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钏工基础知识培训辅助施工队编制：鲁皓审核：周文斌佛工基础知识培训三、佛工基本技能三三三三三二二,三、放样与号料I j 四、钾接、胀接、焊接等装配形式五、焊接变形原理及控制钏工基本技能佛工基本操作技能 放样（展开）F号料三三 矫正 加工成型 装配放样（展开）放样是根据产品总图样或零、部件图样要求的形状和尺寸,按照1:1的比例关系把产品或零、部件的实形画在放样台 上（或平台板上）的过程。1一二一一一对比较复杂的壳体、部件，还要展开作图，有时也可用计 算展开法。展开是将各种形状零、部件的表面，按其实际 形状和大小，摊开在一个平面上的过程。一 放样（展开）二=二二二二-根据放样所得的零、部件的实际形状和尺寸直接在钢材上号料;-根据放样所得的零、部件的实际形状和尺寸制作画线用的样板,用样板去号料，样板可用来检查零、部件或产品的形状和尺寸;利用放样图样装配部件或产品；利用放样图样检查零、部件的形状和尺寸。号料号料就是根据图样在钢材（板料、型钢、管子等）上面，画出构件形状的剪切或气割线，为钢材切割下料做好准备。二号料时除画出切割线外，还要画出零件成型时的加工符号,如弯曲符号、中心线符号等，批量生产的零件都采用样板 号料的办法，样板号料可以大大提高号料的效率。号料时为了提高材料的利用率，节约钢材应采用最合理的 号料方法，号料方法有集中号料法、巧裁套料法等。巧裁 套料法是应用最广泛的号料方法。-下料下料就是按照号料时画出的切割线对钢材进行切割。切割 方法有剪切、气切、锯切、等离子弧切割等。剪切有龙门 剪床剪切、振动剪切、滚剪切等。气切应用最广泛的是氧 一乙快焰切割，有手工气切、半自动切割、仿形切割、数 据切割等。锯切有手工锯切、机械圆盘锯切、弓形锯床锯 切等。等离子弧切割能够切割不锈钢、铝、铜、铸铁以及 其他难溶金属和非金属材料。矫正 消除材料中弯曲、翘曲、凹凸不平等缺陷的加工方法叫矫 钾工矫正的工作主要包括钢材矫正、下料后矫正、加工成 型时矫正、部件及成品装配后矫正等 矫正主要包括：手工矫正、火焰矫正、机械矫正等方法。手工矫正是利用钢材加热后冷缩变形进行矫正。火焰矫正是手工 矫正辅助以机械，以提高效率和质量。机械矫正是利用水压机、液压机和其他压力机、平板机等对钢材 的零部件进行的矫正。加工成型加工成型是指对切割后的板材、钢、管等零件，按照图样 进行冲压、弯曲、滚圆的加工。装配装配就是把加工成型的许多零件组成部件或由部件组装成 整个产品。其中要注意部件之间的连接（主要包括焊接连 二接、钾接连接、螺栓连接、膨胀连接、咬缝连接等多种方 法）小钢材的矫正板料及型材由于受到外力或焊接、加热不均匀等 二因素的影响，往往产生变形。钢材表面的不平、弯曲、扭曲、波浪形等缺陷，会影响下料、加工、装配等质量。因此，凡变形超过技术要求的，下 料前必须对钢材进行矫正。钢材变形的原因 残余应力引起的变形在轧制钢材的过程中，可能产生残余 应力而引起变形。例如，轧制钢板时，因轧制的间隙不一 致，将引起板料在宽度方向的压缩不均，从而导致不均匀 延伸，并因其相互约束而产生变形。加工过程中引起的变形，例如将整张钢板割去某一部分后,会使钢板在轧制时造成的应力得到部分释放而引起变形。另外，气割、焊接，由于局部的、不均匀的加热，以及运 输、存放、吊装等不当也都会引起变形。矫正原理与基本方法 钢材的变形分弹性变形和塑性变形两种。弹性变形是指当 外力除去后能恢复到原来形状的变形;塑性变形是指外力 除去后依然保留下来的变形。,一一 根据矫正时钢材的温度分冷、热两种矫正方法。矫正 是在常温下进行的，矫正时产生冷硬现象，适用于矫正塑 性较好的钢材。对变形十分严重或脆性很大的钢材，如合 金硼及长期放行露天生锈的钢材等因塑性较差而用热矫 正法，即将钢材加热至1000。进行矫正。矫正的过程就是钢材经弹性变形发展到塑性变形的过程。整个变哌中，包括一定的弹性变形。因此当外力去掉后，工件会宥一定的回弹。火焰矫正 火焰矫正是利用氧乙焕焰及其他火焰，对各种钢材的弯-=丁火焰矫正不仅用于材料的准备工序，也可用于矫正结构在 制造过程中的变形。此法不需要专门的工艺装备，无论结 构变形的形状、位置、复杂程度如何均可使其恢复原状，质量好，成本低，方便灵活，并且对力学性能的影响不大,故应用广泛。火焰矫正的原理火焰矫正是在钢材的弯曲不平处用火焰局部加热，利用金 属材热胀冷缩的特性进行矫正的方法。二当局部加热时，被 加热处的材料受热而膨胀，由于周围温度低，因此膨胀受 到阻碍，此时加热处金属受压缩应力。当加热温度超过 600700时，压缩应力超过屈服极限，产生压缩塑性 变形。停止加热后，金属纤维冷却缩短，结果加热处纤维 要比原先的短，因而产生了新的变形。火焰矫正就是利用 金属局部受热后引起的变形区矫正钢材原有的变形。因此,掌握钢材局部受热的变形规律，是火焰矫正的关键。火焰矫正时加热位置火焰热量与矫正的关系，火焰矫正的效果，取决于火焰加 热的位置及火焰热量不同的加热位置可以矫正不同方向的 一变形；不同的加热量可以获得不同的矫正能力。一般情况 下，加热速度越快，热量越大，矫正能力也就越强，矫正 变形量也就越大。如果加热位置选择错误，非但不能引起 应有的效果，而且还可能导致更大的变形。B圜 U 3前 力口热中 后 前 加1热中 后前 加I热中 后 前 力口热中 后图4-12型刚加热过程中的变形二放样与号料放样与号料 所谓放样，就是在施工图基础上，根据产品的结构特点、按一定的比例（通常取1:1）准确绘制结构的全部或部分 投影图，进行结构的工艺性处理，有时还要进行展开和必 要的计算，最后获得施工所需要的数据、样板、样杆和草 图。放样与号料 按照不同产品的结构特点，放样可分为结构放样和展开放 样两大类，且后者是在前者基础上进行的。结构放样，就 厂是在绘制出投影线图的基础上，只进行工艺性处理和必要的计算，而不需要做展开。展开放样，就是在结构放样的 基础上，再对构件进行展开处理的放样。图5-18集中套排号料放样与号料 利用样板、样杆、号料草图及放样得出的数据，在板料或 型钢上画出零件真实的轮廓和孔口的真实形状，与之连接 二构件的位置线、加工线等，并注出加工符号，这一工作过 程称为号料。号料通常由手工操作 号料是一项细致、重要的工作，必须按有关的技术要求进 行。同时，还要着眼于产品整个制照工艺，充分考虑合理 用料问题，灵活而准确地在各种板料、型钢及成型零件上 进行号料画线。(a)单行直排(b)单行斜排(c)对排(0环形排列图5-22零件在钢板上的排列形式四、钾接、m旱接、胀接等 装配形式佛接和焊接的比较 钾接和焊接是两种不同的工艺方法，由于近年来焊接工艺 的迅速发展，使焊接技术成为金属结构连续的各种方法中二最先进的工艺之一。在生产实践中证明：焊接比例接一很 多的优点。例如可以节省大量钢材，结构重量轻，成本低,生产效率高，结构的坚固性和紧密性好，焊接过程没有噪 音等。但焊接也有缺点：由于高温度而产生的收缩，使焊 接结构产生变形和残余应力。佛接和焊接的比较 钏接不仅要留出钏打孔的位置，而且必须将两个连续件重叠或是盖上覆板才能进行钏接。而焊接则可以直接对接和角接，没有重叠部分。所以同一件东西，佛接结构要比焊接结构的重量大和 多费些材料。方I钾接的强度效率一般的只在被钏构件的80%以内，而电焊结 构如用优质的焊条和正确的施焊方法，其焊缝强度效率可以达到100%施钏接件的钉孔准备工作必须先准确地求出钉孔位置，然 后冲孔或钻孔，并准备一定规格的钏钉，把钉加热后才能佛接。而焊 接虽然也需要经过边缘清除污物和坡口准备工作，但相对之下钾接要 麻烦得多。劳动量方佛钉一般由34人配合才能工作，并且体力劳动强度大。而焊接12人就能进行工作，特别是半自动焊机、自动焊机和各种高 效焊接设备的应用，使生产效率大为提高。焊接后结构中会产生残余的焊接内应力，如果焊接工艺不适当，焊接应力就会使结构产生变形，严重的会使焊缝和结构破裂。因此要求采取一定的防止变形及减少应力的各种工艺措施。在这方面，“八、于焊接，它的安装找正和控制变形一般都比焊接方便，十分有镰接优二利于大型结构（如桥梁等）的现场安装。胀接 胀接是利用管子和管板变形达到紧封河紧固的一种连接方 法。可采用机械、爆炸和手工胀接等方法来扩胀管子的直径，使产生塑性变形，管板孔壁产生弹性变形，利用管板 孔壁的回弹对管子施加径向压力，以达到连续接头具有足 够胀接强度（拉托力）和较好的密封强度（耐压力），在工作压力下保证设备接头不致泄漏。五、焊接变形原理及控制构件焊接后，一般都会产生不同程度的变形，如果变形量 超过允许值时必须进行矫正，否则就会影响使用性能。有 二时零件制造和装配质量虽然都符合要求，但最后在焊接时,若没有考虑其应力和变形问题，就会使整个结构产生变形。变形严重的构件，因无法进行矫正造成构件报废；有时由 于焊接应力以致使焊缝裂开。由此可见，了解产生焊接应 力与变形的原因和预防的措施，将有利于提高焊接产品的 质量。.焊接变形产生的原因 焊接时，沿焊缝方向温度最高，而沿垂直于焊缝方向的 钢板边缘温度最低，焊件上的温度分布极不均匀。根据 金属材料热胀冷缩和伸长量与温度成正比的特性，焊件 将产生大小不等的纵向膨胀，其中以焊缝区最大，若各 部分金属能自由膨胀伸长而不受周围金属的阻碍，其伸 长应像图726(a)中虚线所示那样。但焊件是一个整 体，这种伸长不可能自由的实现，钢板端面只能较均衡 地伸长，于是焊缝区金属因受到两边金属的阻碍产生压 应力，远离焊缝区的金属则受到拉应力的作用，当压应 力超过屈服极限时，该部分金属就产生了热塑塑性变形,变形量等于图中虚线围绕的空白部分。画平行实线部分 为压缩弹性变形部分。此时焊件中的压应力与拉应力达 到平衡，此焊件比原尺寸伸长AL焊接变形产生的原因冷却时，由于焊件中间在加热时产生热塑塑性变形的原故,如以最后的长度要比愿耒的短些A所减少的长度从理谕上 来说，应等于质塑塑性斐形的长度，见图726(b)中的篇M寡聘分鬻的麟笑到两边的恭硼，实际 长度比原来缩短AL,出虚线,一 收缩如图现压应力。焊件中间由于没有能完全收缩，则出现拉应力。这型残存荏建隹内军的摩加强为焊接婢余呼立(简邨燥燧 应力)。收缩量AL称为焊接生形。以上分析镜明，焊接过 程中对娱性进行局部不均匀的加热，使产生焊接应力与变 形的根本原因。qHw”H*-A/图7-26平板对接焊时的应力与变形（十）表示拉应力；（一）表示压应力焊接变形产生的原因事实上焊缝和焊缝附近金属的收缩时按两个方向进行的，即纵向收缩和横向收缩见图7-27(a)o焊缝的横向收缩,二主要是纵向收缩引起的横向应力变形和由焊缝冷却先后不同形成的横向应力与变形合成的结合力。正是由于焊接后在这两个方向上发生的收缩，因而焊件产生了焊接应力和 各种变形，见图727(b)o(a)纵横收缩 出)钢板的变形图7-27焊缝的纵横收缩与变形横向收缩横向缩短-纵向缩短曼二三横向缩短向缩 横收 1/(a)纵横收缩(b)钢板的变形图7-27焊缝的纵横收缩与变形焊接变形的分类 在焊接过程中，由于接头的形式、钢板的厚薄、焊缝的长 短、工件形状、焊缝位置等原因，会出现各种不同形式的 变形。根据焊接变形对结构的影响不同可分为局部变形和 整体变形两类。局部变形 它是指构件的某一部分的变形。如角变形、波 浪变形、局部的凹凸不平等，如图728所示。整体变形 它是指整个结构的形状或尺寸发生变化，这种 变化是由于焊缝在各个方向收缩所引起的，如收缩变形、弯曲变形、扭曲变形等，如图729所示。殄角变形(a)角变形(b)波浪变形图7-28局部变形纵向缩短(a)收缩变形横向缩短弯曲变形扭曲变形(b)弯曲变形(c)扭曲变形图7-29整体变形影响焊接变形的主要因素工现熬程蜃-产生焊接应力与变形的根本原因，是焊缝金属受热时各部分的收 缩不均匀，因此焊接时焊件的受热对变形有极大的关系。受热程 度越大，变形越大，反之则变小。而焊件的加热程度取决于所示 采用的焊接规范，若采用大的焊接电流和小的焊速情况下，则焊 接受热大，变形也大。因此，有时为了减小焊件的变形，而选用 较小的电流焊接。影响焊接变形的主要因素1 焊缝酢二二二二二二二二二zzrz 焊缝在焊件中所处的位置不同，对焊件变形有很大影响，如果焊 缝的重心线与焊件结构截面的重心线重合见图7-29(b),或焊 缝对结构截面的重心线对称布置，则焊后结构主要产生纵向和横 向缩短，如果焊缝重心线与结构截面重心线不重合，也不对称布 置，焊后结构除产生纵向和横向收缩外，还会产生弯曲变形或角 变形。变形量的大小取决于焊缝重心到结构面重心线的距离，距 离越大，引起的弯曲变形或角变形也越大。影响焊接变形的主要因素二二二焊件变形量的大小。在很大程度上还取决于结构的刚度，结构的 刚度越大，焊后引起的变形量越小，而结构的刚度主要取决结构 的形状和尺寸的大小等。从结构抵抗拉伸或压缩的能力来看，刚 度的大小主要取决于结构截面的大小等。截面积越大刚度也越大,则变形就越小，所以厚钢板焊接时变形就小。从结构抵抗弯曲变 形的能力开看，刚度的大小主要取决于结构截面形状和尺寸的大 小。短而粗的焊件刚度大，焊后不易引起弯曲变形。而细又长的 焊件刚度小，焊后易产生弯曲变形。截面形状还将影响结构的抗 扭曲能力，封闭截面较不封闭截面的抗扭曲能力强。影响焊接变形的主要因素二二二二二二:装配后焊接结构的整体刚度总比装配前它的零件或部件的刚度大。这对减小变形是有利的。所以对于截面和焊缝都对称的简单构件,最好先采用先装配成整体，然后在按焊接顺序对称施焊。但是，对于结构较复杂的焊接件，采用先装配成整体，在焊接就不一定 合理，原因是复杂结构控制变形困难，焊后出现变形，因刚性大 而不易矫正，所以一般都是把复杂的结构划分成若干部件，分别 进行焊接，这样变形容易控制与矫正，最后将焊好并矫正的部件 总装焊接。影响焊接变形的主要因素在同一焊接结构上通常存在许多条焊缝，应该先焊哪条焊 一缝，后焊哪条焊缝才能使结构变形最小，这就应该考虑焊 二接顺序。焊缝布置对称的结构，如果采用的焊接规范相同,第一道焊缝引起的变形量最大。各条焊缝引起的变形量一 般不能相互抵消，所以焊件最后的变形往往和先焊的焊缝 引起的变形相一致。对焊缝布置不对称的结构，也有可能 调整焊接顺序来控制变形。减少和防止变形的措施选择合理的装配和焊接顺序一采用对称焊接。一般对称布置的焊缝，最好由成对的焊工对称地 进行焊接，这样可使各焊缝所引起的变形相互抵消，如图7-30所 示的圆筒体对称焊时，应由两名焊工按图中顺序对称地进行焊接。在焊接平面上的焊缝时，应使焊缝的纵向及横向收缩能够比较自 由，而不受较大的约束，焊缝应从中间向四周对称进行（见图7-31）o只有这样才能使焊缝由中间向外依次收缩，从而减少焊接 应力和变形。构件焊缝分布不对称时，一般应先焊焊缝少的一侧，后焊焊缝多 的一侧。这样就可以使先焊焊缝所引起的变形部分得到抵消。采用不同的焊接顺序，减少构件的焊接应力和焊接变形。当焊缝 长度不超过1m时，可采用逐步退焊法、分中逐步退焊法、跳焊法、交替焊法、分中对称焊法等。一般退焊法和跳焊法，每一段焊缝 长度为100350mm为宜。以上焊法见图7-32。2图7-30圆筒体对称 焊焊接顺序-A-A-V-Y-3 2 112 3（b）分中逐步退焊法（c）跳焊法（d）交替焊法）2（e）分中对称焊法图7-32采用不同焊接顺序的对接焊缝减少和防止变形的措施反变形法-在焊前进行装配时，先将焊件向与焊接变形相反的方向进行人为 的变形，以达到与焊接变形相抵消的目的，这种方法叫做反变形 法。实践证明，这种方法是切实可行的。用此方法时，要预测好 反变形量的大小。图7-34所示为V形坡口单面对接焊的角变形情况。若采用图7-34(b)所示的反变形法，焊后的角变形基本上消除了。工字梁焊后 由于角焊缝的横向收缩，会引起图7-35(a)所示的角变形。为了 防止角变形，在装配前先将翼板反向弯曲成一定角度，然后再组 装见图7-35(b)焊接，基本上可以消除角变形。(a)不采用反变形(b)采用反变形图7-34钢板对接时的反变形法(a)厚后角变形 8)采用反变形图7-35焊接工字梁的 反变形法减少和防止变形的措施刚性固定法刚性固定法就是采用强制手段来提高构件的刚性，减小焊后变形。用 此方法，需在焊件完全冷却后，才可撤除固定夹具。常用方法有以下 几种：利用重物加压或点焊定位。这种方法适用于薄板焊接，如图7-36所示。在板的四周用定位焊与平台焊牢，并用重侧，待焊缝完全冷却后再搬掉压块和铲除定位焊点。这样焊件的变形就可以减少。利用夹具固定。图7.37(a)所示的工字梁，焊前用螺栓将翼板牢牢的紧固在平台上二利用平台的 件所限不能米用上述方法刚度米减少焊后的角变形和穹面变形。若因条 时，也可米用图7-37(b)所示的方法，把两个_、一，用楔口夹具将两翼板楔紧，以增加焊件的刚度，也 可减少焊后的变形。这种方法常常用在基座、框架等构徉的装配焊接上。用“马”或唯时支撑固定。在钢板对接岸时，也可采用家“马”古代的 方法来控制菱形(见图7-38)。这种方法简单可靠，在圣产中应用技广。对于一般小型焊件。也可采用临时支撑的刚性固定，如图7-39所示。应当指出，刚性固定法只适用于可焊性较好的焊件，对于可焊性较差的 中碳钢及合金钢，不宜采用刚性固定法焊接，以免产生裂纹。4 2-图7-38钢板对接焊时加“马”刚性固定法焊接变形的矫正机械矫正-机械矫正法就是利用机械力的作用来矫正变形。对于低碳钢结构,可在焊后直接矫正，但对于合金结构钢的焊接结构需焊后先经热 处理消除盈利后才能进行机械矫正。工字梁焊接后产生的弯曲变 形见图7-40(a),可用图7-40(b)、(c)所示的压头压或千斤顶定 的方法进行矫正。薄板的波浪变形，主要是由于焊缝区的纵向缩短而引起的，矫正 时，最好在钢板矫正机上较平，也可沿焊缝进行捶击，使焊缝延 伸而矫平。图7-40工字梁焊后变形的机械矫正焊接变形的矫正火焰矫正-火焰矫正就是采用氧乙快焰对构件局部加热进行矫正。图741为箱形梁由于吊装不当儿产生上拱合旁弯变形。矫正上拱 变形时，应加热箱形梁上拱部分的翼板或腹板见图7-41(a).矫 正旁弯变形时，应加热上拱部分的两腹板见图7-41(b),如用外 力相配合，则效果更好。图7-41(c)为箱形梁的扭曲变形，矫正 时由于焊件刚性大，需要外力相配合。如果箱形梁同时有上拱、旁弯和扭曲三种变形，一般先矫正扭曲，再矫正上拱，最后矫正 旁弯变形。焊接变形的矫正火焰矫正-对厚壁圆筒体焊后圆度不符合要求时，可将筒体竖放在平台上，下面垫上规格相同的型钢头见图7-42(b),先用样板进行检查,如筒体外凸，则沿该处外壁进行线状加热，如筒体内凹，则沿该 处内壁进行线状加热，加热后仍其自然冷却，不用捶击，一次不 行可进行多次，直到符合圆度为止。圆筒型构件的弯曲变形，也可采用火焰矫正。例如转炉风管由总 管和支管焊接而成。由于支管位于总管的一侧，所以焊后发生向 下弯曲(见图7-43)。采用火焰矫正时，加热位置选在支管的背 面。使用三角形加热法，三角形的底边为10mm,加热范围为总 管120。角所对应的周长。温度约800C,分5处加热，经2次矫正 后就达到技术要求。(a)筒体内面变形的矫正(b)筒体的矫圆图7-42筒体变形的矫正加热范围图7-43转炉风管的火焰矫正谢谢大家!