IWE3414-15焊接车间设备

焊接车间设备

IWE-3/4.14-15

授课教师:元哲石第一页，共四十六页。焊接车间设备（IWE-3／4.14-15）焊接车间的设备配置应按相应标准、规程和要求进行，同时也要考虑到经济性。在实施计划前，应确定最佳的焊接车间使用面积及所需设备，同时设立相应的部门：科技开发、结构设计、预制件加工及生产，质量检验及人事等部门。按欧洲标准对焊接车间设计的质量保证方面应考虑如下几点：

●生产方式：单件或批量生产●组装能力：车间面积，起吊及运输设备的种类及能力●材料种类：焊接工艺、焊件预制及焊后加工处理设备●焊接工艺：结构形式及施焊●焊接人员培训：考试资格●质量保证：设备、人员●应变能力：在供货条件下处理特殊情况下的能力，设计应变能力●材料焊接技术：新型材料的焊接，不同材料的焊接第二页，共四十六页。主要内容1）相关标准和规程2）焊接制造质量保证的条件3）车间布置4）加工、生产流程框图5）焊材存放6）材料存放7）表面处理8）机械加工及预制9）焊接方法10）焊接工位第三页，共四十六页。1.相关标准和规程焊接车间平面布置和设备配备按下述序列进行：◆法规◆条例◆规程◆标准◆说明

与此同时考虑经济性。

除通用规程以外工作场所说明（ASR）对焊接车间具有特殊重要性，它须符合下列要求。●工作范围●附近道路和交通●周围环境工作场所说明必须符合事故预防措施条例（UVV）有关规定，此外还应注意：★关于危险工作物质条例★射线防护规定第四页，共四十六页。2.焊接制造质量保证的条件以标准为基础

●焊接车间应按相同规格加工产品应清楚了解有关标准

●此点不是指*用户*债主 *检验站

●而是所有 *制造者了解工作质量要求DVS-规程

●DINEN719/729的全部要求重要的DVS规程是：●0702规程 1/9.86德国焊接技术应用对企业/人员的要求●0711规程 3.94主管范围的焊接人身安全规定按DINEN719●0712/7.94规程熔化焊质量要求按DINEN729●0716/2.96按欧洲规程和标准对焊接企业的要求第五页，共四十六页。3.车间布置属所需空间场地有：—材料仓库（自由储存式）—成品库（通风式，包括中间仓库）—通风的工作场地属所需装备有：

●用于运输和组装的起吊装置—悬臂和移动式吊车—起重工具—地面输送设备

●工序转送所须装置

—小型装置—转送工具

●符合射线防护规定的X光室

●焊接件准备所须装置—坡口加工装置和设备—切割装置和设备第六页，共四十六页。●焊接设备和装置●焊接与切割夹具●用于焊接填充材料和辅助材料的烘干装置●组装工夹具●用于预热和热处理的设备和装置

对于流水生产，从原材料到最终产品制造所要求的全部设备均应配置在工位中。●质量保证体系要求：—有关设备—有关人员—检验设备*材料*焊接接口—检验方法*无损检验*破坏检验均符合有关标准和规程的规定。

第七页，共四十六页。

车间布置应根据产品结构尽量达到流水作业程序，以减少不必要的工件转换运输。退火炉钢结构制造车间的布置简图●车间的布置举例第八页，共四十六页。

在车间布置设计时除应尽量作到流水作业外还须考虑：★按结构件的重量安排生产加工流程★露天材料库及预制工位设备、吊装设备★生产制造车间的墙壁及屋顶采用消音及保温材料★车间内应配备通风设备第九页，共四十六页。4.加工、生

产流程框材料进厂焊接材料及辅助材料气体（工业气体）电源（能源）焊材库材料库射线室标记裁剪校型（校正）标记裁剪组装焊接机械或火焰机械加工排烟焊接及焊接顺序方案压型弯边轧制弯管质量保证焊接部件及整体尺寸无损检验组装顺序板材型材管材棒材第十页，共四十六页。检查相关技术文件无损检验按焊接方案进行下一步组对校型机械或火焰技术文件之外的检查焊接工艺结构尺寸热处理及机械加工热处理炉等精整无损检验外观检验射线检验超声检验磁粉及有色检验表面处理(抛光)打磨及清理去除飞溅涂漆底漆过渡层盖面漆发运包装、存放运往使用地点

本图所给出的加工、生产流程图是针对一般的钢结构焊接车间而言的。

对每一具体的应用场合还应依产量及质量要求来确定。第十一页，共四十六页。5.焊材存放焊接填充材料和辅助材料的存放首先应符合下列通用要求

□尽可能少量存放□经检验合格的□均匀摆放□按品种和应用分类摆放□库存时还应按照焊接目的进行分类*连接*涂覆□按焊材直径和供货日期分类摆放□焊材库的温度应≥18℃，相对湿度≤60%□应具备相应的温度计和干湿计等第十二页，共四十六页。6.材料存放棒材库可存放：—

管材—

型钢—

实芯材料自动仓库存放与下列因素有关：—

种类—

数量*薄板和中板（至5㎜）*实芯材料自动仓库的构成：—

剪床—

锯床—

连接装置—

滚道板材料存放：—

中薄板*卧式*包装方式—

厚板*卧式叠放*立式板材定货分：—

固定规格—

特殊规格材料分为棒材和板材。第十三页，共四十六页。7.表面处理为了焊接及防腐保护，半成品钢材在加工之前进行表面处理，钢材的表面处理即为表面清理，

其目的：①为焊接作准备；②为产品最后的防腐涂层做准备。表面处理的工艺方法为：①打磨②喷丸③酸洗表面处理程度的选择取决于：

①抗腐蚀能力②防腐期限③防腐涂层材料等因素第十四页，共四十六页。目前最常用的表面处理方法为喷丸处理，而针对不同的材料应采用相应的喷丸介质。—铁素体+珠光体钢…………钢砂或丝粒—奥氏体材料…金刚砂—非铁金属……玻璃珠或果核（仁）由于钢材喷丸处理后的部位极易受到氧化，故应在处理后及时地进行涂料层保护，涂层保护按DIN55928第五部分进行，涂层厚度在15-25μm之间，涂层不得对焊接质量产生不利影响（涂料按DVS规程0501进行检验）。该涂层不能作为产品最后防腐涂层使用，在该涂层上进行焊接时，应满足DASt规范006项的条件。从事带有涂层材料焊接的企业，应具备按EN18800进行“大型企业验证”的资格。第十五页，共四十六页。8.机械加工及预制机加及预制设备的选择取决于产品种类及材料类别。主要工作为：下料、去除飞边及毛刺、成型及校正。在焊接产品中，焊接坡口的制备是一项重要的任务。选择坡口加工工艺方法及设备取决于下列因素：

—

材料—

材料厚度—

焊接方法—

焊接位置—

焊接时，坡口部位可接近程度8.1焊接坡口制备的工艺方法及设备：

①机械加工：

边缘车铣床、龙门刨、切管倒角机、剪床、锯床等。②热切割：火焰切割机、数控等离子切割机、激光切割机等。第十六页，共四十六页。8.2去毛刺工序及设备大多数热切割工艺都存在飞边和挂渣，采取工艺措施如下：

●高合金和有色金属的等离子切割，应采用水下切割方法。毛刺必须清除，因为它将对随后的防腐蚀保护涂层起破坏作用

●须长时间采用砂轮清除毛刺工位可安装砂带磨床，对焊缝坡口进行打磨和去除毛刺，但必须防止噪音产生（特别是至90dB（A）时）同时安装粉尘和切屑回收器以对操作者进行防护。对毛刺长度超过2000㎜的工件应采用毛刺清理机清理。

飞边清除采用：

●旋转清刷机或砂带清理机，或两者同时采用对飞边进行清除。

清理机内装粉尘回收器，并使噪音控制在70dB（A）以下。第十七页，共四十六页。9.焊接方法

（根据DIN

1910第2部分，ISO

4063焊接方法数字标记方法）钢结构焊接车间通常采用熔化焊焊接方法，其可分为：●金属极弧焊方法 （11） —手工电弧焊（111）—药芯焊丝电弧焊（无气体保护）（114） ●埋弧焊（12）●气体保护焊（13）—金属极活性气体保护焊（135）—药芯焊丝活性气体保护焊（带保护气体）（136）●钨极气体保护焊 （14）—钨极惰性气体保护焊（141）●螺柱焊（销钉焊）（78）第十八页，共四十六页。10.焊接工位焊接工位在平面布置时应考虑具备如下设施：1）护目镜2）排烟除尖装置3）工作台4）焊接设备和电源5）焊接填充材料和辅助材料6）工具7）接口和插座▲电源▲气体8）工件吊装设备（如工件重量在20㎏以上时）9）附加设施▲预热装置▲矫正装置▲退火炉10）其它必要的设施第十九页，共四十六页。10.1焊接设备及焊接电源为确保在使用焊接设备及电源时的安全性，应注意在任何情况下均不得使用没有DIN、GS

或

VDE标准的焊接设备及电源。

对于气焊其焊矩应符合DIN8543标准的要求，喷咀尺寸的选择取决于被焊材料的厚度。

焊接电源在使用时应考虑到周转环境下的许用空载电压。

在电弧焊中通常采用焊接变压器、旋转发电机及整流电源作为焊接电源。电流种类为：①对重金属要求用直流电。②对轻金属（一般情况）要求用交流电。第二十页，共四十六页。几种主要焊接方法的电源外特性焊条电弧焊111陡降外特性MIG/MAG131/135平特性埋弧焊12陡降或平特性钨极氩弧焊141取决于材料种类第二十一页，共四十六页。需要时也可采用既可用于手工电弧焊，又可用于气体保护焊的焊接电源。

★焊接变压器：

特点：结实耐用，价格便宜，但不能进行网压补偿，电源单相联接。

应用场合：铝及铝合金的焊接，手工电弧焊（不适于碱性焊条）

★旋转发电机：

特点：结实耐用、可靠；适于所有类型的焊条。

应用场合：对网络电压波动可进行补偿的施工地点。可作为发电设备用于辅助机具，照明及退火设施。该发电机由柴油或奥托发动机驱动。

★整流电源通过采取保护措施，整流电源已与其它焊接电源同样安全可靠。

作为用于气体保护焊的新型弧焊整流电源，其焊接电压、电流强度、焊丝直径、送丝速度、保护类型及保护气体流量均是可以进行选择的。第二十二页，共四十六页。针对不同类型药皮的焊条，可选择焊接电流强度。对于焊丝来说，其焊接参数可按应用情况选择。焊接电流范围：50～500A；焊接电压范围：14～44V同时还应了解如：材料种类，焊丝直径，应用场合（暂载率），保护气体成份及机械化程度等因素。按板厚（钢材）选择焊接电源的依据（DVS规程0926）第二十三页，共四十六页。10.2保护气体由于He气与Ar气的价格差别较大，故在钢TIG和MIG的焊接中，已用Ar气取代于He气作为保护气体，而在Al及Al合金的焊接中仍采用Ar或He气或He/Ar混合气体作为保护气体。用于不同材料及不同焊接方法中的保护气体分类见表4。详见ISO14175(EN439)

CO2气体焊MAG混合气体保护焊优点熔深深飞溅少缺点飞溅多熔深浅MAG焊和CO2气体保护焊的优缺点第二十四页，共四十六页。10.3焊接填充材料及辅助材料焊接填充材料及辅助材料的选择基于材料和焊接工艺二个方面：材料：必须通过对母材和焊缝之间的机械及工艺性能进行对比后，才可进行选择。对比的常规方法是：焊缝金属的性能至少应达到母材金属的最低性能要求。药皮焊条的推荐烘干温度第二十五页，共四十六页。10.4焊工的装备

焊工的装备包括：手锤（500-1000克）、渣锤、扁铲、钢丝刷、扳手、电焊手套、保护罩、及护目镜。

—对手工电弧焊的要求为：完全绝缘的电焊钳（100-400A），容量足够的焊接电缆线（最小为25㎜2）。

—对气体保护焊的要求为：带有大约3米长软管导线的焊矩、端面切刀、保护气喷咀、喷咀清理工具。第二十六页，共四十六页。10.5电源电源分为三部分：★照明电源★焊接电源★其它用途电源。★照明电源：通常用220V额定电压，在特殊环境下采用24V或48V的安全电压。几种焊接方法使用电源的额定电压和电流焊接方法电压/电流注意11，131，135，14112400V/63A400V/100A普通焊接电源用于焊接设备★其它用途电源：—加工设备 230V/16A—烘干炉 230V/16A 400V/16A—手动加工设备 230V/16A★焊接电源：第二十七页，共四十六页。10.6气体焊接车间常用气体为：

乙炔、液化气、CO2、O2、N2、Ar、He气体等。

其供货状态为：

气态、高压气态、高压液态、液态及深冷状态。但所用的气体通常均是在气态下使用。

气体的储存及供气：

—管道供气—储罐—

容器—压缩气体钢瓶*集中式*编组式*单个式第二十八页，共四十六页。焊接车间常用的供气方式为：

单个工位供气和集中供气。

采用何种方式供气主要取决于实际使用量。

焊接与切割方式须用气体种类气焊乙炔气体保护焊氩气或混合气火焰切割乙炔或天然气焊接及切割用气体第二十九页，共四十六页。焊接车间供气系统第三十页，共四十六页。第三十一页，共四十六页。10.7设施设施选择原则：

—成本的降低—所要求的质量根据所选择设施的用途不同，它的经济性可以是单一的，或者是多种的，设施的采用从降低成本和节省时间方面的措施有以下几点：

—标记—演示—起吊设施—矫正—焊接

设备可分：

—组装用—变位用第三十二页，共四十六页。第三十三页，共四十六页。用于组装的设施及定位装置螺旋定位夹紧装置

角度调正装置定位机或定位装置第三十四页，共四十六页。用机械化改变焊接位置，当焊缝要求处于船形位置或水平位置焊接时，采用变位机可使焊接位置处于如下几种状态：

—平行移动—旋转移动—平行和旋转移动当采用螺旋变位机时，工件应置于万能回转工作台上，此时它可同时实现平行和旋转移动。容器变位装置可用于以下工件的变位：

—容器—管道—轧辊第三十五页，共四十六页。万能回转变位机容器滚轮架容器操作架钢结构焊接操作架第三十六页，共四十六页。上述设施的应用可以达到：

—变位器、操作架和滚轮架的应用可以进一步提高效率和降低成本；—可以使工件始终处于水平位置进行焊接。在进行车间总体布置时应注意：焊接设施位置的确定以及所利用的空间是否足够，与此同时还应注意以下二点：

—企业承受能力和获取利润；—有关设施是否最大程度满足加工流程需要。第三十七页，共四十六页。局部热处理适用于：

—预热—控制焊接时的热循环-合金钢-较高C当量钢种局部热处理可采用：

—气体火焰加热—电加热关于予热温度和正确选择可参照：

—SEW088—DINEN1011-2—制造厂家技术条件—专业参考资料—焊接工艺软件有关温度测量可按照DINENISO13916温度测量手段有：

—测温笔（TS）—接触式测温计（CT）—热电偶（TE）—非接触式光电测温仪（TB）关于预热设施的应用：

—考虑避免或者减少内应力—考虑焊接可能产生冷裂纹第三十八页，共四十六页。10.8校型一般情况下，焊接结构和构件可采取火焰校型，以便消除产生的变形。多数材料可适用于火焰校正，但应注意每种材料性能和特点，校正时采用集中的热输入。

火焰枪的型号及开关可根据应用条件及材料厚度来选择，而所需的气体量则根据枪的尺寸而定，乙炔及氧气均可采用多瓶集中供气。火焰可调至硬或中性焰，火焰核心应尽可能靠近工件表面。第三十九页，共四十六页。几种校型常用气体性能和经济性第四十页，共四十六页。10.9焊后热处理为了获得良好的材料性能及消除焊后内应力可采用退火处理，退火可在加热炉中进行或采用局部退火，局部退火工艺适用于工地、安装现场及不能进行炉中退火的较大工件。采用退火炉可以达到：

—获得和保证材料的相关性能—消除内应力如果焊接部分焊后需要进行机械加工时，建议表面进行退火处理：

—进炉—焊接表面局部退火局部退火适用于：

—结构件和安装组装件—特大构件第四十一页，共四十六页。

退火炉的购置应根据构件最大空间尺寸，有关设施应简便和易于操作，在进行合金钢和有色金属退火时，应注意炉内温度氛围，对于临界材料在退火时可采用保护气体以避免氧化。

加热炉比较贵，所以在购置时应考虑到其实用性及适用性，同时在进行炉中退火时要考虑到炉内环境对钢材的影响（合金钢及有色金属）。第四十二页，共四十六页。11、防腐保护防腐概念包括：

表面喷丸除锈处理，涂覆技术及新的防腐材料的研