焊接技巧100招

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 雖然焊接過(guò)程沒(méi)有什么所謂的技術(shù)秘訣，但實(shí)際焊接過(guò)程中有許多的焊接技術(shù)、方法以及工藝可以使焊接過(guò)程變得更加容易，這些工藝方法被稱為技術(shù)訣竅。焊接技術(shù)訣竅可以節(jié)省時(shí)間、費(fèi)用和勞動(dòng)力，甚至可以決定焊接的成功與失敗、利潤(rùn)和損失。大多數(shù)的焊接工藝主要是以科學(xué)研究為基礎(chǔ)的，也有一些焊接工藝以實(shí)際焊接經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。這是實(shí)踐中一些實(shí)際焊接經(jīng)驗(yàn)的綜合。    

了解生產(chǎn)中常見(jiàn)的焊接問(wèn)題以及解決方法，可以幫助解決一些常見(jiàn)的焊接問(wèn)題。優(yōu)良的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則這部分，闡述了設(shè)計(jì)焊縫時(shí)要考慮的關(guān)鍵因素；針對(duì)控制焊接變形問(wèn)題，介紹了產(chǎn)生變形的原因和對(duì)焊接變形的實(shí)際矯正。在其他的設(shè)計(jì)問(wèn)題中，討論了角接接頭的尺寸以及如何避免產(chǎn)生斷裂；簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)概念主要介紹了一些常見(jiàn)的焊接應(yīng)用實(shí)例；先進(jìn)設(shè)計(jì)概念討論了焊縫的彈性匹配問(wèn)題和焊接接頭放置問(wèn)題。針對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的焊接問(wèn)題，著重介紹了一些常見(jiàn)的焊接材料和焊接實(shí)踐中成功的經(jīng)驗(yàn)；在氧－乙炔切割方面，提供了解決焊接問(wèn)題的技巧，討論了切割應(yīng)用以及氧矛和燃燒棒的性能；對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)中經(jīng)常用到的緊固件，主要介紹了常用螺栓、螺母以及如何應(yīng)用。  

一、焊接工藝問(wèn)題及解決措施

1.1  厚板與薄板的焊接

1、用熔化極氣體保護(hù)（GMAW）和藥芯焊絲氣體保護(hù)焊（FCAW）焊接鋼制工件時(shí)，如果工件的板厚超過(guò)了焊機(jī)可以達(dá)到的最大焊接電流，將如何進(jìn)行處理？解決的方法是焊前預(yù)熱金屬。采用丙烷、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氣體或乙炔焊炬對(duì)工件焊接區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為150～260℃，然后進(jìn)行焊接。對(duì)焊接區(qū)域金屬進(jìn)行預(yù)熱的目的是防止焊縫區(qū)域冷卻過(guò)快，不使焊縫產(chǎn)生裂紋或未熔合。

2、如果需要采用熔化極氣體保護(hù)焊或藥芯焊絲氣體保護(hù)焊將一薄金屬蓋焊接在較厚鋼管上，進(jìn)行焊接時(shí)如果不能正確調(diào)整焊接電流，可能會(huì)導(dǎo)致兩種情況：一是為了防止薄金屬燒穿而減小焊接電流，此時(shí)不能將薄金屬蓋焊接到厚鋼管上；二是焊接電流過(guò)大會(huì)燒穿薄金屬蓋。這時(shí)應(yīng)如何進(jìn)行處理？主要有兩種解決方法。

① 調(diào)整焊接電流避免燒穿薄金屬蓋，同時(shí)用焊炬預(yù)熱厚鋼管，然后采用薄板焊接工藝對(duì)兩金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接。

② 調(diào)整焊接電流以適合于厚鋼管的焊接。進(jìn)行焊接時(shí)，保持焊接電弧在厚鋼管上的停留時(shí)間為90%，并減少在薄金屬蓋上的停留時(shí)間。應(yīng)指出，只有當(dāng)熟練掌握這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，才能得到良好的焊接接頭。

3、當(dāng)將一薄壁圓管或矩形薄壁管件焊接到一厚板上時(shí)，焊條容易燒穿薄壁管部分，除了上述兩種解決方法，還有其他的解決方法嗎？   

有，主要是在焊接過(guò)程中采用一個(gè)散熱棒。如將一個(gè)實(shí)心圓棒插入薄壁圓管中，或?qū)⒁粚?shí)心矩形棒插入矩形管件中，實(shí)心棒將會(huì)帶走薄壁工件的熱量并防止燒穿。一般來(lái)說(shuō)，在多數(shù)供貨的中空管或矩形管材料中都緊密安裝了實(shí)心圓棒或矩形棒。焊接時(shí)應(yīng)注意將焊縫遠(yuǎn)離管子的末端，管子的末端是最易發(fā)生燒穿的薄弱區(qū)域。用內(nèi)置散熱棒避免燒穿的示意如圖1所示。      

4、當(dāng)必須將鍍鋅或含鉻材料與另一零件進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)如何進(jìn)行操作？    

最佳工藝方法是焊前對(duì)焊縫周圍區(qū)域進(jìn)行銼削或打磨，因?yàn)殄冧\或含鉻金屬板不僅會(huì)污染并弱化焊縫，而且焊接時(shí)還會(huì)釋放出有毒氣體。

1.2 容器及框架結(jié)構(gòu)的焊接

1、如果采用焊接工藝方法（例如釬焊）密封一個(gè)浮筒或密封一個(gè)中空結(jié)構(gòu)的末端，在進(jìn)行焊縫的最后密封時(shí)，為了防止熱空氣進(jìn)入容器而導(dǎo)致容器爆裂，將如何處理？

③首先在浮筒上鉆一個(gè)直徑1.5mm的減壓孔，以利于焊縫附近的熱空氣與外部空氣流通，然后進(jìn)行封閉焊接，最后焊密封減壓孔。密封焊接浮筒或密閉容器的示意如圖2所示。當(dāng)焊接儲(chǔ)氣容器結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以采用減壓孔。應(yīng)注意的是，在密閉容器中進(jìn)行焊接是十分危險(xiǎn)的，焊前應(yīng)確保容器或管子內(nèi)部清潔，并避免有易燃易爆物品或氣體存在。      

2、當(dāng)需要采用熔化極氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣體保護(hù)焊或鎢極氬弧焊將屏柵、金屬絲網(wǎng)或延伸金屬焊接到鋼結(jié)構(gòu)框架上，進(jìn)行焊接時(shí)金屬絲網(wǎng)容易產(chǎn)生燒穿和焊縫未熔合現(xiàn)象，應(yīng)如何進(jìn)行處理？

① 在金屬絲網(wǎng)或延伸金屬上放置非金屬墊圈并且將墊圈、金屬絲網(wǎng)和框架夾緊在一起，不允許采用含鉻或鍍鋅墊圈，墊圈應(yīng)采用未涂敷的，見(jiàn)圖3(a)。       

② 在被焊位置的墊圈上部放置一個(gè)更大的墊圈作為散熱片。上墊圈應(yīng)具有一個(gè)比下墊圈更大的孔，以避免上墊圈也被焊接在一起。然后通過(guò)墊圈的兩個(gè)孔進(jìn)行塞焊，應(yīng)使焊縫處于下墊圈部分。操作者可以采取一些其他的方法得到足夠的熱量并進(jìn)行焊接，注意要防止周圍屏柵或金屬絲網(wǎng)燒穿，見(jiàn)圖3(b)和（c）。

③ 另一種方法是采用一個(gè)帶孔的金屬板條，將孔對(duì)準(zhǔn)需要焊接的部位，并放置散熱墊圈，然后進(jìn)行塞焊，見(jiàn)圖3(d)。

1.3 焊接構(gòu)件的修補(bǔ)

1、除了采用常用的啟釘器，還有哪些方法可以移除損壞或生銹的螺釘？這里主要介紹兩種方法。

① 如果安裝的螺釘在加熱時(shí)不會(huì)損壞，可以用氧－乙炔焊炬加熱戀螺母及其裝配件直到紅熱狀態(tài)，然后迅速水淬以利于清除螺釘，在這個(gè)過(guò)程中可能需要幾次的加熱，冷淬循環(huán)過(guò)程。

② 如果螺釘槽、螺母或牙槽損壞或丟失，可以在螺釘頭的上部（或殘余部分）放置一個(gè)螺母，旋緊螺母，然后采用任何焊接方法在螺母和螺釘?shù)膬?nèi)部填充金屬。這樣就會(huì)將螺母和螺釘殘余部分連接起來(lái)，然后在螺母上放置扳手或牙鉗，迅速拔出螺釘。采用這種方法有利于提供一個(gè)新的握力點(diǎn)并可利用熱量使螺釘緊固，用焊接方法移除固定螺釘?shù)臍堄嗖糠质疽馊鐖D4所示。    

2、如果有一個(gè)磨損的曲軸，用焊接進(jìn)行修復(fù)加固的最好方法是什么？修復(fù)磨損的曲軸時(shí)可以采用熔化極氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣體保護(hù)焊或鎢極氬弧焊方法。但是要得到滿意的堆焊焊道形狀，必須注意以下4方面的要求。

① 使堆焊焊道方向與曲軸軸線平行。

② 先在曲軸下部堆焊一條焊道，然后旋轉(zhuǎn)曲軸180°堆焊下一條焊道，這樣可以平衡焊接應(yīng)力，并可顯著消除焊接熱變形。應(yīng)注意的是，在第一條焊道上進(jìn)行順序堆焊將會(huì)引起曲軸翹曲。該堆焊工藝適合于對(duì)滾輪曲軸進(jìn)行修復(fù)和焊補(bǔ)。

③ 兩條焊道之間必須保持30%～50%的熔敷金屬重疊量，以保證焊接修復(fù)后機(jī)加工時(shí)保持焊道表面的平滑。

④ 采用手工電弧焊和藥芯焊絲氣體保護(hù)焊時(shí)，必須用毛刷或切削的方法清理焊道之間殘留的焊劑。除上述曲軸修復(fù)方法，還可以采用在曲軸的每90°位置增加一條堆焊焊道，以進(jìn)一步減小焊接變形。在青銅或銅制零部件修復(fù)中，添加釬縫金屬比采用堆焊的方法在消除應(yīng)力和變形方面更加有利。用焊接方法修復(fù)磨損曲軸的示意見(jiàn)圖5。    

3、如果有一個(gè)鋼制軸承件卡在設(shè)備中，并且不想報(bào)廢該設(shè)備，應(yīng)如何采用焊接方法進(jìn)行去除軸承？首先在軸承的內(nèi)表面焊接一條焊道，靠焊道拉伸力減小軸承直徑，外加焊接過(guò)程的熱量應(yīng)可使軸承活動(dòng)。直徑10cm的管如果在內(nèi)表面布滿焊道將會(huì)使鋼管直徑收縮1.2mm。采用焊接方法清除卡住軸承的示意如圖6所示。      

4、油罐或船板結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生裂紋，應(yīng)如何防止？

首先在裂紋末端鉆一個(gè)小孔，以利于在較大的范圍內(nèi)分散末端的應(yīng)力，然后焊接一系列長(zhǎng)度不等的多道焊縫，增加裂紋前端鋼板的強(qiáng)度。防止鋼板產(chǎn)生裂紋擴(kuò)展的示意見(jiàn)圖7。      

2.1 加強(qiáng)板的定位及加厚

1、焊接加強(qiáng)板經(jīng)常被焊接到鋼板（基板）的表面，加強(qiáng)板外邊緣的角焊縫容易使加強(qiáng)板的中心部位翹起，離開(kāi)鋼板表面并產(chǎn)生角變形，如圖8(a)所示。

這種現(xiàn)象會(huì)增加機(jī)加工和車削加工的難度，應(yīng)如何解決這個(gè)問(wèn)題？解決的方法是在加強(qiáng)板中間部位采用塞焊或槽焊，將加強(qiáng)板表面與基板表面貼緊，消除變形以利于進(jìn)行機(jī)械加工。采用塞焊或槽焊方法定位加強(qiáng)板示意如圖8(b)所示。    

2、有時(shí)在基板的小區(qū)域內(nèi)需要對(duì)基板加厚，但加厚區(qū)域不能超過(guò)整個(gè)基板的面積，應(yīng)如何解決？將一厚板金屬嵌入基板需要加厚的部位，然后采用焊接方法進(jìn)行固定。在基板上嵌入厚板的示意見(jiàn)圖9。這樣可以給后續(xù)的機(jī)械加工、鏜削加工或鉆孔提供足夠的厚度，并可以代替設(shè)備中的大厚度零件或鑄造件。    

3、增強(qiáng)平板的剛性以承載負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)方法是什么？增強(qiáng)平板的剛性以承載負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)方法是在平板上垂直焊接一系列的角鋼，添加角鋼加強(qiáng)筋以增強(qiáng)平板剛性，如圖10所示。     2.2 控制噪聲和振動(dòng)

1、哪些技術(shù)措施可以用來(lái)減小金屬板的噪聲和振動(dòng)？噪聲問(wèn)題和振動(dòng)問(wèn)題一樣，同樣可以采用減小金屬板的共振頻率來(lái)解決。采用的主要方法如下：

① 以折疊、卷邊或槽形加強(qiáng)的方式增加剛性；

② 將平板截?cái)喑梢幌盗行〉牟糠忠栽鰪?qiáng)支撐；

③ 采用表面噴涂層；

④ 在平板的表面粘結(jié)一層減振纖維材料。采用增加共振頻率減小噪聲的4種方法見(jiàn)圖11。

在相對(duì)較低頻率時(shí)引起的振動(dòng)，通常采用增加金屬剛度方法來(lái)減小振動(dòng)，如圖12所示。          

2、當(dāng)要將一個(gè)平板在垂直方向與另一個(gè)平板進(jìn)行角焊縫焊接時(shí)，如果現(xiàn)在只有C形夾具，應(yīng)如何進(jìn)行工作？焊接時(shí)用一個(gè)鋼制擋塊或者一個(gè)矩形物體作為輔助工具，采用C形夾具和矩形擋塊夾緊角焊縫，如圖13所示。    

3.1  布局設(shè)計(jì)

1、焊接過(guò)程中的設(shè)計(jì)要求主要包括哪些內(nèi)容？

① 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使設(shè)計(jì)方案滿足零件各部位強(qiáng)度和硬度的要求，但不能超出安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)讓焊接工程師來(lái)檢驗(yàn)各部件設(shè)計(jì)的安全性。如果設(shè)計(jì)要求的硬度設(shè)定的太高，這樣的設(shè)計(jì)會(huì)超出安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并且會(huì)因額外材料、焊接操作和運(yùn)輸?shù)确矫娴脑黾佣岣哒麄€(gè)過(guò)程的成本。超出安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還可能增加用戶在燃料、能源和維護(hù)等方面長(zhǎng)期的費(fèi)用，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員嚴(yán)格檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的合理性。

② 應(yīng)確定結(jié)構(gòu)中焊縫的外觀要求，以避免不必要的增高。有時(shí)許多設(shè)備零件上的焊縫完全被隱藏起來(lái)，這樣可以減少為了提高焊縫外觀質(zhì)量而增加的焊縫打磨、修整的費(fèi)用。因此，為了便于讓操作者知道哪些焊縫需要進(jìn)行打磨、修整以具有良好的外觀，應(yīng)在這些部位進(jìn)行標(biāo)記。

③ 如果產(chǎn)品必須要求按一定的工藝規(guī)程進(jìn)行焊接制造時(shí)，應(yīng)核對(duì)相關(guān)的工藝規(guī)程以決定采用經(jīng)濟(jì)、合理的焊接方法。

④ 用較厚的結(jié)構(gòu)件可以防止產(chǎn)生焊接彎曲和變形。

⑤ 焊接中采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)對(duì)于防止焊接彎曲和變形更加有效。

⑥ 在橫梁結(jié)構(gòu)的末端焊接剛性支撐件，可以增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，在材質(zhì)、寬度和承受載荷相同的兩個(gè)橫梁結(jié)構(gòu)中，采用剛性支撐比不采用剛性支撐的焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的彎曲變形小，如圖14所示。    

⑦ 采用封閉式結(jié)構(gòu)或?qū)抢瓧l結(jié)構(gòu)可以防止發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。封閉式結(jié)構(gòu)比開(kāi)口式結(jié)構(gòu)的彎曲角度小得多，見(jiàn)表1。

同時(shí)采用適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)筋還可以減小結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)的剛度，如圖15～17所示。                

在圖15中，框架結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)變形能力與各部分單獨(dú)抗扭轉(zhuǎn)變形能力的總和幾乎相等，采用封閉式C形框架結(jié)構(gòu)可以提高整體結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)變形性能。

在圖16中，圓形結(jié)構(gòu)比矩形結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)載荷更好，主要是由于矩形結(jié)構(gòu)周圍剪切應(yīng)力分布不均勻，而圓形結(jié)構(gòu)載應(yīng)力集中現(xiàn)象，而且圓形結(jié)構(gòu)在各方向上還具有抗彎曲變形能力。在圖17中，采用對(duì)角加強(qiáng)筋的焊件結(jié)構(gòu)經(jīng)?？梢源婊暮裰罔T件，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。在抗壓應(yīng)力載荷方面，橫向加強(qiáng)筋與縱向加強(qiáng)筋的作用不同，橫向加強(qiáng)筋一般常用于鑄造結(jié)構(gòu)中，而縱向加強(qiáng)筋常用于焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。

⑧ 在抗扭轉(zhuǎn)載荷方面，對(duì)角拉條結(jié)構(gòu)比縱向垂直結(jié)構(gòu)更為有效。

圖18所示為兩種鋼結(jié)構(gòu)基座的結(jié)構(gòu)示意，圖18(a)中基座是由厚度25mm的鋼板組成的，圖18(b)中的基座是由厚度10mm的鋼板組成的。它們的抗扭轉(zhuǎn)變形能力幾乎相同，但對(duì)角拉條結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)設(shè)計(jì)與縱向加強(qiáng)結(jié)構(gòu)相比，可以節(jié)約60%的結(jié)構(gòu)質(zhì)量、減少78%的焊接工作量以及54%的總制造費(fèi)用。    

⑨ 確定結(jié)構(gòu)中可能采用的低級(jí)別鋼材的位置，在實(shí)際的焊接操作過(guò)程中，高碳鋼和合金鋼的焊接需要預(yù)熱和焊后熱處理，但這樣會(huì)增加焊接結(jié)構(gòu)的成本。因此在焊接結(jié)構(gòu)中僅僅在需要的時(shí)候采用高級(jí)別的鋼材，其余的結(jié)構(gòu)都可以采用低碳鋼。

⑩ 高級(jí)別鋼種和其他昂貴材料都不是以標(biāo)準(zhǔn)形狀的工件供貨的。

⑾ 如果結(jié)構(gòu)中需要彩和表面耐磨性能良好的昂貴材料或難焊材料，可以考慮采用碳鋼結(jié)構(gòu)作為基底，利用堆焊或表面硬化處理獲得滿意的表面性能要求。

⑿ 為了節(jié)約費(fèi)用和降低供貨時(shí)間，一般采用板材、棒材或其他標(biāo)準(zhǔn)形狀的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行焊接。

⒀ 如果板材或棒材必須進(jìn)行機(jī)械加工、磨削或表面硬化處理，那么原始板材或棒材的結(jié)構(gòu)尺寸要求可以迅速?gòu)能囬g或供貨廠家方面得到。

⒁ 對(duì)設(shè)備零部件應(yīng)確保必要的維修、維護(hù)，不要忽視對(duì)封閉式結(jié)構(gòu)中的軸承座或其他重要的易磨損零部件的維護(hù)，這也適用于電力和壓力管線或組件的維護(hù)要求。

⒂ 為了進(jìn)行自動(dòng)焊接，有時(shí)將結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)成圓形結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計(jì)有利于后續(xù)的焊接、加工、裝配等各個(gè)環(huán)節(jié)，如圖19所示。    

⒃ 焊接設(shè)計(jì)前應(yīng)咨詢工廠中有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，可以獲得更好的設(shè)計(jì)方案并可節(jié)約費(fèi)用，這些工作必須在確定焊接設(shè)計(jì)方案之前進(jìn)行。

⒄ 焊接設(shè)計(jì)前應(yīng)檢查結(jié)構(gòu)規(guī)定的公差范圍和各部分受力情況，實(shí)際操作者可能不會(huì)掌握更經(jīng)濟(jì)、合理的操作規(guī)范，因?yàn)橛袝r(shí)可能不需要更精確的公差要求。

2、零部件的布局設(shè)計(jì)需要考慮的因素有哪些？

① 首先應(yīng)考慮零部位數(shù)量的最小化，這將減少設(shè)備的裝配時(shí)間和焊接工作量，如圖20所示 。    

② 對(duì)結(jié)構(gòu)布局和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化可以節(jié)約材料和焊接時(shí)間。在決定采用圖21(a)和圖21(b)所示的方案之前應(yīng)考慮材料、切割及焊接的費(fèi)用，還應(yīng)考慮邊角余料的有效利用。在圖21(a)中可以直接使用框架結(jié)構(gòu)剪裁的余料進(jìn)行后續(xù)工藝，這種剪裁方法比采用拼接工藝更加具有經(jīng)濟(jì)意義；圖21(b)是假設(shè)的優(yōu)化選擇方案，框架結(jié)構(gòu)被分成若干個(gè)部位進(jìn)行焊接，這樣可以代替從大型板材上切割下料。      

③ 環(huán)狀結(jié)構(gòu)件可以從單塊板材或被焊接成嵌套的結(jié)構(gòu)件中切割而成，與上述布局和設(shè)計(jì)方案的選擇一樣，確定最佳工藝方案之前，應(yīng)充分考慮零部件的尺寸公差、材料、切割、焊接的費(fèi)用以及邊角余料的有效利用等。考慮到運(yùn)輸方面的因素，從厚板材料切割嵌套零件并焊接成環(huán)狀部件可以節(jié)約材料費(fèi)用和運(yùn)輸時(shí)間，如圖22所示。    

④ 在尺寸公差允許的范圍內(nèi)，可以考慮將鋼板滾壓成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，然后在具有中空的圓形結(jié)構(gòu)中進(jìn)行焊接，以代替直接從厚板上切割環(huán)狀結(jié)構(gòu)件，這樣可以減少材料的費(fèi)用，如圖23所示。    

⑤ 如果焊接結(jié)構(gòu)中環(huán)狀結(jié)構(gòu)件有數(shù)量上的要求，可以考慮將一個(gè)平板滾壓成一個(gè)圓筒結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行縫焊。也可采用火焰切割將圓筒切割成一系列的環(huán)狀結(jié)構(gòu)件，如圖24所示。    

⑥ 對(duì)于非常復(fù)雜的一些結(jié)構(gòu)部件可以通過(guò)將各零部件進(jìn)行焊接裝配而獲得，這樣可以節(jié)約整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、材料及機(jī)械加工時(shí)間，如圖25所示。    

⑦ 對(duì)平板結(jié)構(gòu)進(jìn)行卷邊處理可以增加鋼板的剛度，節(jié)約材料的費(fèi)用，如圖26所示。    

⑧ 兩平板對(duì)接焊時(shí)，將其中一個(gè)板的邊緣進(jìn)行彎曲卷邊處理，可以給焊接結(jié)構(gòu)提供一個(gè)加強(qiáng)筋，而且費(fèi)用不高，如圖27所示。    

⑨ 可以考慮采用波紋形板材以增加板材的剛度，或?qū)Π宀谋砻孢M(jìn)行壓痕處理以增加板材的剛度，如圖28所示。    

⑩ 在進(jìn)行各項(xiàng)工藝步驟前，應(yīng)仔細(xì)檢查設(shè)計(jì)方案，看是否可以節(jié)約材料，并且使采用的焊接工藝不會(huì)影響最終產(chǎn)品的強(qiáng)度要求，如圖29所示。    

⑾ 檢查焊縫位置是否處于焊接制造過(guò)程的最佳位置，圖30所示改變焊縫的位置可以減少焊接材料的浪費(fèi)，更適合于自動(dòng)化焊接技術(shù)的使用。  

3.2 焊接準(zhǔn)備及接頭設(shè)計(jì)

1、焊接板材的準(zhǔn)備過(guò)程中需要注意的問(wèn)題有哪些？

① 從板材上制備焊件坯料的最佳工藝方法主要包括火焰切割、剪切、鋸割、沖壓下料、沖裁、棒材和管材的車削等。

② 考慮制備焊件坯料方法時(shí)，應(yīng)充分考慮焊件尺寸準(zhǔn)確性和坡口質(zhì)量要求，同時(shí)考慮其他材料的后續(xù)加工、坡口形狀或開(kāi)坡口的要求。

③ 考慮焊接中切割坯料的尺寸和坡口準(zhǔn)備時(shí)，應(yīng)注意并非所有的焊縫都采用連續(xù)焊縫。具有連續(xù)焊縫的V形坡口有時(shí)不能滿足使用要求。

④ 對(duì)于單面V形坡口，可以采用單割嘴火焰切割開(kāi)坡口；相反，對(duì)于雙面V形坡口，可以采用多頭割嘴火焰切割開(kāi)坡口，切割工藝過(guò)程可以采用同一臺(tái)切割設(shè)備完成。

⑤ 厚板材料有時(shí)需要開(kāi)J形或U形坡口，與雙面V形坡口相比可以節(jié)約焊縫金屬。

⑥ 有時(shí)需要考慮鑄造或鍛壓結(jié)構(gòu)是否能消除焊件的復(fù)雜截面，以及是否能簡(jiǎn)化焊接設(shè)計(jì)和減少制造費(fèi)用。

⑦ 對(duì)于結(jié)構(gòu)連接的關(guān)鍵部位，可以采用昂貴材料（如少量的堆焊合金）代替一般焊接材料，這樣可以達(dá)到良好的效果。

⑧ 在零部件需要卷邊、密閉件或增加加強(qiáng)板時(shí)，應(yīng)考慮用焊接方法制造的工件代替采用鍛壓件或機(jī)械加工件。

⑨ 采用焊接方法并不能處理所有的問(wèn)題。例如采用成形工藝制造角形結(jié)構(gòu)與采用焊接方法相比，可以減少材料、制造和焊接等費(fèi)用，如圖31所示。    

2、焊接接頭設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題有哪些？

① 應(yīng)避免焊接接頭的坡口設(shè)計(jì)過(guò)大。例如一個(gè)圓形或管狀結(jié)構(gòu)和另一個(gè)圓形或管狀結(jié)構(gòu)的平直表面進(jìn)行焊接時(shí)，就會(huì)存在兩個(gè)問(wèn)題，即根部熔合情況和是否燒穿。采用正確的接頭設(shè)計(jì)可以得到良好的根部熔合并且不會(huì)產(chǎn)生燒穿，如圖32所示。    

② 為了減少填充材料的使用，可以減小根部間隙和坡口角度，如圖33所示 。    

③ 厚板結(jié)構(gòu)采用雙面V形坡口代替單面V形坡口可以減少焊縫金屬，如圖34所示。    

④ 有時(shí)采用單個(gè)焊接接頭可以同時(shí)焊接三部分焊接結(jié)構(gòu)（如圖35所示），上部?jī)砂宓拈g隙可以使三部分結(jié)構(gòu)充分熔合。    

⑤ 應(yīng)檢查焊接接頭位置，以確定適合于焊縫位置的焊接方法，如圖36所示 。    

⑥ 對(duì)于焊接操作者來(lái)說(shuō)，選擇焊縫設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮滿足接頭強(qiáng)度、使焊縫金屬減少及不產(chǎn)生燒穿的要求。圖37所示為防止產(chǎn)生燒穿的一些合理的焊縫設(shè)計(jì)。    

3、焊接接頭設(shè)計(jì)過(guò)程中焊縫尺寸和數(shù)量有哪些要求？

① 應(yīng)確保采用的焊縫數(shù)量適中，不要太多也不要太少，并且焊縫尺寸過(guò)大會(huì)增加焊接費(fèi)用。

② 根據(jù)工藝文件或標(biāo)準(zhǔn)的車間工藝規(guī)程確定要完成的焊縫數(shù)量，設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮安全因素來(lái)設(shè)計(jì)焊縫，不要增加其他額外的安全因素。

③ 角焊縫接頭設(shè)計(jì)中角焊縫的焊腳尺寸十分重要。由于焊縫的面積和數(shù)量會(huì)增加焊腳尺寸，因此雙焊腳尺寸將會(huì)使焊縫金屬增加4倍，如圖38所示。    

④ 在小載荷或無(wú)載荷條件下，斷續(xù)角焊縫可以用于代替同樣焊腳尺寸的連續(xù)角焊縫。

⑤ 盡量使焊縫位于焊件較薄的區(qū)域，使焊縫尺寸主要集中于薄板上。

⑥ 加強(qiáng)筋或焊接隔板不需要過(guò)多進(jìn)行焊接，應(yīng)盡可能減小焊腳尺寸或焊縫長(zhǎng)度。

4、裝配組件的應(yīng)用有哪些優(yōu)點(diǎn)？

① 將焊接工作分配給更多的焊工，可以縮短工時(shí)；

② 可以提供更好的焊接方法；

③ 可以減少結(jié)構(gòu)變形的可能性；

④ 對(duì)小區(qū)域的機(jī)械加工更加便利；

⑤ 有利于局部區(qū)域的應(yīng)力消除；

⑥ 可以對(duì)各部件和密閉式結(jié)構(gòu)進(jìn)行滲漏試驗(yàn)；

⑦ 在焊接工作前可以進(jìn)行工藝檢驗(yàn)，以利于提高工藝的精確性并糾正錯(cuò)誤。

5、組件的焊接裝配有哪些步驟？

① 焊前應(yīng)清理工件表面的油、銹和污物；

② 檢查工裝夾具，有縫隙的部位需要修補(bǔ)；

③ 夾緊工件到焊接位置并保持焊接過(guò)程的穩(wěn)定；

④ 用固定夾具夾緊臨時(shí)夾具，使焊接過(guò)程始終維持在校正位置；

⑤ 預(yù)置接頭以補(bǔ)償焊接時(shí)可能產(chǎn)生的收縮；

⑥ 預(yù)彎曲零部件以補(bǔ)償焊接時(shí)任何可能產(chǎn)生的變形；

⑦ 使用定位板；

⑧ 有時(shí)可以將焊件截?cái)喑蓭撞糠?，?duì)每一部分進(jìn)行焊接，可以使每部分焊件在中性軸位置保持平衡；

⑨ 對(duì)大量復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接時(shí)，可以對(duì)各部分組件分別焊接，這樣可以使最終的裝配更加容易固定。

6、焊接工藝步驟有哪些？

① 盡量提高操作效率，采用焊工輔助裝置、良好的固定夾具和夾持設(shè)備等；

② 在最短的時(shí)間內(nèi)熔敷盡可能大量的填充金屬；

③ 采用焊接輔助板，可以提高開(kāi)坡口接頭第一道焊縫的焊接速度；

④ 采用低氫型焊條消除或降低預(yù)熱溫度；

⑤ 手動(dòng)將焊條的伸出長(zhǎng)度調(diào)整到50mm；

⑥ 應(yīng)盡量在平焊位置進(jìn)行焊接，采用仰焊或立焊費(fèi)用要貴一些；

⑦ 如有可能應(yīng)采用最高焊接速度在平焊位置對(duì)角焊縫進(jìn)行焊接；

⑧ 采用自動(dòng)焊設(shè)備焊接角焊縫接頭時(shí)，調(diào)整焊縫位置可以在接頭的根部獲得良好的熔深，并且不會(huì)影響焊縫的強(qiáng)度。水平板在水平方向30°的角焊縫位置焊接和垂直板水平方向60°的角焊縫的焊接示意如圖39所示；    

⑨ 可以考慮在較大焊接電流條件下采用大尺寸焊條；

⑩ 在各部件無(wú)拘束應(yīng)力方向進(jìn)行焊接；

⑾ 采用合適的焊接工藝措施以消除電弧偏吹現(xiàn)象；

⑿ 對(duì)在冷卻條件下極易產(chǎn)生收縮的接頭先進(jìn)行焊接；

⒀ 應(yīng)確保采用恰當(dāng)?shù)暮附铀俣?、焊接電流和焊接電壓?

⒁ 采用半自動(dòng)或全自動(dòng)焊接方法更加有利于獲得良好的熔深和均勻的熔敷金屬。

7、焊后對(duì)焊接件的清理和檢驗(yàn)有哪些步驟？

① 除了某些特殊性能的要求（不包括外觀要求），不應(yīng)將焊縫表面打磨光滑或平滑，因?yàn)閷?duì)焊縫進(jìn)行打磨的工時(shí)和費(fèi)用較高，通常會(huì)超過(guò)焊接的費(fèi)用；

② 采用手工電弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊時(shí)，使用鐵粉焊條可以降低焊縫表面的清理時(shí)間；    

③ 焊接時(shí)將防飛濺薄膜平行放置在焊縫兩邊；

④ 獲得質(zhì)量良好的焊縫是焊接的最終目的，但有時(shí)一個(gè)外觀較差焊縫的強(qiáng)度可能會(huì)比外觀良好焊縫的強(qiáng)度高；

⑤ 過(guò)度的焊縫檢查工序會(huì)增加焊接的總費(fèi)用。