项目四焊接结构生产工艺规程的编制（三）ppt课件.ppt

项目四焊接结构生产工艺规程的编制（三）2任务任务3 焊接结构工艺规程的编制焊接结构工艺规程的编制n焊接结构加工工艺过程是指由金属材料(包括板材、型材和其他零部件)经过一系列加工工序，组装成焊接结构的过程。【任务目标】【任务目标】n了解焊接结构工艺过程的组成；n熟悉焊接结构工艺规程的概念、作用、编制原则、编制依据、主要内容、编制步骤；n熟悉焊接结构工艺规程的形式；n掌握一般复杂程度焊接结构生产工艺规程编制方法。3【任务分析】【任务分析】n焊接产品的生产过程相当复杂，既包括划线下料、成形加工、装配焊接及热处理等工艺过程，又包括材料供应、质量检验、技术准备等各种辅助生产过程n加工工艺规程是针对这些加工工序的理论性指导文件。n编制合格的焊接结构工艺规程对于保证焊接结构生产工艺过程安全、质量、成本、生产率这四个方面的要求具有重要意义。4【相关知识及工作过程】【相关知识及工作过程】 3.1焊接结构工艺过程的组成焊接结构工艺过程的组成1、生产过程和工艺过程、生产过程和工艺过程n通过人们的劳动使原材料或零件毛坯的形状和性质发生变化的过程称为生产过程。n在生产过程中，除了进行一些直接改变工件形状或性质的主要工作外，还要进行一部分辅助工作，如原材料的准备、原材料或零件的运输、产品的包装等。n因此说，生产过程是从原材料(或毛坯)到成品(或半成品)之间所有劳动过程的总和。5n为了生产某一产品，要经过一个或几个不同的加工工艺过程来完成。n工艺过程是指逐步改变工件状况的那一部分生产过程，例如铸造、焊接、热处理、机加工、冲压等。n原材料经过整个生产过程中的一系列加工工艺过程后，得到人们需要的产品n所以说，工艺过程也是产品生产过程中处理某一技术问题所采用的技术措施。62、焊接结构工艺过程的组成、焊接结构工艺过程的组成(1)工序工序n工序是指一个(或一组)工人在一台设备或一个工作地点，对一个(或几个)工件连续完成的那部分工艺过程。n工序是组成工艺过程的基本单元。n工序划分的主要依据是：工作地点是否改变，改变即进入新的工序；加工是否连续，不连续就是两个工序。 n 焊接结构工艺过程的主要工序有放样、划线、下料、成形加工、边缘加工、装配、焊接、矫正、检验、涂装等。n对于一个产品，由其主要工序形成的工艺过程称为工艺路线或工艺流程。7(2)工位工位n工位是工序的一部分。n在某一工序中，焊件所用的加工设备和所处的加工位置是变化的。n工件在加工设备上所占的每一个工作位置称为工位。8 图4-31 工字梁的焊接工位a)四个工位b)两个工位9(3)工步工步n工步是工艺过程的最小部分，它保持着工艺过程的一切特性。n在一个工序内，在工件、设备、工具和工艺规范均保持不变的条件下所完成的那部分动作称为工步。n构成工步的某一因素发生变化时，一般认为是一个新的工步。103.2焊接结构加工工艺规程的编制焊接结构加工工艺规程的编制 1、焊接结构加工工艺规程的作用、焊接结构加工工艺规程的作用n在实际生产中，对于某个产品的焊接加工，常常可以采用几种不同的方案来完成。n根据产品对象的技术要求和工厂的实际情况，从可能的多种方案中，筛选一个最佳方案，并用文字和图表示出来，作为组织生产的技术文件和进行技术准备的依据。n这种被规定下来的、为本单位生产人员所遵守的指导性技术文件称为焊接结构加工工艺规程。n焊接结构加工工艺规程是描述焊接工艺过程内容的技术文件。11n焊接结构加工工艺规程的作用作用包括：是指导焊接生产的主要技术文件是生产组织和生产管理的基本依据是新建工厂或扩建、改建旧厂的技术基础是交流先进经验的桥梁12n焊接结构加工工艺规程一旦确定下来，任何人都必须严格遵守，不得随意改动。n但是随着时间的推移，新工艺、新技术、新材料、新设备不断涌现，某工艺规程在应用一段时间后可能相对会变得落后n所以应及时吸收先进经验和技术，定期对工艺规程进行修改和更新，使其更合理和和先进。132、编制焊接结构加工工艺规程的原、编制焊接结构加工工艺规程的原则则n工艺过程需保证四个方面的要求：安全、质量、成本、生产率。n它们是产品工艺的四大支柱，即先进的工艺技术是在保证安全生产的条件下，用最低的成本，高效率地生产出质量优良具有竞争力的产品。14n编制工艺规程应遵循下列原则：（1）技术上的先进性 （2）经济上的合理性 （3）技术上的可行性 （4）良好的劳动条件15（1）技术上的先进性）技术上的先进性 n在编制工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术的发展情况，对目前本厂所存在的差距要心中有数。n要充分利用焊接结构生产工艺方面的最新科学技术成就，广泛地采用最新的发明创造、合理化建议和国内外先进经验。n尽最大可能保持工艺规程技术上的先进性。16（2）经济上的合理性）经济上的合理性 n在一定生产条件下，要对多种工艺方法进行对比与计算，尤其要对产品的关键件、主要件、复杂零部件的工艺方法，采用价值工程理论，通过核算和方案评比，选择经济上最合理的方法，在保证质量的前提下以求成本最低。17（3）技术上的可行性）技术上的可行性 n编制工艺规程必须从本厂的实际条件出发，充分利用现有设备，发掘工厂的潜力，结合具体生产条件消除生产中的薄弱环节。n由于产品生产工艺的灵活性较大，在编制工艺规程时一定要照顾到工序间生产能力的平衡，要尽量使产品的制造和检测都在本厂进行。18（4）良好的劳动条件）良好的劳动条件n编制的工艺规程必须保证操作者具有良好而安全的劳动条件，应尽量采用机械化、自动化和高生产率的先进技术，在配备工装时应尽量采用电动和气动装置，以减轻工人的体力劳动，确保工人的身体健康。19（5）在编制工艺规程时要注意以下两点：）在编制工艺规程时要注意以下两点： 试制和单件小批量生产的产品，编制以零件加工工艺过程卡和装配焊接工艺过程卡为主的工艺规程。 工艺性复杂、精密度较高的产品以及成批生产的产品，编制以零件加工工序卡、装配工序卡和焊接工序卡为主的工艺规程。203、编制焊接结构加工工艺规程的依、编制焊接结构加工工艺规程的依据据n工艺规程的编制是在焊接工艺过程分析的基础上进行的n在规程编制之前，编制人员必须周密调研，熟悉产品的特点、工厂的生产条件和生产能力等必要的原始资料n同时审查焊接结构图样的完整性和合理性，了解生产纲领和相关要求，掌握必要的资料和加工素材，具体内容如下：21 技术设计说明书。产品的全套图样和技术要求。产品生产纲领和生产类型。工厂的现有生产条件。工艺装备、胎夹具、车间的加工能力和生产经验。各种技术资料。现有生产车间的管理水平。22n不同的生产类型具有不同的特点，因此所选择的加工路线、设备情况、人员素质、工艺文件等也是不同的。n单件生产时，编制的焊接结构加工工艺规程应简明扼要，只需粗定工艺路线并制定必要的技术文件即可；n大量生产时，编制的焊接结构加工工艺规程要求有详细的工艺规程和工序，尽可能实现工艺典型化、规范化；n成批生产时，其机械化程度介于单件生产和大量生产之间，应部分采用流水线作业，但加工节奏不同步，应有较详细的工艺规程。23n 编制焊接结构加工工艺规程的目的是指导生产，能更好地把产品制造出来。n工艺规程应切实可行，不切合工厂生产实际的工艺规程，即使再先进、再合理也是不可取的。n因此，制定焊接结构加工工艺规程是不能脱离工厂或车间现有的生产设备、车间的辅助能力、材料的储备情况等。244、编制焊接结构加工工艺规程的步骤、编制焊接结构加工工艺规程的步骤n焊接工艺过程是否合理，直接关系到生产组织能否正常运行n制定的工艺规程既要保证焊接生产质量达到产品图样的各项技术要求，又要有较高的劳动生产率，保证产品在用户的规定期限内交付使用n同时还要减少人力、物力等方面的消耗，节约资金，降低成本。25n焊接结构加工工艺规程的编制过程要严谨、细致，其步骤如下： （1）技术准备 （2）产品工艺过程分析 （3）拟定工艺路线 （4）估算工时定额 （5）确定各主要工序的技术要求及检验 （6）编写工艺规程26（1）技术准备）技术准备 对产品所执行的标准要消化理解，并在熟悉的基础上掌握这些标准；n要研究产品各项技术要求的制定依据，以便根据这些依据在工艺上采取不同的措施；n找出产品的主要技术要求和制造关键零部件的关键技术，以便采用合适的工艺方法和采取稳妥、可靠的措施。27 对经过工艺性审查的图纸，应再进行一次分析。n其作用是通过再消化分析发现遗漏，尽量把问题和不足暴露在生产之前，使生产少受损失；n另一个作用是通过分析，明确产品的结构形状以及各零部件间的相对位置和连接方式等，作为选择加工方法的基础。 28 熟悉产品验收的质量标准，它是对产品装配图和零件工作图技术要求的补充，是制定工艺技术、工艺方法和工艺措施等决策的依据。 要掌握工厂的生产条件，这是编制切实可行的工艺规程的核心问题。要深入现场了解设备的规格与性能、工装的使用情况与制作能力以及工人的技术素质等。 掌握产品的生产纲领与生产类型，根据它来确定工艺类型和工装设备等。29 （2）产品工艺过程分析）产品工艺过程分析n在技术准备的基础上，根据图纸深入研究产品结构及备料、成形加工、装配及焊接工艺的特点，对关键零部件或工序进行深入的分析研究。n考虑生产条件、生产类型，通过调查研究，从保证产品技术条件出发，在尽可能采用先进技术的条件下提出几个可行的工艺方案n然后经过全面的分析、比较或试验，最后选出一个最好的工艺路线方案。30（3）拟定工艺路线）拟定工艺路线n拟定工艺路线是把组成产品的零部件的加工顺序排列出来的过程。n它是在工艺分析的基础上完成的，是编制工艺规程的总体构思和布局。n拟定工艺路线要完成以下内容： 加工方法的选择 加工顺序的安排 确定各工序所使用的设备31加工方法的选择加工方法的选择n确定各零部件在备料、成形加工、装配和焊接等各工序所采用的加工方法和相应的工艺措施。n选择加工方法要考虑各工序的加工要求、材料性质、生产类型以及本厂现有的设备条件等。32加工顺序的安排加工顺序的安排n焊接结构生产是一个多工种的生产过程，根据产品结构特点，考虑到加工方便、焊接应力与变形以及质量检查等方面问题，合理安排加工顺序。n在大多数情况下，将产品分解成若干个工艺部件，要分别制定它们的装配、焊接顺序和它们之间组装成产品的顺序。33 确定各工序所使用的设备确定各工序所使用的设备n应根据已确定的备料、成形加工、装配和焊接等工序的加工方法，选用设备的种类和型号，对非标准设备应给出简图和技术要求。n在拟定工艺路线时，都要提出两个以上方案，通过分析比较选取最佳方案。n拟定工艺路线一般是绘制出装配焊接过程的工艺流程图，并附以工艺路线说明，也可用表格的形式来表示。34n 最佳的工艺路线是：最佳的工艺路线是： 在保证产品质量的前提下，工艺路线最短，工序少，采用较为先进的设备和方法，生产率高。 设备的利用率高，消耗的材料少。 在产品制造过程中，生产路线应符合车间的布置，零部件无折返现象。 生产中要保证安全，工人劳动强度低，劳动条件好。 工艺路线应符合工厂的条件，产品能顺利地生产出来且经济效益可观。35 图4-32 框架结构36图4-33 框架结构的工艺流程图37n（4）估算工时定额）估算工时定额n如果有工时定额手册，则可以直接查阅并进行计算，或由统计资料估算。n目前一般都按各个工厂的实际经验积累起来的统计资料估算。n随着焊接生产技术的发展，加工工艺的改进，新工艺、新技术的不断出现，工时定额需经常进行必要的修改和完善。38 （5）确定各主要工序的技术要求及检验方法）确定各主要工序的技术要求及检验方法n必要时，根据产品的技术要求和结构特点，设计和试制专用检具。（6）编写工艺规程）编写工艺规程n拟定的工艺路线经审查、批准后，就可以编写工艺规程。n工艺规程的主要内容包括： 工艺过程 加工工序 简图 39工艺过程工艺过程 n将产品工艺路线的全部内容，按照一定格式写成的文件。n它的主要内容有：备料及成形加工过程，装配焊接顺序及要求，各种加工的加工部位，工艺留量及精度要求，装配定位基准、夹紧方案，定位焊及焊接的方法，各种加工所用设备和工艺装备，检查和验收标准，材料的消耗定额以及工时定额等。40加工工序加工工序 n除填写工艺过程的内容外，尚须填写操作方法、步骤及工艺参数等。简图简图 n为了便于阅读工艺规程，在工艺过程和加工工序中应绘制必要的简图。n图形的复杂程度，应能表示出本工序加工过程的内容、本工序的工序尺寸、公差及有关技术要求等，图形中的符号应符合国家标准。41（7）编制工艺规程注意事项）编制工艺规程注意事项 工艺规程应做到正确、完整、统一和清晰。 工艺规程的格式、填写方法、使用的名词术语和符号均应符合有关标准规定，计量单位采用法定计量单位。 同一产品的各种工艺规程应协调一致，不得相互矛盾c结构特征和工艺特征相似的零部件，尽量设计具有通用性的工艺规程。 每一栏中填写的内容要简明扼要、文字规范，语言清晰易懂。对于难以用文字说明的工序或工序内容，应绘制示意图，并标注加工要求。42（8）焊接结构加工工艺规程的编制内容与要求）焊接结构加工工艺规程的编制内容与要求n编制内容包括：焊接材料焊接准备焊接要求焊后热处理焊缝返修焊接检验 43焊接材料焊接材料a.焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、气体、电极和衬垫等。b.应根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能并结合产品的结构特点和使用条件综合考虑，选用合适的焊接材料。c.焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术要求。44 焊接准备焊接准备 a.焊接坡口的选择应使焊缝金属填充量尽量少；避免产生焊接缺陷，减少焊接残余变形和应力，有利于操作。 b.坡口制备时，对碳素钢和b540MPa的碳锰低合金钢可采用冷、热加工方法；对b540MPa的碳锰低合金钢、铬钼低合金钢和高合金钢应采用冷加工，若采用热加工，则用冷加工方法去除表面层。 c.焊接坡口应平整，不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，尺寸应符合图样规定；应将坡口表面及两侧的水、锈、油污和其他有害杂质清除干净。 d.奥氏体钢坡口两侧应刷防溅剂，防止飞溅黏附在母材上。 45 e.焊条、焊剂要按规定烘干、保温，焊丝需除油、锈，保护气体应干燥。 f.根据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头拘束度、焊接方法和焊接环境等综合因素确定预热与否以及预热温度。 g.采用局部预热时，应防止局部应力过大，预热范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，且不小于100mm。 h.焊接设备等应处于正常工作状态下，安全可靠，仪表应定期检验。 i.定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣。 j.避免强行组装。46 焊接要求焊接要求 a.焊接环境的风速：气体保护焊时小于2m/s，采用其他焊接方法时小于10m/s；相对湿度大于90；雨、雪环境下，焊件温度低于20时应采取措施，否则不能焊接。 b.当焊件温度不高于20 时，应在始焊处100mm范围内预热到 15以上。 c.禁止在非焊接部位引弧。 d.电弧擦伤处的弧坑应补焊并打磨。 47 e.双面焊时需清理焊根，显露出正面打底的焊缝金属；对于自动焊并经试验能保证焊透的焊缝，可以不做清根处理。 f.层间温度不超过规定的范围，预热焊时层间温度不得低于预热温度。 g.每条焊缝尽可能一次焊完。当焊接中断时，对于冷裂纹较敏感的焊件应及时采取后热、缓冷等措施；重新施焊时，要按规定进行预热。 h.采用锤击法改善焊缝质量时，第一层及盖面层焊缝不应锤击。48 焊后热处理焊后热处理 a.根据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头拘束度、产品使用条件和有关标准，综合确定是否需要进行焊后热处理。 b.焊后热处理应在补焊后及压力试验前进行。 c.应尽可能进行整体热处理。当采用分段热处理时，焊缝加热的重叠部分长度至少为1500mm，加热区以外的部分应采取措施防止有害的温度梯度。 d.焊件进炉时炉内温度不得高于400。 49 e.焊件升温至 400以后，加热区升温速度不得超过 200/h，最小为50/h。f.焊件升温期间，加热区任意5000mm长度内的温差不得大于120。 g.焊件保温期间，加热区的最高温度与最低温度的差值不得大于 65 。 h.焊件温度高于400时，加热区的冷却速度不得超过 260/h，最小为50/h。 i.焊件出炉时，炉温不得高于400，出炉后应在静止的空气中冷却。50 焊缝返修焊缝返修 a.对需要返修的焊接缺陷，应分析其产生原因，提出改进措施，按标准进行焊接工艺评定，编制返修工艺。 b.焊缝同一部位返修次数不得超过两次。 c.返修前将缺陷彻底清除干净。 d.如需预热，预热温度应比原焊缝预热温度适当提高。 e.返修焊缝的质量、性能应与原焊缝相同。 f.要求热处理的焊件，在热处理后进行返修补焊时，必须重新进行热处理。51 焊接检验焊接检验 a.焊前检验包括母材、焊接材料、焊接设备、仪表、工艺装备、焊接坡口、接头装配及清理、焊工资格、焊接工艺文件等检验。 b.焊接过程中的检验包括焊接工艺参数、执行工艺情况、执行技术标准及图样规定的情况等检验。 c.焊后检验包括施焊记录、焊缝外观及尺寸、后热及焊后热处理、无损检测、焊接工艺规程、压力试验、密封性试验等检验。523.3工艺规程的文件形式工艺规程的文件形式n把已经设计或制定的工艺规程内容写成文件形式，就是工艺文件。n工艺文件是生产活动中所遵循的规律和依据。n工艺文件有多种形式，如产品零部件明细表、工艺流程图、工艺规程等。n其中，工艺规程是一种重要的工艺文件形式，它反映了设计的基本内容。n常用的工艺规程有工艺过程卡片、工艺卡片、工艺守则等形式。53表4-3 工艺规程常用的文件形式54n其它还包括操作指导卡片、检验卡片、装配系统图、热处理成形锻造工艺卡片等。n各工厂应根据本厂的具体条件，产品的结构特点、材料、设备、生产规模等，依照规范制定工厂的工艺规程的文件形式及其使用范围。553.4编制焊接结构加工工艺规程实例编制焊接结构加工工艺规程实例n如图4-40所示为储气罐筒体焊接结构，试编制焊接结构加工工艺规程。 图4-40 储气罐筒体焊接结构561、分析焊接结构、分析焊接结构n储气罐筒体焊接结构由筒体、封头等部件组成。n生产过程包括所有零部件的准备、加工、装配、焊接等工序。n筒体的规格尺寸为 DN600mm1100mm6mm，材料牌号为Q235B，接头形式为对接。572、筒体的制造工艺过程、筒体的制造工艺过程n该筒体为圆筒形，结构比较简单。n筒体总长为1100mm，直径为600mm。n由于筒节直径小于800mm，总长较短，故可用单张钢板制作，筒节只有一条纵焊缝。n筒节开坡口、卷制成形，进行纵焊缝焊接，并对其进行射线探伤。n具体内容填入筒体加工工艺过程卡片，见表4-10。58表4-4 筒体加工工艺过程卡片59 3、焊接性分析、焊接性分析n从化学成分方面考虑，其材质为Q235B，按照国际碳当量公式计算其碳当量为0.35，小于0.4，故钢材的焊接性优良，主要表现在： (1)由于 Q235B含碳及其他合金元素少，低碳钢塑性好巨淬硬倾向小，所以它是焊接性最好的金属材料。 (2)一般情况下，在焊接过程中不需要采取预热和焊后热处理的工艺措施。 (3)可以满足焊条电弧焊各种不同空间位置的焊接，且焊接工艺和操作技术比较简单，容易掌握。 (4)不需要选用特殊或复杂的设备，对焊接电源无特殊要求，一般交、直流弧焊机都可焊接。60n 焊接低碳钢时，若焊条直径或工艺参数选择不当测也可能出现热影响区晶粒长大或时效硬化倾向。n焊接温度越高，热影响区在高温停留的时间越长，晶粒长大越严重。 n低碳钢的焊接一般不会遇到什么特殊困难，焊前不必预热，焊后一般也不需要进行热处理(除电渣焊外)。n从焊接结构方面考虑，筒体的焊接接头为对接接头，可焊到性和可探伤性较好，焊接接头的受力均匀，应力集中小，在焊接过程中，保证焊接工艺参数选择适当，即可获得比较良好的焊接接头。614、确定焊接方法、确定焊接方法n基本上所有的焊接方法都可以选用，我们选用生产车间常用的焊接方法：非熔化极气体保护焊、焊条电弧焊、熔化极气体保护焊和埋弧自动焊。5、编制焊接工艺、编制焊接工艺n按照不同的焊接方法编制焊接工艺。62【综合练习】【综合练习】n一、填空题一、填空题1. 我们将金属材料轧制的型材或制成的金属坯料，经过多道工序加工后，制成半成品或成品的各个劳动过程的总和称为 。它包括直接改变零件形状、尺寸和材料性能或将零、部件进行装配焊接等所进行的加工过程，称为 ；也包括如材料供应、零部件的运输保管、质量检验、技术准备等，称为 。63n2. 工序是工艺过程的最基本组成部分，是生产计划的基本单元，工序划分的主要依据是加工工艺过程中 和 。3. 在一个工序内 、 、 和 均保持不变的条件下所完成的那部分动作称为工步。4. 拟定工艺路线要完成下列内容：选择 、安排 和确定 。n5焊接结构加工工艺过程包括 、 和 。6常见的焊接工艺规程有 、 、 、 等。64n二、简答题二、简答题1. 工艺规程有什么作用？编制工艺规程的基本原则是什么？2编制工艺规程的步骤有哪些？3. 常用的工艺规程的文件形式有哪些？各适用于什么情况？4. 制定焊接工艺应遵循的基本原则是什么？