焊接结构生产工艺过程优化方案

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：在确定整个焊接结构的生产工艺过程时，应根据该焊接结构的生产特点和工艺特点，尽量采用现代化焊接技术，并结合现有条件，采取必要措施解决生产技术问题。焊接结构生产的工艺过程包括以下内容。2）在脆性转变温度以下工作的焊接结构，在焊后应进行消除应力回火处理，以减小结构产生脆性破坏的可能性。在制定钢结构的生产工艺时，同时要制定出检验内容和检验程序。

确定生产工艺过程是焊接结构生产的核心，焊接车间设计、焊接胎卡具的设计、设备选用及质量控制等都以它以依据。在确定整个焊接结构的生产工艺过程时，应根据该焊接结构的生产特点和工艺特点，尽量采用现代化焊接技术，并结合现有条件，采取必要措施解决生产技术问题。焊接结构生产的工艺过程包括以下内容。

1.主要原材料的入厂验收、保管与发放

焊接结构常用原材料绝大多数是轧制板材和型材（各种型钢和管材等），有时也用铸件和锻件。

金属材料应有生产厂出具的质量证明书，在入库前必须经过检查和验收，满足相应的标准或技术条件。通常检查和验收的项目包括：外观检查、化学成分分析、力学性能试验和其他特别需要的工艺试验（如冷弯、顶锻、管子压扁试验）等。

原材料经过检查和验收合格后，存放到专门的金属材料仓库或露天存放场地，原材料应分类存放，要安全稳固且不产生永久变形。不同类型的钢板应采用不同油漆色带条形码进行标识。原材料发放应有台账，有详细的出入库登记。

2.零部件的加工工艺

钢材经过除锈、矫正后进行零部件的放样、划线和号料。放样就是按照产品零部件图样的要求，用1∶1的比例尺寸，划出实际零件的平面展开尺寸。放样尺寸必须精确。号料就是根据放样尺寸的轮廓线，用小锤子和样冲在金属材料上打上标记，号料的目的是避免金属材料在搬运过程中将零件的尺寸轮廓线擦去，以致无法进行加工。划线就是利用样板在金属材料上进行零件实际轮廓线的复制，然后再进行号料。

将零部件沿号料标记进行切割下料，下料的方法有冷切割（剪切、锯削、高压水切割等）和热切割（包括火焰切割、电弧切割、等离子弧切割、激光切割等）。应根据被切割金属的材质、形状、切割质量等来选择不同的下料方法。

对零部件进行坡口和边缘加工，坡口和边缘加工主要采用火焰切割、气刨或刨削、车削、铣削加工，大型金属结构加工车间具有刨边机和铣边机。坡口和边缘加工的主要目的是：

1）根据工艺要求，为保证焊缝熔透或焊缝有效厚度达到设计要求，焊接坡口形式和尺寸参见GB/T 985.1—2008《气焊、手工电弧焊及气体保护焊和高能束焊推荐坡口形式》和GB/T 985.2—2008《埋弧焊推荐坡口形式》。

2）对于重要结构，通过边缘加工去掉机械切割所引起的加工硬化区，以及火焰切割所引起的材料组织变化区。

3）对于结构尺寸要求精确的构件，通过边缘加工可使零件具有精确的尺寸。

3.焊件的装配-焊接工艺

在组装前，将待焊接区域进行清理，其目的是保证焊接接头的质量，避免焊缝中出现气孔、夹渣等缺陷，清理的主要内容是清除焊缝边缘的铁锈、氧化皮、油污和机加工所产生的毛刺等。清理时，主要采用角向打磨机打磨的方法去除，对于水分、油污可采用火焰烘烤或化学脱脂方法去除。

组装-焊接顺序十分关键，它关系到某些焊缝的可焊到性、焊接位置和焊接空间是否便于施焊，焊缝质量能否保证，以及焊后变形大小等，事先应确定合理的组装-焊接顺序。焊接分部件进行，装配-焊接的方法是比较先进的方法，对某些较复杂的结构，显示出其较大的优越性。

制定焊接工艺应包括以下内容：

1）审定或选择合理的焊接方法及与母材相匹配的焊接材料。

2）确定合理的焊接参数，如焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊条（丝）直径等。

3）确定焊接过程中的预热温度、层（道）间温度、接头后热及焊后热处理的参数等。

4）确定焊接顺序、焊接方向和施焊人数等。

5）选择适用的焊接胎卡具等。

4.焊件的热处理工艺

多数情况下，低合金钢不需要进行焊后热处理，只有在下列情况下才考虑进行焊后热处理：

1）屈服强度等级大于500MPa，且有延迟裂纹倾向的低合金钢，要求焊后及时进行热处理。其目的是，使得残留的氢能够逸出，减小焊接残余应力，改善热影响区的纤维组织。

2）在脆性转变温度以下工作的焊接结构，在焊后应进行消除应力回火处理，以减小结构产生脆性破坏的可能性。

3）厚壁受压容器，由于存在着三向焊接残余应力，容易使容器产生低应力脆性破坏，焊后需进行消除应力回火处理。

4）电渣焊焊接接头，焊后均应作正火处理或正火+回火处理，以细化晶粒，提高冲击韧度。

5）焊后需要进行机加工的构件，通过焊后热处理可保证构件尺寸的稳定性。

焊后热处理分为整体热处理和局部热处理，热处理最好是焊后立即进行。几种常用低合金钢的焊后热处理参考规范见表11-4。

表11-4 常用低合金钢的焊后热处理参考规范

（续）

注：钢牌号中，R——表示压力容器用钢，g——表示锅炉用钢。

5.焊接结构质量检验

焊接结构在生产过程中，需要有多项质量检验。其中包括原材料品种、规格及质量检验；放样尺寸及样板检验；加工零件尺寸及质量检验；装配、焊接工艺装备的检验；部件及结构装配质量的检验；部件及结构焊接质量的检验；钢结构涂装质量检验，以及成品的最终检验等。在制定钢结构的生产工艺时，同时要制定出检验内容和检验程序。检验标准应根据产品的重要程度和有关标准给出，不合格的产品在规定的允许范围内可以进行修整，否则作报废处理。

影响焊接质量的因素很多，如金属材料的焊接性、焊接工艺、焊接参数、焊接设备，以及焊工的操作技术熟练程度等。焊接检验的目的就是在焊接前和焊接过程中，对上述因素以及焊接后的焊件进行全面仔细检查，发现焊缝中的缺陷，并进行处理，确保产品的出厂质量。常用的焊接检验方法分为非破坏性检验（外观检查、超声波检测、射线检测、磁粉检测、耐压试验等）、破坏性检验（力学性能试验、断面检查、断口检查等）、声发射检测和工艺性检验（焊接性试验、焊接工艺评定试验、焊接参数检查、热处理工艺检查等），详见本教材第二十章第一节中有关内容。

6.焊接结构的修整

焊接结构经过检验后，如果发现有缺陷，在允许范围内可以进行修整。设计者要明确提出允许修整的次数和要求。修整时必须有正式的焊接工艺规程，一切工艺措施不仅不低于制造要求，而且更加严格。修整时必须要把缺陷清除掉，清除范围必须大于缺陷尺寸。一般采用碳弧气刨方法将缺陷挖干净。大的缺陷可以先从焊件一面刨到一定深度，并补好，然后从另一面再刨，把缺陷全部清除掉，再进行补焊。需要进行热处理的焊件，补焊修整后应再次进行热处理。

修整后仍然要经过严格检验，对于重要构件，需要经过上级技术领导审核批准后才能够交付使用。

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