8钢结构焊接制造B

第7章钢结构的装配7.1钢结构的装配

装配在金属结构制造工艺中占有很重要的地位，这不仅是由于装配工作的质量好坏直接影响着产品的最终质量，而且还因为装配工序的工作量大，约占整个产品制造工作量的30％～40％。所以，提高装配工作的效率和质量，在缩短产品制造工期、降低生产成本、保证产品质量等方面，都具有重要的意义。2023/7/318钢结构焊接制造B1、

装配的基本条件

将零、部件按图纸的要求组合起来，经定位焊成为整体的工艺过程称为装配。（1）定位定位就是确定零件在空间的位置或零件间的相对位置。（2）夹紧夹紧就是借助夹具等外力，并将定位后的零件固定。（3）测量测量是指在装配过程中，对零件间的相对位置和各部件尺寸进行一系列的技术测量，从而鉴定定位的正确性和夹紧力的效果，以便调整。2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2、装配基准的选择

基准是指某些作为依据的、用来确定另外一些点、线、面位置的点、线、面。

（1）设计基准设计基准是按照产品的不同特点和产品在使用中的具体要求所选定的点，线，面，而其它的点、线、面是根据它来确定。

（2）工艺基准也叫生产基准，它是指工件在加工制造过程中应用的基准。

2023/7/318钢结构焊接制造B原始基准加工或划线等最初度量尺寸的依据，称原始基准。测量基准测量工件尺寸的起点称测量基准。定位基准工件在夹具或平台上定位时，用来确定工件位置的点、线、面，叫做定位基准。检查基准检查工件几何形状或尺寸时所用到的点、线、面，叫做检查基准。辅助基准当工件上点、线、面不能直接测量、检查时，而需要另设起过渡作用的点、线、面为基准，这些基准称辅助基准。2023/7/318钢结构焊接制造B3、装配基准面的选择

工件和装配平台(或夹具)相接触的面称为装配基准面。装配基准面常按下列几点进行选择：（1）工件的外形有平面也有曲面时，应以平面作为装配基准面；（2）在工件上有若干个平面的情况下，应选择较大的平面作为装配基准面；（3）根据工件的用途，选择最重要的面(如经过机械加工的面)作为装配基准面；（4）选择的装配基准面要使装配过程中便于工件定位和夹紧。2023/7/318钢结构焊接制造B讨论装配基准选择2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B7.2零件的定位原理及定位焊1、定位原理

零件在空间的定位是利用六点定位法则进行的，即限止每个零件在空间的六个自由度，使零件在空间有确定的位置，这些限止自由度的点就是定位点。一个物体A如果在空间不与任何其它物体发生联系，那么相对于空间互相垂直的三个坐标轴就有六种活动的可能性,三种是分别沿x、y、z轴的移动，另三种是分别绕x、y、z轴的转动。

2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2、零件的定位方法（1）划线定位就是在平台上或零件上划线，按线装配零件。通常用于简单的单件小批装配或总装时的部分较小零件的装配。一般使用石笔来划线。（2）销轴定位

销轴定位是利用零件上的孔进行定位。如果允许，也可以钻出专门用于销轴定位的工艺孔。由于孔和销轴的精度较高，定位比较准确。（3）挡铁定位应用得比较广泛，可以利用小块钢板或小块型钢作为挡铁，取材方便。也可以用经机械加工后的挡铁提高精度。挡铁的安置要保证构件重点部位(点、线、面)的尺寸精度，也要便于零件的装拆。（4）样板定位是利用样板来确定零件的位置、角度等的定位方法，常用于钢板与钢板之间的角度测量定位和容器上各种管口的安装定位。2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B8钢结构焊接制造B档铁定位2023/7/318钢结构焊接制造B如何定位？2023/7/318钢结构焊接制造B3、夹紧与定位焊

（1）定位焊缝的起头和结尾均应圆滑过渡；（2）预热温度与焊接时相同；（3）定位焊电流应比焊接电流大10%～15%；（4）定位焊的尺寸可按表6-1选用；（5）在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不要进行定位焊（6）在低温下焊接时定位焊缝易开裂。采用碱性低氢焊条；（7）定位焊所使用的焊条应与焊接时所用的焊条牌号相同，焊条直径可略细一些，常用φ3.2mm和φ4mm的焊条。2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B7.3装配中的测量

装配中的测量技术包括：正确、合理地选择测量基准；准确地完成零件定位所需要测量项目的测量。较常用的测量项目有：线性尺寸、平行度、垂直度、同轴度及角度等。1、测量基准一般情况下，多以定位基准作为测量基准。

2023/7/318钢结构焊接制造B2、测量项目的测量（1）线性尺寸的测量线性尺寸是指工件上被测点、线、面与测量基准间的距离线性尺寸的测量，主要是利用各种刻度尺(卷尺、盘尺、钢直尺等)来完成。（2）平行度的测量平行度的测量有相对平行度和水平度的测量。相对平行度的测量是指工件上被测的线(或面)相对于测量基准线(或面)的平行度。2023/7/318钢结构焊接制造B相对平行度测量2023/7/318钢结构焊接制造B（3）垂直度的测量

如相对垂直度的测量、铅垂度的测量。相对垂直度是指工件上被测的直线(或面)相对于测量基准线(或面)的垂直度。2023/7/318钢结构焊接制造B（4）同轴度的测量

2023/7/318钢结构焊接制造B（5）角度的测量

装配中，通常是利用角度样板测量零件间的角度。2023/7/318钢结构焊接制造B7.4装配用工具与设备1、装配中常用的工具

（1）装配用工具及量具

工具----大锤、角度测量小锤、錾子、手砂轮、撬杠、扳手及各种划线用的工具等。量具----钢卷尺、钢直尺、水平尺、90°角尺、线锤及各种检验零件定位情况的样板等。

2023/7/318钢结构焊接制造B（2）装配用撬杠2023/7/318钢结构焊接制造B撬杠工作原理2023/7/318钢结构焊接制造B

2、装配中常用的设备

（1）对装配用设备的一般要求

为了保证装配后产品的尺寸精度，平台或胎架表面应光滑平整，要求水平放置；对于尺寸较大的装配胎架应安置在相当坚固的基础上，以免基础下沉导致胎具变；胎架应便于对工件进行装、卸、定位焊等装配操作；所选用的设备构造简单，使用方便，维修容易，成本要低。2023/7/318钢结构焊接制造B3、装配用平台

(1)铸铁平台2023/7/318钢结构焊接制造B

(2)钢结构平台

这种平台是由型钢和厚钢板焊制而成的。常用于制作大型钢结构的焊接或制作桁架结构。

(3)导轨平台

这种平台是由安装在水泥基础上的许多导轨组成的。每条导轨的上表面都经过切削加工，并有紧固工件用的螺栓沟槽。这种平台用于制作大型结构件。2023/7/318钢结构焊接制造B

(4）水泥平台

2023/7/318钢结构焊接制造B(6)胎架

2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B7.5钢结构的装配1、装配前的准备（1）熟悉产品图样和工艺规程就是弄清各部件之间的关系和连接方法，选择好装配基准和装配方法；（2）装配现场和装配设备的选择是依据产品的大小和结构件的复杂程度选择或安置装配平台和装配胎架。（3）装配中常用的工、量、卡夹具和各种专用吊具，都必须配齐并组织到场。（4）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，以便于装配工作的顺利进行。2023/7/318钢结构焊接制造B2、零件的定位和装配方法

(1)划线定位装配2023/7/318钢结构焊接制造B(2)样板定位装配2023/7/318钢结构焊接制造B（3）地样装配2023/7/318钢结构焊接制造B仿形装配2023/7/318钢结构焊接制造B(4)定位元件定位装配法2023/7/318钢结构焊接制造B（5）胎卡具(又称胎架)装配法

2023/7/318钢结构焊接制造B3、

装配方法的选择

（1）装配—焊接顺序的类型目前装配—焊接顺序基本有三种类型。整装—整焊零件—部件装配焊接—总装配焊接随装随焊

（2）装配工艺方法的选择互换法

选配法

修配法

2023/7/318钢结构焊接制造B小结焊接装配方法有：整装-整焊；边装边焊；装配工作应认真仔细其步骤：看懂图纸，想象空间形状结构；分析装配基准和定位基准，划分部件；定位焊。2023/7/318钢结构焊接制造B7.6典型焊接结构的装配1、钢板的拼接

钢板拼接分为厚板拼接和薄板拼接。2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2、框架柱的装配

柱由柱头，柱身和柱脚组成。

2023/7/318钢结构焊接制造B（1）柱拼接焊接接头

H型柱的拼接，上柱翼缘开单边V形坡口、腹板开K形坡口与下柱翼缘、腹板相焊。也可采用上，下柱翼缘采用坡口全焊透焊缝连接，腹板采用高强螺栓连接。2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B3梁的拼接

（1）T形梁的装配

2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B(2)箱形梁的装配2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B(3)工字梁的装配

2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B4、屋架结构的装配三角形屋架、梯形屋架、和球形屋架等。

2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B5、容器的装配筒体装配立装2023/7/318钢结构焊接制造B

筒体装配卧装2023/7/318钢结构焊接制造B

筒节装配同轴度调准2023/7/318钢结构焊接制造B6、机架结构的装配

2023/7/318钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B7.7制订焊接工艺参数的原则

1、焊接方法的选择2、焊接工艺参数的选定3、

确定合理的焊接热参数

焊接热参数主要包括预热、后热及焊后热处理。（1）预热（2）后热（3）焊后热处理2023/7/318钢结构焊接制造B7.8焊接方法的分类焊接方法分为三大类：熔焊、压焊和钎焊。熔焊分为：焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、CO2焊等；压焊分为：电阻焊、摩擦焊等；钎焊分为：火焰钎焊、炉中钎焊等；8钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B7.8.1焊条电弧焊

1、焊条电弧焊接过程:8钢结构焊接制造B2、焊条电弧焊的焊接材料

焊条是由焊芯与药皮两部分组成。焊条直径共有φ1.6mm-φ8mm八种规格；焊条长度200-600mm之间。常用的是φ3.2mm、φ4mm、φ5mm三种；长度分别为350mm、400mm、450mm。8钢结构焊接制造B3、焊条的分类、型号及牌号（1）焊条的型号及牌号（以碳钢焊条为例）型号：E

50

1

5

表示焊条药皮为低氢型，适用直流反接焊接表示焊条适用于全位置焊接(0、1全位置；

2平焊及平角焊；4立向下焊)

表示熔敷金属的抗拉强度最小值为

50kgf/mm2(490MPa)

表示焊条8钢结构焊接制造B4、焊条的分类生产中常用碳钢焊条有钛钙型与低氢型两种。（1）钛钙型焊条（E4303E5003）又称为酸性焊条。特点：电弧稳定、可交直流两用；脱渣容易，飞溅少，有害气体少，适用于全位置焊。力学性能和抗裂能力较差。用前150~200℃×1-2h烘干。8钢结构焊接制造B（2）低氢型焊条（E5015E5016）又称为碱性焊条。特点：焊缝的力学性能及抗裂能力均优于酸性焊条；但工艺性能较差，必须用直流电源；飞溅大，脱渣难。用前300~400℃×1-2h烘干。8钢结构焊接制造B5、焊条的选用原则考虑工件的物理、力学性能和化学成分。考虑工件的工作条件和使用性能。

考虑改善焊接工艺。考虑经济性。考虑效率。考虑工件的复杂程度、刚度大小、焊接坡口制备和焊接部位等。8钢结构焊接制造B6、焊条电弧焊工艺参数及选择

焊条电弧焊的焊接工艺参数通常包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、电源种类和极性、焊接层数等。焊接工艺参数选择的正确与否，直接影响焊缝形状、尺寸、焊接质量和生产率，因此选择合适的焊接工艺参数是焊接生产中不可忽视的一个重要问题。8钢结构焊接制造B（1）焊条直径焊条直径是指焊芯直径。焊条直径一般根据工件厚度选择。焊件厚度/mm234-56-12＞13焊条直径/mm23.23.2-44-54-68钢结构焊接制造B（2）焊接电源种类和极性的选择用交流电焊接时，电弧稳定性差。采用直流电焊接，电弧稳定、柔顺、飞溅少。但电弧磁偏吹较交流严重。低氢型焊条稳弧性差，必须采用直流弧焊电源。用小电流焊接薄板时，也常用直流弧焊电源，因为引弧比较容易，电弧比较稳定。

8钢结构焊接制造B808钢结构焊接制造B表：焊接电流和焊条直径的关系（3）焊接电流的选择选择焊接电流时，应根据焊条类型、焊条直径、工件厚度、接头型式、焊接位置和层数等因素综合考虑。焊条直径/mm1.62.02.53.2456焊接电流/A25-4040-6550-80100-130160-210200-270260-3008钢结构焊接制造B（4）焊缝层数的选择

在工件厚度较大时，往往需要进行多层焊。焊接层数主要根据钢板厚度、焊条直径、坡口型式和装配间隙等来确定，可作如下近似估算：

n=δ/d

式中：n--为焊接层数；

δ--为工件厚度（毫米）；

d--为焊条直径（毫米）。8钢结构焊接制造B2023/7/318钢结构焊接制造B（5）电弧电压与焊接速度的控制焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度来决定：电弧长度越大，电弧电压越高，电弧长度越短，电弧电压越低。在焊接过程，应尽量使用短弧焊接。

注意：

1.焊接电流主要影响焊缝的深度和余高

2.电弧电压主要影响的是焊缝的宽度和余高8钢结构焊接制造B埋弧焊8钢结构焊接制造B1、埋弧焊接过程:8钢结构焊接制造B8钢结构焊接制造B8钢结构焊接制造B2、埋弧焊的特点（1）焊接生产率高（2）焊缝质量好（3）焊接成本较低（4）劳动条件好（5）难以在空间位置施焊（6）对焊件装配质量要求高（7）不适合焊接薄板和短焊缝8钢结构焊接制造B3、应用

碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属。此外，埋弧焊还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。不适宜焊接：铸铁因不能承受高热输入量引起的热应力，一般不能用埋弧焊焊接。铝、镁及其合金因没有适用的焊剂，目前还不能使用埋弧焊焊接。铅、锌等低熔点金属材料也不适合用埋弧焊焊接。8钢结构焊接制造B4、埋弧焊的焊接材料（1）焊丝在选择埋弧焊用焊丝时，最主要的是考虑焊丝中锰和硅的含量。常用焊丝有H08A、H08MnA、H10Mn2；焊丝直径有2、3、4、5和6mm五种。8钢结构焊接制造B（2）焊剂作用：保护、控制焊缝金属化学成分，保证焊缝金属的力学性能，防止气孔、裂纹和夹渣等缺陷的产生。

焊剂分为三类：熔练焊剂、烧结焊剂和粘结焊剂。8钢结构焊接制造B（3）焊剂和焊丝的选用与配合在焊接低碳钢和强度等级较低的合金钢时，选配焊剂和焊丝通常以满足力学性能要求为主，使焊缝强度达到与母材等强度，同时要满足其它力学性能指标要求。如：用高锰高硅焊剂（如HJ430、HJ431）配合低碳钢焊丝（如H08A）或含锰焊丝（如H08MnA）；

8钢结构焊接制造B

用无锰高硅或低锰中硅焊剂（如HJ130、HJ250）配合高锰焊丝（如H10Mn2）。焊接低合金高强度钢时，除要使焊缝与母材等强外，要特别注意提高焊缝的塑性和韧性，一般选用中锰中硅或低锰中硅焊剂（如HJ350、HJ250）配合相应钢种焊丝。8钢结构焊接制造B5、埋弧焊工艺（1）埋弧焊的焊前准备埋弧焊的焊前准备包括工件的坡口加工、工件的清理与装配、焊丝表面清理及焊剂烘干、焊机检查与调整等工作。这些准备工作与焊接质量的好坏有着十分密切的关系，所以必须认真完成。

8钢结构焊接制造B

当工件厚度为10～24mm时，多为“Y”形坡口厚度为24～60mm时，可开“X”形坡口；对一些要求高的厚大工件的重要焊缝，如锅炉汽包等压力容器，一般多开“U”形坡口。

（2）坡口的选择与加工8钢结构焊接制造B

对直缝的工件装配，须在接缝两端加装引弧板和引出板。

1---引弧板2---焊件

3---焊接试板4---引出板

（3）埋弧焊的焊接工艺8钢结构焊接制造B焊前：焊丝表面清理与焊剂烘干一般焊剂须在250℃温度下烘干，并保温1-2h。限用直流焊接的焊剂使用前必须经350-400℃烘干，并保温2h，烘干后应立即使用。8钢结构焊接制造B8钢结构焊接制造B4、环缝埋弧焊焊丝偏移位置示意图8钢结构焊接制造BCO2气体保护电弧焊

CO2气体保护电弧焊属于气体保护电弧焊，利用外加气体作为电弧介质并保护电弧与焊接区的电弧焊方法。8钢结构焊接制造B1、CO2焊接过程图8钢结构焊接制造B

2、CO2焊的特点（1）焊接生产率高⑵焊接成本低⑶焊接变形小⑷焊接质量较高⑸适用范围广⑹操作简便8钢结构焊接制造B缺点⑴飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。金属飞溅是CO2电弧焊中较为突出的问题,这是主要缺点。⑵很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。⑶抗风能力差，给室外作业带来一定困难。⑷不能焊接容易氧化的有色金属。8钢结构焊接制造B3、CO2电弧焊的应用

焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。对于不锈钢，由于焊缝金属有增碳现象，影响抗晶间腐蚀性能。所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈钢工件。CO2电弧焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补以及电铆焊等方面。

8钢结构焊接制造B

4、CO2焊设备8钢结构焊接制造B（1）焊接材料CO2气体;焊丝：焊接低碳钢或低合金钢时，最常用的H08Mn2SiA焊丝。焊丝直径≤1.6mm时，叫细丝CO2焊；焊丝直径≥1.6mm时，叫粗丝CO2焊。8钢结构焊接制造B（2）保护气体流量在200A以下的薄板焊接时气体流量为10-15L/min；在200A以上的厚板焊接时气体流量为15-25L/min.注意：

1.当风速大于2m/s时，焊缝中的气孔明显增加。

2.国标有关工程施工规范中规定的允许环境风速为大于2m/s时，采取相应的防风措施允许施焊。8钢结构焊接制造B氩弧焊

1、TIG焊接过程图：8钢结构焊接制造B2、TIG焊的特点及应用

TIG焊的原理

TIG焊分为手工和自动两种。焊接时，填充焊丝在W极前方添加。当焊接薄焊件时，一般不需要开坡口和加填充焊丝。为满足焊接0.8mm以下薄板的需要,并为适应新材料和新型结构和焊接要求,又出现了钨极脉冲氩弧焊,钨极氩弧点焊或在充氩的气室中焊等。其中手工钨极氩弧焊应用最广。8钢结构焊接制造BTIG焊示意图8钢结构焊接制造B2、TIG焊