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畢業(yè)設(shè)計(jì)
第一章 文獻(xiàn)綜述
焊接是一種制造技術(shù)，它是適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要，以現(xiàn)代工業(yè)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，并且直接服務(wù)于機(jī)械制造工業(yè)。焊接技術(shù)的發(fā)展與制造工業(yè)的需要緊密相關(guān)，一般工業(yè)先進(jìn)國(guó)家，鋼產(chǎn)量的50%左右需采用焊接工藝才能形成產(chǎn)品，在石油化工，礦山冶金，金屬結(jié)構(gòu)，起重運(yùn)輸，水陸交通，航天航空，橋梁建筑，電力能源等機(jī)械設(shè)備制造部門，焊接都有這廣泛的應(yīng)用。許多設(shè)備中的大型結(jié)構(gòu)，幾乎都是焊接結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，焊接結(jié)構(gòu)正朝著超大型，高容量，高參數(shù)，耐磨，耐低溫，耐動(dòng)載的方向發(fā)展，這就不僅需要為焊接生產(chǎn)提供質(zhì)量更高，性能更好的各種焊機(jī)，焊接材料和焊接工藝，而且要求提供各種性能優(yōu)異的焊接工裝設(shè)備，使焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，減少人為因素干擾，達(dá)到保證和穩(wěn)定焊接質(zhì)量，改善焊工勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)率，促進(jìn)文明生產(chǎn)的目的。
焊接工藝裝備就是在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的裝配與焊接過(guò)程中起配合及輔助作用的夾具、機(jī)械裝置或設(shè)備的總稱，簡(jiǎn)稱為焊接工裝。焊接工裝主要用來(lái)安裝和夾持待焊工件，使焊接時(shí)便于施焊，以保證焊縫的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率
大多數(shù)焊接工裝是為某種焊接組合件的裝配焊接工藝而專門設(shè)計(jì)的，屬于非標(biāo)準(zhǔn)裝置，往往需要個(gè)制造廠根據(jù)本廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)條件和實(shí)際需要自行設(shè)計(jì)制造或者定做。焊接工裝也在汽車、摩托車、飛機(jī)、造船及航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。
焊接工裝在焊接自動(dòng)化及機(jī)械化的過(guò)程中也扮演著重要的角色：
在裝配定位焊件時(shí)，如果不使用工裝夾具，即使焊接組合件盡由兩三個(gè)零件組成的，欲保證各零件精確的相對(duì)位置，也是不可能的。此外，在焊接過(guò)程中，焊接件一般會(huì)由于受熱不均等原因而發(fā)生焊接變形，尤其是復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，其變形有時(shí)會(huì)無(wú)法消除，這樣就會(huì)影響以后的裝配工作。采用工裝夾具，不僅可以保證焊接時(shí)工件間的相對(duì)正確位置，而且可以防止和減少工件的焊接變形。批量生產(chǎn)的時(shí)候，這種優(yōu)點(diǎn)就更加明顯，可以穩(wěn)定焊接件的質(zhì)量，減少次品的產(chǎn)生
焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過(guò)程一般包括：下料，裝配，焊接，清理，檢驗(yàn)及焊后熱處理等工藝工序。一般來(lái)說(shuō)焊前的下料，開(kāi)坡口，清理工件表面等準(zhǔn)備工作一般都要占據(jù)整個(gè)焊接時(shí)間的大部分，有時(shí)候焊接過(guò)程占用的時(shí)間反而很少。在這種情況下如果使用高效率的焊接工裝夾具，那么就可以極大的縮短焊接前裝配時(shí)間，從而縮短了整個(gè)生產(chǎn)周期，提高勞動(dòng)效率，縮短了單位產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間而降低了成本。
采用工裝夾具，工件定位迅速，裝夾方便，省力，減輕了焊件裝配定位和夾緊時(shí)的繁重體力勞動(dòng)；焊件的反轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，變位迅速，使焊接條件較差的空間位置焊縫變?yōu)楹附訔l件較好的平焊位置焊縫，勞動(dòng)條件改善，同時(shí)也有利于提高焊縫的質(zhì)量。
焊接工裝的分類
焊接結(jié)構(gòu)件的種類繁多，形狀尺寸各異，焊接過(guò)程的要求也不盡相同，與之相匹配的焊接工裝為適應(yīng)焊件的需要在形式，工作原理及技術(shù)要求上也有很大的差別。為了適應(yīng)技術(shù)管理工作的需要，便于掌握各類焊接工裝的工作特點(diǎn)和設(shè)計(jì)基本方法，就必須先對(duì)焊接工裝進(jìn)行分類。
焊接機(jī)械裝備可分為四大類：1.焊接工裝夾具 2.焊接變位機(jī)械 3.焊接輸送機(jī)械 4.其他從屬裝置
1）焊接工裝夾具（按動(dòng)力源分類）可分為：手動(dòng)夾具 氣動(dòng)夾具 液壓夾具 磁力夾具 電動(dòng)夾具 真空夾具 混合式夾具
2）焊接變位機(jī)械可分為：焊工變位機(jī)械 焊機(jī)變位機(jī)械 焊件變位機(jī)械
其中焊件變位機(jī)械可分為：焊接變位機(jī) 焊接回轉(zhuǎn)臺(tái) 焊接翻轉(zhuǎn)機(jī) 焊接滾輪架
3）焊件輸送機(jī)械可分為：上料裝置 配料裝置 卸料裝置 傳送裝置 各種專用吊具
4）其他從屬裝置可分為： 導(dǎo)電裝置 焊劑輸送與回收裝置 焊絲清理及盤絲裝置 埋弧焊焊劑墊等
還可以按 1.用途 2.應(yīng)用范圍 3.常見(jiàn)焊接機(jī)械進(jìn)行分類
按用途分類
1）裝配用工藝裝備。這類工裝的主要任務(wù)是按照工藝要求，把待焊工件的零部件按照相互之間的位置準(zhǔn)確的固定下來(lái)，然后再進(jìn)行定位點(diǎn)焊，而不直接參與正式的焊接工作。這類工裝稱為裝配定位焊夾具，它包括各位定位器，夾緊器，推拉裝置，組合夾具和裝配臺(tái)架。
2）焊接用工藝裝備。這類工裝專門用來(lái)焊接已經(jīng)經(jīng)過(guò)點(diǎn)焊固定好的工件。如各類焊接專機(jī)，龍門式，懸臂式，平臺(tái)式，爬行式等。
3）裝配焊接工藝裝備。著類工裝既能完成整個(gè)焊件的裝配，又能完成焊縫的焊接工作。這類工裝通常是專用焊接機(jī)床或自動(dòng)焊接裝置，或者是裝配焊接的綜合機(jī)械化裝置，如一些自動(dòng)焊接生產(chǎn)線。
實(shí)際生產(chǎn)中一個(gè)焊件如果要完成焊接工作，單單依靠一個(gè)工裝一般是難于完成的，而是需要許多種焊接工裝的配合使用，這樣才能達(dá)到焊接過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化。
按應(yīng)用范圍分類
1）通用焊接工裝。目前國(guó)家針對(duì)焊接工藝中的需求已經(jīng)指定了很多的標(biāo)準(zhǔn)，如滾輪架行業(yè)的JB/T 9187標(biāo)準(zhǔn)等。所謂通用焊接工裝，既是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化且有較大適用范圍的工裝。這類工裝一般無(wú)須調(diào)整或稍加調(diào)整，就能適用與不同工件的裝配或焊接工件。
2）專用焊接工裝。只適用與某一特定類型的工件的裝配或焊接，一般不能通用。這類焊接工裝一般應(yīng)按需求來(lái)設(shè)計(jì)，或者在專門廠家協(xié)商定作。
3）柔性焊接工裝。指可以通過(guò)調(diào)整自身的尺寸來(lái)適應(yīng)一定形狀和尺寸變化的焊接工裝。
此外還有按動(dòng)力裝置分類，按焊接方法分類等，再次就不詳細(xì)說(shuō)明了。
三.常見(jiàn)的焊接機(jī)械
焊接機(jī)械是改變焊件，焊機(jī)或焊工位置來(lái)完成機(jī)械化，自動(dòng)化焊接的各種機(jī)械裝備。
使用焊接機(jī)械可縮短焊件翻轉(zhuǎn)變位的輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善焊接質(zhì)量，并可充分發(fā)昏各種焊接方法的效果。
焊接機(jī)械可以分為以下三大類。
1）焊接變位機(jī)
焊接變位機(jī)是將工件回轉(zhuǎn)，傾斜以便使所有的焊縫置于水品和船形位置的機(jī)械裝置。
焊接變位機(jī)主要用于機(jī)架，機(jī)座，機(jī)殼等非長(zhǎng)形工件的焊接。
焊接變位機(jī)按結(jié)構(gòu)形式可分為三種
1，伸臂式焊接變位機(jī)：適用與輕小焊件的翻轉(zhuǎn)空位，載重量一般不超過(guò)1噸。
2，座式焊接變位機(jī)，是目前應(yīng)用最廣泛的一種焊接變位機(jī)械，載重量一般為1至50噸之間。
3，雙座式焊接變位機(jī)，有較高的穩(wěn)定性，試用與大型和重型工件的翻轉(zhuǎn)變位，載重量一般都在50噸以上。
2）焊接滾輪架
焊接滾輪架按結(jié)構(gòu)形式分為兩類：
第一類是長(zhǎng)軸式滾輪架。滾輪沿兩平行軸排列，與驅(qū)動(dòng)裝置相連的一排為主動(dòng)滾輪，另一排為從動(dòng)滾輪。長(zhǎng)軸式滾輪多是用戶根據(jù)焊件特點(diǎn)自行設(shè)計(jì)制造的，市場(chǎng)可采用的定型產(chǎn)品很少
第二類是組合式滾輪架，它的主動(dòng)滾輪架，從動(dòng)滾輪架，混合式滾輪架都是獨(dú)立的，使用時(shí)可根據(jù)焊件的重量和長(zhǎng)度進(jìn)行任意組合，其組合比例也不僅是1與1的組合。因此，使用方便靈活，對(duì)焊件的適應(yīng)性很強(qiáng)，是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。
3）焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)
焊接變位翻轉(zhuǎn)機(jī)是一種可以實(shí)現(xiàn)大型回轉(zhuǎn)零件在焊接時(shí)變位、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)位置，以便獲得更佳焊接位置的焊接輔助設(shè)備，可配用熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)(CO2/MAG焊機(jī))。下圖產(chǎn)品主要由立柱提升機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及控制器組成。
4）焊接操作機(jī)
? 焊接操作機(jī)作為一種焊接輔助機(jī)械，被廣泛地應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、管道和金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)。與滾輪架、變?yōu)闄C(jī)或翻轉(zhuǎn)機(jī)相配，可焊接大直徑管道內(nèi)外縱、環(huán)縫?？筛鶕?jù)用戶工藝要求選配焊接系統(tǒng)，還可選配焊接系統(tǒng)，還可選配焊接跟蹤系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)，焊劑自動(dòng)輸送回收系統(tǒng)或擺動(dòng)器。?
焊接操作機(jī)是將焊件準(zhǔn)確地送到并保持在待焊接位置或以選定的焊速沿規(guī)定的軌跡移動(dòng)焊機(jī)的機(jī)械裝置。
焊接操作機(jī)與焊接變位機(jī)。焊接滾輪架等焊件邊為裝置配合使用，可完成多種焊縫的焊接，也可以進(jìn)行工件表面的自動(dòng)焊接。