第一章 文献综述

焊接是一种制造技术，它是适应工业发展的需要，以现代工业为基础发展起来的，并且直接服务于机械制造工业。焊接技术的发展与制造工业的需要紧密相关，一般工业先进国家，钢产量的50%左右需采用焊接工艺才能形成产品，在石油化工，矿山冶金，金属结构，起重运输，水陆交通，航天航空，桥梁建筑，电力能源等机械设备制造部门，焊接都有这广泛的应用。许多设备中的大型结构，几乎都是焊接结构。现在，随着科学技术的进步，生产规模的日益扩大，焊接结构正朝着超大型，高容量，高参数，耐磨，耐低温，耐动载的方向发展，这就不仅需要为焊接生产提供质量更高，性能更好的各种焊机，焊接材料和焊接工艺，而且要求提供各种性能优异的焊接工装设备，使焊接生产实现机械化和自动化，减少人为因素干扰，达到保证和稳定焊接质量，改善焊工劳动条件，提高生产率，促进文明生产的目的。

焊接工艺装备就是在焊接结构生产的装配与焊接过程中起配合及辅助作用的夹具、机械装置或设备的总称，简称为焊接工装。焊接工装主要用来安装和夹持待焊工件，使焊接时便于施焊，以保证焊缝的质量，并提高生产效率

大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊接工艺而专门设计的，属于非标准装置，往往需要个制造厂根据本厂的产品结构特点、生产条件和实际需要自行设计制造或者定做。焊接工装也在汽车、摩托车、飞机、造船及航天等国民经济的各个领域中发挥着重要的作用。

焊接工装在焊接自动化及机械化的过程中也扮演着重要的角色：

在装配定位焊件时，如果不使用工装夹具，即使焊接组合件尽由两三个零件组成的，欲保证各零件精确的相对位置，也是不可能的。此外，在焊接过程中，焊接件一般会由于受热不均等原因而发生焊接变形，尤其是复杂的焊接结构，其变形有时会无法消除，这样就会影响以后的装配工作。采用工装夹具，不仅可以保证焊接时工件间的相对正确位置，而且可以防止和减少工件的焊接变形。批量生产的时候，这种优点就更加明显，可以稳定焊接件的质量，减少次品的产生

焊接结构生产过程一般包括：下料，装配，焊接，清理，检验及焊后热处理等工艺工序。一般来说焊前的下料，开坡口，清理工件表面等准备工作一般都要占据整个焊接时间的大部分，有时候焊接过程占用的时间反而很少。在这种情况下如果使用高效率的焊接工装夹具，那么就可以极大的缩短焊接前装配时间，从而缩短了整个生产周期，提高劳动效率，缩短了单位产品的生产时间而降低了成本。

采用工装夹具，工件定位迅速，装夹方便，省力，减轻了焊件装配定位和夹紧时的繁重体力劳动；焊件的反转可以实现机械化，变位迅速，使焊接条件较差的空间位置焊缝变为焊接条件较好的平焊位置焊缝，劳动条件改善，同时也有利于提高焊缝的质量。

焊接工装的分类

焊接结构件的种类繁多，形状尺寸各异，焊接过程的要求也不尽相同，与之相匹配的焊接工装为适应焊件的需要在形式，工作原理及技术要求上也有很大的差别。为了适应技术管理工作的需要，便于掌握各类焊接工装的工作特点和设计基本方法，就必须先对焊接工装进行分类。

焊接机械装备可分为四大类：1.焊接工装夹具 2.焊接变位机械 3.焊接输送机械 4.其他从属装置

1）焊接工装夹具（按动力源分类）可分为：手动夹具 气动夹具 液压夹具 磁力夹具 电动夹具 真空夹具 混合式夹具

2）焊接变位机械可分为：焊工变位机械 焊机变位机械 焊件变位机械

其中焊件变位机械可分为：焊接变位机 焊接回转台 焊接翻转机 焊接滚轮架

3）焊件输送机械可分为：上料装置 配料装置 卸料装置 传送装置 各种专用吊具

4）其他从属装置可分为： 导电装置 焊剂输送与回收装置 焊丝清理及盘丝装置  埋弧焊焊剂垫等

还可以按 1.用途 2.应用范围 3.常见焊接机械进行分类

按用途分类

1）装配用工艺装备。这类工装的主要任务是按照工艺要求，把待焊工件的零部件按照相互之间的位置准确的固定下来，然后再进行定位点焊，而不直接参与正式的焊接工作。这类工装称为装配定位焊夹具，它包括各位定位器，夹紧器，推拉装置，组合夹具和装配台架。

2）焊接用工艺装备。这类工装专门用来焊接已经经过点焊固定好的工件。如各类焊接专机，龙门式，悬臂式，平台式，爬行式等。

3）装配焊接工艺装备。着类工装既能完成整个焊件的装配，又能完成焊缝的焊接工作。这类工装通常是专用焊接机床或自动焊接装置，或者是装配焊接的综合机械化装置，如一些自动焊接生产线。

实际生产中一个焊件如果要完成焊接工作，单单依靠一个工装一般是难于完成的，而是需要许多种焊接工装的配合使用，这样才能达到焊接过程的机械化和自动化。

按应用范围分类

1）通用焊接工装。目前国家针对焊接工艺中的需求已经指定了很多的标准，如滚轮架行业的JB/T 9187标准等。所谓通用焊接工装，既是指已经标准化且有较大适用范围的工装。这类工装一般无须调整或稍加调整，就能适用与不同工件的装配或焊接工件。

2）专用焊接工装。只适用与某一特定类型的工件的装配或焊接，一般不能通用。这类焊接工装一般应按需求来设计，或者在专门厂家协商定作。

3）柔性焊接工装。指可以通过调整自身的尺寸来适应一定形状和尺寸变化的焊接工装。

此外还有按动力装置分类，按焊接方法分类等，再次就不详细说明了。

三.常见的焊接机械

焊接机械是改变焊件，焊机或焊工位置来完成机械化，自动化焊接的各种机械装备。

使用焊接机械可缩短焊件翻转变位的辅助时间，提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度，改善焊接质量，并可充分发昏各种焊接方法的效果。

焊接机械可以分为以下三大类。

1）焊接变位机

焊接变位机是将工件回转，倾斜以便使所有的焊缝置于水品和船形位置的机械装置。

焊接变位机主要用于机架，机座，机壳等非长形工件的焊接。

焊接变位机按结构形式可分为三种

1，伸臂式焊接变位机：适用与轻小焊件的翻转空位，载重量一般不超过1吨。

2，座式焊接变位机，是目前应用最广泛的一种焊接变位机械，载重量一般为1至50吨之间。

3，双座式焊接变位机，有较高的稳定性，试用与大型和重型工件的翻转变位，载重量一般都在50吨以上。

2）焊接滚轮架

焊接滚轮架按结构形式分为两类：

第一类是长轴式滚轮架。滚轮沿两平行轴排列，与驱动装置相连的一排为主动滚轮，另一排为从动滚轮。长轴式滚轮多是用户根据焊件特点自行设计制造的，市场可采用的定型产品很少

第二类是组合式滚轮架，它的主动滚轮架，从动滚轮架，混合式滚轮架都是独立的，使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合，其组合比例也不仅是1与1的组合。因此，使用方便灵活，对焊件的适应性很强，是目前应用最广泛的结构形式。

3）焊接翻转机

焊接变位翻转机是一种可以实现大型回转零件在焊接时变位、翻转、旋转位置，以便获得更佳焊接位置的焊接辅助设备，可配用熔化极气体保护焊机(CO2/MAG焊机)。下图产品主要由立柱提升机构、翻转机构、回转机构以及控制器组成。

4）焊接操作机

焊接操作机作为一种焊接辅助机械，被广泛地应用于锅炉、压力容器、管道和金属结构行业。与滚轮架、变为机或翻转机相配，可焊接大直径管道内外纵、环缝。可根据用户工艺要求选配焊接系统，还可选配焊接系统，还可选配焊接跟踪系统、监控系统，焊剂自动输送回收系统或摆动器。

焊接操作机是将焊件准确地送到并保持在待焊接位置或以选定的焊速沿规定的轨迹移动焊机的机械装置。

焊接操作机与焊接变位机。焊接滚轮架等焊件边为装置配合使用，可完成多种焊缝的焊接，也可以进行工件表面的自动焊接。