9 偏心轮压夹器1，6-偏心轮 2-钩形压头 3，5-工件 4-压板2022/9/21352022/9/2136 5气压和液压压夹器 气压压夹器利用压缩空气为传力介质，通过推动气缸活塞实现夹紧作用。而液压压夹器是以压力油为介质，推动液压缸活塞实现夹紧作用。 由于气缸、液压缸尺寸较大，受装配空间的限制，气压和液压压夹器往往不直接与工件接触来压夹工件，而多是通过杠杆原理来实施压夹。如图3-2-l0所示是常见的气压压夹器，图3-2-10a所示是典型的杠杆式压夹器，气缸向上运动推动杠杆，使杠杆左端向下运动而压紧工件，气缸向下运动

17、时松开工件； 图3-2-10 常见的 气压压夹器 a)气缸运动推动杠杆1-气缸2022/9/21362022/9/2137 图3-2-l0b所示是由活塞顶推楔块，使楔块顶推两端的柱塞而顶撑工件，当活塞回程下降时，将楔块向下拉，楔块顶端的回位装置使柱塞向中心移动，从而松开工件； 图3-2-10 常见的气压压夹器 2-柱塞 3-楔块 4-活塞2022/9/21372022/9/2138 图3-2-l0c所示是利用摆动式气缸顶推杠杆而压紧工件；图3-2-10d所示是利用摆动式气缸顶推偏心轮，再使杠杆运动而压紧工件。 图3-2-10 常见的气压压夹器 5-摆动式气缸2022/9/21382022/9/

18、2139 图3-2-10 常见的气压压夹器 a)气缸运动推动杠杆 b)活塞顶推斜楔，斜楔顶推柱塞 c)摆动式气缸顶推杠杆 d)摆动式气缸顶推偏心轮 1-气缸 2-柱塞 3-楔块 4-活塞 5-摆动式气缸2022/9/21392022/9/2140 四、装配用设备 装配工作的过程中除使用上述几种通用工具之外，往往还需要借助一些比较大型的专用设备才能完成，这些设备主要有装配用平台、专用胎架和旋转胎架等。2022/9/21402022/9/2141 1装配用平台 装配用平台是专用于装配焊接结构的宽大、乎整、水平、坚实的基础，一般作为结构件的水平基准和装配基准。装配平台既在装配、焊接时支撑焊件，也是夹

19、具的支持体。 (1)钢结构平台 钢结构平台由型钢和厚钢板组焊而成，通常平台表面不进行机械加工，精度较低，各种定位、夹紧器具一般临时定位焊在平台上，常用于装配大型结构件或桁架结构。 (2)铸铁平台 铸铁平台由多块大型铸铁组成，结构坚固。工作表面进行机械加工，平面度比较高，并加工有许多孔、槽，便于安装夹具，常用于装配中小型结构件。2022/9/21412022/9/2142 (3)导轨平台 导轨平台由安装在水泥基础上的多条导轨组成，导轨表面经过机械加工，并有紧固工件用的螺栓沟槽，常用于装配大型结构件。 (4)水泥平台 水泥平台由水泥浇注而成，通常面积比较大，在水泥表面对工件进行定位和装配。浇注时，

20、预埋了一些地脚螺栓、拉环，用于装配时固定工件。在水泥平台上还交叉放置了一些扁钢，扁钢与水泥表面平齐，作为导电板或用于固定工件。水泥平台可以用于装配拼接板、框架等工件，也可用于安装胎架进行装配。 (5)电磁平台 电磁平台由平台和电磁铁组成，当电磁铁通电时，钢制平台具有磁性，可将工件吸紧固定在平台上。2022/9/21422022/9/2143 2专用胎架 专用胎架是针对特定结构件设计的专用装配工具。由于是针对组成结构件的零件专门设计的，故能对各个零件进行高效、精确的定位和可靠的夹紧，以提高装配速度和精度。但是胎架的设计、制作周期较长，费用较大，并占用车间部分面积。 在以下几种情况下可以考虑采用胎

21、架： (1)结构件生产批量大，要求生产效率高。 (2)在平台上难以完成装配的结构件，如船舶、机车、轨道车辆底架和各种容器等。 (3)结构件装配精度要求高，普通装配难以达到该精度等级。 (4)结构件形状复杂，用普通装配方法装配不方便。2022/9/21432022/9/2144 总体来说，是否采用胎架或专用胎架要从技术和经济两方面考虑，不能片面强调单方面因素。 如图3-2-11所示为双臂角杠杆装配胎架，该构件由三个轴套和两个臂杆组成。从胎架的结构看，其装配方法是先将三个轴套用定位销l和3定位(其中定位销3为固定式，1为活动式)，然后再将双臂放在定位挡块2上。三个轴套的角度及圆心距由胎架上的定位销

22、孔保证，双臂的水平高度和中心线位置及角度由挡块及轴套外形保证。全部装配都用定位器完成定位，因此装配质量可靠，生产效率高。2022/9/21442022/9/2145图3-2-11 双臂角杠杆装配胎架 1，3-定位销 2-定位挡块 4-轴套 5-臂杆2022/9/21452022/9/2146 3旋转胎架 旋转胎架就是可以旋转的胎架，一般称为转胎。当工件构造比较复杂，单一方向装配难以操作时，将胎架设计为可旋转式，可把工件转到另一个角度进行装配。由于胎架要进行旋转，各零件的定位、夹紧要求可靠，所以大量采用螺旋压紧器，故操作起来不如普通胎架快捷方便。2022/9/21462022/9/2147 转胎

23、也可分为专用转胎与通用转胎，专用转胎在设计时就应考虑旋转时的平衡问题，以防止操作时发生事故。通用转胎在使用时应注意旋转前应使工件与转胎处于平衡状态，防止旋转时突然倾翻而发生事故。 由于转胎具有使工件变位的能力，可将工件转到便于施焊的位置进行焊接，因此，转胎还常常用于焊接工序。金属结构件焊接系统2022/9/21472022/9/2148第三节 焊接结构装配工艺过程及方法 一、焊接结构的装配工艺过程 焊接结构的装配过程中，将焊件装配成部件的过程称为部件装配，简称部装；将焊件或部件装配成最终产品的过程称为总装。 1装配前的准备工作 装配前的准备工作通常包括以下几个方面： (1)熟悉产品图样和工艺规

24、程 要清楚各部件之间的关系和连接方法，选择装配基准和装配方法。 焊接工艺过程焊接件生产及结构工艺性2022/9/21482022/9/2149 (2)装配现场和装配设备的选择 依据产品的尺寸和复杂程度选择装配平台和装配胎架。装配工作场地应尽量设置在起重机的工作区间内，而且要求场地平整、清洁，通道畅通。 (3)工具、量具的准备 装配中常用的工具、量具、夹具和各种专用吊具，都必须配齐，并组织到现场。此外，根据装配需要配置的其他设备，如焊机、气割设备、钳工操作台、风砂轮等，也必须安置在规定的场所。 (4)零、部件的预检和除锈 产品装配前，对于上道工序转来或零件库中领取的零、部件都要进行核对和检查，以

25、便装配工作顺利进行。同时，须对零、部件连接处的表面进行去毛刺、除锈垢等清理工作。 (5)正确掌握装配公差标准 制定装配工艺时，必须注明结构的特殊要求及公差尺寸。特别是由若干焊件组成的结构，其结构尺寸应控制在最大与最小公差范围之内。2022/9/21492022/9/2150 2装配中的定位焊 定位焊用来固定各焊接零件之间的相互位置，以保证整个结构件得到正确的几何形状和尺寸。 定位焊缝一般比较短小，而且该焊缝作为正式焊缝留在焊接结构中，故所使用的焊条或焊丝应与正式焊缝所使用的焊条或焊丝型号相同。进行定位焊时应注意以下几点： (1)定位焊缝比较短小，并且要求保证焊透，故焊条电弧焊时应选用直径小于4

26、 mm的焊条，C02气体保护焊时应选用直径小于l2 mm的焊丝。由于定位焊工件整体温度较低，热量不足而容易产生未焊透的缺陷，所以定位焊时的焊接电流应比焊接正式焊缝时增加10l5。 焊前装配定位焊2022/9/21502022/9/2151 (2)定位焊缝中若有未焊透、夹渣、裂纹、气孔等焊接缺陷时，应该及时铲掉并重新焊接，不允许留在焊缝内。 (3)定位焊缝起弧和结尾处应圆滑过渡，否则，在正式施焊时，该处焊缝易造成未焊透、夹渣等缺陷。 (4)定位焊缝的长度尺寸一般根据板厚选取，焊接结构装配时定位焊缝的尺寸可参考表3-3-1。对于强行装配的结构，因定位焊缝承受较大的外力，应根据具体情况，将焊缝长度适

27、当加大，间距适当缩小。对于装配后需吊运的工件，焊缝应保证焊件不分离，因此对起吊受力部分的定位焊缝，可加大焊缝尺寸或数量，或在完成一定的正式焊缝以后再吊运，以保证安全。 2022/9/21512022/9/2152表3-3-1 定位焊缝的参考尺寸 mm 板厚 焊缝高度 焊缝长度 焊缝间距 4 12 6 1530 100300 3装配工艺过程的制定 装配工艺过程制定的内容主要包括：在各装配工序中采用的装配工艺方法，焊件、组件、部件的装配顺序，以及选用何种提高装配质量和生产率的装备、胎夹具和工具等。 (1)装配工艺方法的选择 零件坯料及成形加工的精度对装配质量有着直接的影响，但加工精度越高，其工艺成

28、本就越高。根据不同产品和不同生产类型，经常采用的装配工艺方法主要有互换法、选配法和修配法等。 2022/9/21522022/9/2153 1)互换法。互换法的实质是通过控制焊件的加工误差来保证装配精度。采用这种装配法的焊件是完全可以互换的。互换法装配过程简单，生产率高，对装配工人的技术水平要求不高，便于组织流水作业，但要求焊件的加工精度较高。 2)选配法。选配法是考虑焊件的加工成本，适当放宽加工的公差，装配时须挑选尺寸合适的焊件进行装配，以满足规定的装配精度要求。这种方法便于焊件加工，但装配时要由工人挑选，增加了装配工时和装配难度。 2022/9/2153 3)修配法。修配法是指焊件预留修配

29、余量，在装配过程中修去多余部分的材料，使装配精度满足技术要求。此种方法对焊件的制作精度可放得较宽，但增加了手工装配的工作量，而且装配质量取决于工人的技术水平。 在选择装配工艺方法时，应根据生产类型和产品种类等考虑。一般单件、小批量生产或重型焊接结构生产，常以修配法为主，互换法较少，工艺的灵活性大，大多使用通用工艺装备，常为固定式装配；成批生产的焊接结构，主要采用互换法，也可灵活采用选配法和修配法，工艺划分应适应批量的均衡生产，使用通用或专用工艺装备，可组织流水作业。2022/9/2154 (2)装配顺序的确定 在焊接结构生产时，确定部件或结构的装配顺序，不能单纯从装配工艺角度考虑，还须考虑以下

30、两个方面： 1)装配工作是否方便、焊接方法及其可焊到性等。 2)对控制焊接应力与变形是否有利，以及其他一系列生产问题。 合理地选择装配一焊接顺序是控制焊接应力与变形的有效措施之一。例如，工字梁肋板的装配顺序就有两种不同的方案：2022/9/2155其一，是将肋板与工字梁的翼缘板、腹板一起装配完后再进行焊接，这时翼缘焊缝对工字梁翼缘板引起的角变形是比较小的，但是四条较长的翼缘焊缝不能采用自动焊来完成，而在制造工字梁时采用自动焊接是合理的；其二，为了解决上述矛盾，提高生产率和改善焊接质量，先不将肋板装配到工字梁上，待四条翼缘焊缝完成自动焊后再进行装配，这样做的缺点是翼缘板角变形相当严重，为使其变形

31、减小，需要预设反变形来加以预防或者采取焊后矫正的办法。2022/9/2156 二、装配基本方法 焊接生产中应用的装配方式与方法，可根据结构的形状和尺寸、复杂程度以及生产性质等进行选择。 装配基本方法的分类如下：2022/9/2157 1划线定位装配法 划线定位装配法是利用在零件表面或装配台表面划出的工件中心线、接合线、轮廓线等作为定位线，来确定零件间的相互位置，以定位焊固定再进行装配。这种装配法通常用于简单的单件小批量生产或总装时部分较小型零件的装配。 如图3-3-1a所示，以划在工件底板上的中心线和接合线作为定位基准线，以确定槽钢、立板和三角形加强肋的位置；如图3-1-lb所示，利用大圆筒盖

32、板上的中心线和小圆筒上的等分线(也常称其为中心线)来确定两者的相对位置。2022/9/2158图3-3-1 划线定位装配法2022/9/2159 如图3-3-2所示为钢屋架的划线定位装配。先在装配平台上按l：1的实际尺寸划出屋架零件的位置和接合线，俗称为地样，如图3-3-2a所示。然后，依照地样将零件组合成构件，如图3-3-2b所示，此装配法也称“地样装配法”。图3-3-2 钢屋架的划线定位装配 1，4-挡铁 2-地样 3-平台2022/9/2160图3-3-3 斜 T 形结构的样板定位装配 2工装定位装配法 (1)样板定位装配法 该方法是利用样板来确定零件的位置、角度等，然后夹紧，并经定位焊

33、完成装配，常用于钢板与钢板之间的角度装配和容器上各种管口的安装。 如图3-3-3所示为斜 T 形结构的样板定位装配，根据斜T形结构立板的斜度，预先制作样板，装配时在立板与平板接合线位置确定后，即依据样板去确定立板的倾斜度，使其得到准确定位后实施定位焊。 2022/9/2161 图3-3-4 简单钢屋架部件仿形复制法装配 断面形状对称的结构，如钢屋架、梁、柱等结构，可采用样板定位的特殊形式-仿形复制法进行装配。如图3-3-4所示为简单钢屋架部件仿形复制法装配，先采用地样装配法将半片屋架装配完，然后吊起翻转后放置在平台上，再以这半片钢屋架作为样板(称为仿模)，在其对应位置放置对应的节点板和各种杆件

34、，用夹具夹紧后定位焊，便复制出与仿模对称的另半片新屋架，将复制出的半片屋架翻转180，对称装配另一侧的各杆件，组成完整屋架，这样反复复制进行生产，最后把仿模装配成整扇屋架。2022/9/2162 (2)定位元件定位装配法 该方法是用一些特定的定位元件(如板块、角钢、销轴等)构成空间定位点，来确定零件的位置，并用装配夹具夹紧再进行装配。该方法不需划线，装配效率高、质量好，适用于批量生产。 如图3-3-5所示为挡铁定位装配法，在大圆筒外部加装钢带圈时，在其外表面焊上若干定位挡铁，以这些挡铁作为定位元件，确定钢带圈在圆筒上的高度位置，并用弓形螺旋夹紧器把钢带圈与筒壁夹紧贴合，用定位焊固定，最后完成钢

35、带圈装配。图3-3-5 挡铁定位装配法2022/9/2163 图3-2-l l所示为双臂角杠杆装配胎架，它由三个轴套和两个臂杆组成。装配时，臂杆之间的角度和三孔距离用活动定位销和固定定位销定位；两臂杆的水平高度位置和中心线位置用挡铁定位；两端轴套高度用支撑垫定位，然后夹紧，进行定位焊，完成装配。它的装配全部是用定位器定位后完成的，装配质量可靠，生产率高。2022/9/2164 应当注意的是用定位元件定位装配时，要考虑装配后工件的取出问题。因为零件装配时是逐个分别安装上去的，自由度大，而装配完后，零件与零件已连成一个整体，若定位元件布置不适当，则装配后工件难以取出。 (3)胎夹具装配法 对于批量

36、生产的焊接结构，若需装配的零件数量较多，内部结构又不是很复杂时，可将工件装配所用的各定位元件、夹紧元件和装配胎架三者组合为一个整体，构成装配胎夹具。2022/9/2165 如图3-3-6a所示为汽车横梁，它由拱形板4、槽形板3、角形铁6和主肋板5等零件组成。其装配胎夹具如图3-3-6b所示，它由定位挡铁 8、螺旋压紧器 9、回转轴 l0组合连接在胎架 7上。装配时，首先将角形铁 6置于胎架上，用活动定位销11定位，并用螺旋压紧器9固定，然后装配拱形板4、槽形板3和主肋板5，它们分别用挡铁8和螺旋压紧器9 压紧，再在各板连接处施定位焊。该胎夹具还可以通过回转轴10回转，把工件翻转到使焊缝处于最有

37、利的施焊位置，然后进行焊接。 利用装配胎夹具进行装配和焊接，可以显著地提高装配工作效率，保证装配质量，减轻劳动强度，同时也易于实现装配工作的机械化和自动化。2022/9/2166图3-3-6 汽车横梁及其装配胎夹具 a)汽车横梁 b)装配胎夹具 1，2-焊缝 3-槽形板 4-拱形板 5-主肋板 6-角形铁 7-胎架 8-挡铁 9-螺旋压紧器 10-回转轴 11-活动定位销2022/9/2167 3随装随焊法 随装随焊法是先将若干个焊件组装起来，随之焊接相应的焊缝，然后再装配若干个焊件，再进行焊接，直至全部焊件装完并焊完，制成符合技术要求的构件。这种方法是装配工人与焊接工人在一个工位上交替作业，

38、较影响生产率，也不便于采用先进的工艺装备和先进的工艺方法。因此，此方法适用于单件、小批量生产和复杂结构的生产。2022/9/2168 4整装整焊法 整装整焊法是先将全部焊件按图样要求装配起来，然后转入焊接工序将全部焊缝焊完。此方法是装配工人与焊接工人各自在自己的工位上完成工作，易于实现流水作业，生产率较高。装配时可采用装配胎夹具，焊接时也可采用滚轮架、变位器等工艺装备，有利于提高装配一焊接质量。该方法适用于结构简单、焊件数量少的大批量生产。2022/9/2169 5部件组装法 部件组装法是将整个结构分解成若干个部件，先由焊件装配成部件，然后再由部件装配一焊接成结构件，最后再对它们进行总装，焊成

39、整个产品结构。该方法适用于批量生产，可实现流水作业，几个部件的装配一焊接可同步进行，便于应用各种先进工艺装备控制焊接变形，也便于采用先进的焊接工艺。2022/9/2170 （1）部件组装法的优越性 部件组装法的优越性主要表现在以下几方面： 1)提高装配一焊接工作的质量，改善工人的劳动条件。把结构整体划分成若干个部件以后，每个部件的质量较小、尺寸较小、形状简单，因而便于操作。同时，把一些需要全位置(平、立、横、仰四种焊接位置)操作的工序改变为在正常位置操作，焊缝处于容易焊接的位置，从而减少立焊、仰焊、横焊，并且将角焊缝变为船形位置。2022/9/2171 2)容易控制和减小焊接应力及焊接变形。焊

40、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，要充分考虑到要将部件的焊接应力与焊接变形控制到最小程度。一般会将总装配时的焊接量减小到最小，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胎夹具或其他措施来防止变形，即使已经产生了较大的变形，也比较容易修整和矫正。2022/9/2172 3)可以缩短产品的生产周期。生产组织中各部件分块同步生产，避免了工种之间的相互影响和等候。生产周期可大大缩短，对提高经济效益十分有利。 4)可以提高生产设备和场地的利用率，减少总装时所用的胎位数。 5)在批量生产时可广泛采用专用胎夹具，划分部件以后可以较大地简化胎夹具

41、的复杂程度，降低生产成本。另外，工人有专业的分工，对该工种熟练程度高，生产率较高。2022/9/2173 (2)部件的划分 部件的合理划分是充分发挥上述优越性的关键，划分部件进行装配一焊接时应从以下几方面来考虑： 1)尽可能使各部件本身是一个完整的构件，便于各部件问最后的总装。另外，各部件间的接合处应尽量避开结构上应力最大的地方，从而保证不因部件划分而损害结构的强度。 2)最大限度地发挥部件生产的优势，合理划分部件，使装配工作和焊接操作更方便，同时在工艺上便于达到技术条件的要求，如焊接变形的控制、防止因结构刚度过大而产生裂纹等。2022/9/2174 3)考虑现场生产能力和条件的限制，主要是划

42、分部件时质量、体积方面的限制。例如，在制造车体、船体时，划分部件必须考虑到起重设备的能力和车间装配一焊接场地的大小。对焊后要进行热处理的大型部件，要考虑到退火炉的容积等问题。 4)在大批量生产的情况下，考虑到生产节奏的要求，每个部件装配一焊接的工作量要相近。 6焊件固定装配法 焊件固定装配法是在一处固定的工作位置上装配完全部零、部件。这种装配方法一般在生产重型焊接结构产品或产量不大的情况下使用。2022/9/2175 7焊件移动装配法 焊件移动装配法是焊件顺着一定的工作地点按工序流程进行装配。在工作地点上设有装配胎夹具和相应工种的工人。这种方式不完全限于轻小型产品，有时为了使用某些固定的专用设

43、备也常采用这种方式。在产量较大的流水线生产中通常也采用这种方式。2022/9/2176实训课题2 焊接结构装配简单桁架结构的装配一焊接 一、实训目的 熟悉焊接结构的装配方法，能够根据现场的生产条件，掌握简单焊接结构的生产方法和编制焊接工艺规程的基本方法，能正确选用装配一焊接所需的工具、量具和设备。2022/9/2177 二、划线基本功练习 1实训内容 工具、器材的识别、使用，以及基本划线操作。 2实训器材 (1)钳工工作台 工作台面离地面的高度为800900 mm，台上有台虎钳和防护网。 图S-2-1 划线平板 (2)划线平板 划线平板是划线的主要基准，如图S-2-1所示。它是一块经过精刨加工

44、的铸铁平板。平板放置要平稳、牢固，并保持水平，以便稳定地支撑工件。要注意保持清洁，不得撞击，不允许在平板上做锤击动作。2022/9/2178 (3)钢直尺 钢直尺俗称钢板尺，如图S-2-2所示，用薄钢板或不锈钢板制成。在尺面上，刻有公制的刻度，每一格为1 mm。常用的钢直尺长度有l50 mm、300 mm、500 mm、1 000 mm和2 000 mm五种。图S-2-2 钢直尺2022/9/2179 (4)游标卡尺 使用游标卡尺可以进行比较精确的尺寸测量，常见的游标卡尺如图S-2-3所示。尺身上的刻度，每一小格为l mm。游标上的刻度，每一小格为09 mm、095 mm或098 mm。当量爪

45、合拢时，尺身和游标的零线重合；在量爪分开时，尺身和游标的刻度线即相对错动。测量时，在尺身上读出毫米整数，在游标上读出毫米小数。为了使测好的尺寸不致变动，当量爪与工件被测表面轻微接触后，可拧紧制动螺钉。游标卡尺有002 mm、005 mm及01 mm三种精度。 图S-2-3 常见的游标卡尺2022/9/2180 (5)90角尺 90角尺是由工具钢经精加工制成的，它的两个工作表面是互相垂直的(见图S-2-4)，也叫弯尺。90角尺可用于检验工件的垂直度，使用时，首先要清除工件棱边上的毛刺，并将工件及90角尺擦净，再将90角尺的一个工作面，紧贴基准面，然后观察工件被测量面与90角尺的另一工作面是否紧密

46、贴合、不漏光，如有漏光处，则说明工件的被测量面与基准面不垂直。图S-2-4 90角尺2022/9/2181 (6)划针 划针是在工件表面上划线的工具(见图S-2-5)，用划针划线必须有导向工具(如钢直尺、90角尺)辅助。使用划针时，尖端紧靠在导向工具上，上部向外侧倾斜1520，向划针运动方向倾斜50左右。 图S-2-5 划针2022/9/2182 (7)划规 如图s-2-6所示，划规用于划圆弧、等分线段和量取尺寸等，由中碳钢经淬火处理而成。 (8)样冲 样冲由工具钢经淬火处理制成。在工件上打出样冲眼后，当所划的线模糊不清时，仍能找到原样冲眼的位置。图S-2-6 划规样冲2022/9/2183

47、(9)卡钳 如图S-2-7所示，卡钳是一种间接量具，当零件的外形不宜用钢直尺直接测量时，可用卡钳先量取，再把卡钳移动到钢直尺上读出测量结果。卡钳分外卡钳和内卡钳两种。外卡钳用于测量外径、厚度，内卡钳用于测量内孔尺寸。卡钳的规格以全长表示，一般有100 mm、150 mm、200 mm、250 mm、300 mm等规格。图S-2-7 卡钳a)外卡钳 b)内卡钳 (10)水平尺 如图S-2-8所示，水平尺用于测量工件表面的水平度。水平尺由尺身和水准管组成，与尺身纵向平行的水准管能测量平面的水平度，而与尺身纵向垂直的水准管能测量平面的垂直度。测量时，根据水准管内空气泡的位置来判断所测平面的倾斜程度。

48、现以2 mmm水平尺为例，如空气泡位于刻度正中，则表示被测表面处于水平位置。若空气泡向一端移动一个刻度，表示被测面在1 m长度内，一端高出2 mm，其倾斜度为21 000。图S-2-8 水平尺 3实训操作 (1)划平行线(距离为S) 1)用钢直尺作平行线。以已知直线为基准，用钢直尺量取尺寸S，划出划痕，再相隔适当的距离，划出另一划痕，然后把两划痕连接起来，如图S-2-9a，b所示。 2)用划规作平行线。用划规量取尺寸S后，在已知直线上任取两点作圆心(图中处)划两圆弧，再作两圆弧的切线，即为所求平行线，如图S-2-9c所示。 图S-2-9 用钢直尺、划规作平行线 a)，b)用钢直尺作平行线 c)

49、用划规作平行线 3)用钢直尺和三角板配合作平行线。用三角板一条直角边靠紧钢直尺划一条直线，然后，推动三角板沿钢直尺移动距离S，沿三角板另一直角边划出平行线，如图S-2-10所示。图S-2-10 用钢直尺和三角板配合作平行线 (2)划垂直线 1)用三角板的一条直角边靠近已知直线，沿三角板的另一直角边即可用划针划出已知直线的垂直线，如图S-2-11所示。图S-2-11 用三角板划垂直线 2)用划规划垂直线。 如图S-2-12所示，以 P为圆心，任取 R1为半径划弧交已知直线ab于点c，d。再分别以点C，d为圆心，取R2(R2R1)为半径划弧得交点e，连接点e，P，即得垂直线。图S-2-12 用划规

50、划垂直线 3)利用勾股定理划垂直线。 (3)划圆弧 1)已知圆心划圆弧。在圆心处打上样冲眼，再用划规划圆弧。 2)与两直线相切的圆弧。 如图S-2-l3所示，设相切圆弧的半径为 r 。在与已知直线距离为 r 的位置，分别作两条直线与已知直线平行，这两条线交于 0 点，以 0 为圆心，r 为半径，就可划出与两已知直线相切的圆弧。图S-2-l3 划与两直线 相切的圆弧 (4)线段的等分 1)线段 ab 的二等分。 如图S-2-14所示，用划规分别以 a，b 为圆心，任取 为半径划弧，得交点C，d，连接 C，d后，与 ab 交于 e，则 即 cd 垂直平分ab。图S-2-14 线段的二等分 2)线段

51、 ab 的任意等分(以五等分为例)。 如图S-2-l5所示，用钢直尺过点 a 作斜线 ac ，以适当间距在 ac 上量取五段线段，得1，2，3，4，5 各点。连接 b，5 两点，过 ac 线上 4，3，2，1各点，分别作 b5 线的平行线，交 ab 于 4，3，2，l 各点，即线段 ab 五等分图S-2-l5 线段的五等分 4实训小结 (1)操作前，应做好准备，工作台上只允许放置必要的工件、工具和量具。 (2)应正确使用工具，以免造成差错或将工具损坏。 (3)操作完毕，应将工具、量具擦拭干净，放回原处并摆放整齐。 (4)评定划线操作质量，主要是评定划线基准的选取是否合适以及划线精度等。 三、简

52、单桁架结构的装配一焊接 1实训内容 型钢桁架结构的装配-焊接图样及技术要求如图S-2-16所示。图S-2-16 型钢桁架结构的装配-焊接图样及技术要求 2型钢桁架结构的工艺性分析 一般来说，当构件承载较小，跨度较大时，采用桁架作梁具有节省钢材、质量小、材料利用率高的优点。同时，桁架运输和安装方便，制造时易于控制变形。但桁架节点处均用短焊缝连接，装配费工，难以采用自动化和高效率的焊接工艺，增加了制造成本。因此，跨度大于30 m、载荷较小时，使用桁架结构是比较经济的。 现从结构强度、焊接应力与变形、焊接生产工艺等方面来审查桁架结构的工艺性。 (1)从结构强度分析 1)材料和结构尺寸的选择。本结构采

53、用50 mm5 mm低碳钢角钢，垫板厚度为8 mm，两侧钢管直径为57 mm，壁厚不小于4 mm。 2)节点板设置。在结构中桁架的节点处采用节点板，可使焊缝不致太密集，并有足够的焊缝长度，以满足强度要求。在角钢与钢管连接处，也采用节点板。 (2)从焊接应力和变形分析 1)避免产生附加应力。杆件截面的重心应与桁架的轴线重合，在节点处各杆受力线应汇交于一点，图S-2-l6中三根角钢重心线交于一点。 2)减少焊缝数量，减小焊缝变形。本结构采用一根长角钢和两根短角钢，而不采用四根短角钢。 (3)从生产工艺分析 1)焊接方法和焊接材料的选择。由于桁架结构焊缝较短，通常采用焊条电弧焊，焊接材料选用E430

54、3(或E4313)焊条。 2)接头形式。由于桁架结构承载不大，为使装配一焊接方便采用搭接接头。角焊缝的焊脚高度为5 mm。 3)减少工作量，提高生产率。为使节点板便于加工，减少工作量，节点板形状越简单越好，并且切割次数越少越好。为了不增加附加应力，节点板的接合边必须与杆件垂直。 3实训器材 (1)平台、锤子、划线工具等。 (2)钢卷尺、钢直尺、90角尺等量具。 4实训操作 (1)识读工件图样。因工件为简单的桁架结构，装配工艺简单，无特殊要求，可采用地样装配为主，仿形装配为辅的方法进行装配。 (2)进行线形放样和结构放样，确定节点板的形状和尺寸以及角钢的长度尺寸，并制造少量定位板和垫板。 (3)

55、在装配平台上画出装配地样，如图S-2-17a所示，并按图样上的位置设置定位板与节点板，如图S-2-17b所示。 图S-2-17 简单桁架的装配地样1-定位板 2-节点板 (4)按装配地样将桁架的钢管、节点板及正面角钢摆放到位，如图S-2-18所示，并靠零件自重实现夹紧。 图S-2-18 桁架主体及 正面零件装配 (5)定位焊时，要注意防止零件移位。必要时，还应用手持工具压住零件，配合定位焊。另外，每条焊缝只能焊一点，且焊缝不能过长，否则定位焊后将无法调整零件间的位置和角度。 (6)检查与校正 1)检查两根短角钢重心线是否重合。 2)用90角尺检验各角钢是否在同一平面内。 3)两根钢管的中心线是

56、否平行。 (7)桁架正面装配并检查合格后，将桁架翻转l80，采用仿形装配法装配背面的角钢，如图S-2-19所示。图S-2-19 采用仿形装配法装配背面角钢 (8)背面零件定位焊，定位焊完毕后按照上述实训步骤检查与校正。 (9)装配好以后进行正式焊接，焊接完成即完成结构的制作。 (10)对装配一焊接的桁架进行全面检查。 重点检查内容如下： 1)两钢管的平行度。 2)钢管轴线间距500 mm和长度470 mm。 3)角钢在节点板上的搭接长度。 5实训小结 (1)要求对焊接结构工艺性分析有进一步认识。 (2)通过本实训课题，掌握地样装配法和仿形装配法，会制作和使用定位板。 (3)装配前，注意除净气割

57、熔渣或剪切毛刺，以免影响定位精度。 (4)装配前平台表面应清洁无杂质，结构制造完成以后应打扫平台，各种工具分别归类存放。练习与思考 一、名词解释 1装配 2定位 3夹紧 4测量 二、问答题 1装配的基本条件有哪些? 2装配用工装夹具有哪几类?不同类别的器具应当怎样配合使用? 3压夹器主要有哪些类别?在实际应用中应该怎样选择? 4气压和液压压紧装置各有哪些组成部分?两种装置各有哪些优缺点? 5装配平台有几种?它们分别适用于什么场合? 6什么是装配胎架?用胎架装配有什么优点? 7何谓装配方法?基本的装配方法有哪些?各有何特点? 8装配一焊接顺序有几种类型? 9装配和焊接之间有何内在联系?如何处理好

58、装配和焊接的关系? 一、填空越 1装配方式按结构类型及生产批量的大小可分单件及小批量生产和规模化成批生产两种；按工艺过程可分为由单独的零件逐步组装成结构和由部件组装成结构两种；按工作地点可分为工件固定式装配和工件移动式装配两种。 2焊接结构装配工艺流程有划定位线、对位、定位焊、检验和校正。 3焊接结构装配的三个基本条件是定位、夹紧和测量。 4定位是利用各种工艺手段确定零件的空间位置或零件间的相对位置。 5测量是指在装配过程中，对零件固定位置和部件尺寸进行的一系列技术测量，从而鉴定定位尺寸的正确性和夹紧的效果，并及时作出相应的调整。 6装配工作需要配备的三类工具是装配用工具、量具和装配用设备。

59、7常用的工具有大锤、小锤、錾子、手砂轮、撬杠、扳手及各种划线工具等。 8常用的量具有钢卷尺、钢直尺、水平尺、大平尺、90角尺、吊线锤以及各种专用样板等。 9定位器是确定零件位置的一种器具，其实质是与外力配合，起到限制零件自由度和夹紧零件的作用。 10定位器具根据定位方式的不同，一般分为挡铁、支撑板、定位销、V 形架等四大类。 11挡铁的作用是限制零件的一个方向的运动。 12常见的挡铁有固定式、组合式、永磁式和活动式挡铁四种形式。 13常见的支撑板(钉)有固定式支撑钉和可调式支撑钉两种。 14支撑钉按头部形状不同通常分为三种形式：平头支撑钉、圆头支撑钉和带花纹头支撑钉。 15定位销一般用于定位圆

60、孔类零件，常见的定位销有固定式定位销、可换式定位销和插销式定位销三种。 16常见 V 形架有固定式V形架、可调式V形架和活动式V形架。 17夹具按其用途可分为通用夹具夹具和装配胎架上的夹具；按夹紧形式可分为手动夹具夹具和非手动夹具夹具两类。手动夹具包括螺旋夹具、杠杆夹具和偏心夹具等；非手动夹具有气动夹具夹具、液压夹具夹具和磁力夹具夹具等。 18装配用平台一般作为结构件的水平基准和装配基准，可分为钢结构平台、铸铁平台、导轨平台、水泥平台和电磁平台。 1 9部件装配是指焊接结构装配过程中，将焊件装配成部件的过程，简称部装；总装是将焊件或部件装配成最终产品的过程。 20定位焊也称点固焊，用来固定各焊