钢结构焊接生产工艺一、钢结构加工工艺的基础知识钢结构焊接制造（即焊接结构生产）是从焊接生产的准备工作开始的，它包括结构的工艺性审查、工艺方案和工艺规程设计、工艺评定、编制工艺文件（含定额编制）和质量保证文件、定购原材料和辅助材料、外购和自行设计制造装配－焊接设备和装备；然后从材料入库真正开始了焊接结构制造工艺过程，包括材料复验入库、备料加工、装配－焊接、焊后热处理、质量检验、成品验收；其中还穿插返修、涂饰和喷漆；最后合格产品入库的全过程。

钢结构焊接生产的准备工作是钢结构制造工艺过程的开始。

它包括了解生产任务，审查（重点是工艺性审查）与熟悉结构图样，了解产品技术要求，在进行工艺分析的基础上，制定全部产品的工艺流程，进行工艺评定，编制工艺规程及全部工艺文件、质量保证文件，订购金属材料和辅助材料，编制用工计划（以便着手进行人员调整与培训）、能源需用计划（包括电力、水、压缩空气等），根据需要定购或自行设计制造装配－焊接设备和装备，根据工艺流程的要求，对生产面积进行调整和建设等。

生产的准备工作很重要，做得越细致，越完善，未来组织生产越顺利，生产效率越高，质量越好。

材料库的主要任务是材料的保管和发放，它对材料进行分类、储存和保管并按规定发放。

材料库主要有两种，一是金属材料库，主要存放保管钢材；二是焊接材料库，主要存放焊丝、焊剂和焊条。

焊接生产的备料加工工艺是在合格的原材料上进行的。

首先进行材料预处理，包括矫正、除锈（如喷丸）、表面防护处理（如喷涂导电漆等）、预落料等。

除材料预处理外，备料包括放样、划线（将图样给出的零件尺寸、形状划在原材料上）、号料（用样板来划线）、下料（冲剪与切割）、边缘加工、矫正（包括二次矫正）、成形加工（包括冷热弯曲、冲压）、端面加工以及号孔、钻（冲）孔等为装配－焊接提供合格零件的过程。

备料工序通常以工序流水形式在备料车间或工段、工部组织生产。

装配－焊接工艺充分体现焊接生产的特点，它是两个既不相同又密不可分的工序。

它包括边缘清理、装配（包括裕装配）、焊接。

绝大多数钢结构要经过多次装配－焊接才能制成，有的在工厂只完成部分装配－焊接和预装配，到使用现场再进行最后的装配－焊接。

装配－焊接顺序可分为整装－整焊、部件装配焊接－总装配焊接、交替装焊三种类型，主要按产品结构的复杂程度、变形大小和生产批量选定。

装配－焊接过程中时常还需穿插其他的加工，例如机械加工、预热及焊后热处理、零部件的矫形等，贯穿整个生产过程的检验工序也穿插其间。

装配－焊接工艺复杂和种类多，采用何种装配－焊接工艺要由产品结构、生产规模、装配－焊接技术的发展决定。

焊后热处理是焊接工艺的重要组成部分，与焊件材料的种类、型号、板厚、所选用的焊接工艺及对接头性能的要求密切相关，是保证焊件使用特性和寿命的关键工序。

焊后热处理不仅可以消除或降低结构的焊接残余应力，稳定结构的尺寸，而且能改善接头的金相组织，提高接头的各项性能，如抗冷裂性、抗应力腐蚀性、抗脆断性、热强性等。

根据焊件材料的类别，可以选用下列不同种类的焊后热处理；消除应力处理、回火、正火＋回火（又称空气调质处理）、调质处理（淬火＋回火）、固溶处理（只用于奥氏体不锈钢）、稳定化处理（只用于稳定型奥氏体不锈钢）、时效处理（用于沉淀硬化钢）。

检验工序贯穿整个生产过程，检验工序从原材料的检验，如入库的复验开始，随后在生产加工每道工序都要采用不同的工艺进行不同内容的检验，最后，制成品还要进行最终质量检验。

最终质量检验可分为：焊接结构的外形尺寸检查；焊缝的外观检查；焊接接头的无损检查；焊接接头的密封性检查；结构整体的耐压检查。

检验是对生产实行有效监督，从而保证产品质量的重要手段。

在全面质量管理和质量保证标准工作中，检验是质量控制的基本手段，是编写质量手册的重要内容。

质量检验中发现的不合格工序和半成品、成品，按质量手册的控制条款，一般可以进行返修。

但应通过改进生产工艺、修改设计、改进原供应等措施将返修率减至最小。

钢结构的后处理是指在所有制造工序和检验程序结束后，对焊接结构整个内外表面或部分表面或仅限焊接接头及邻近区进行修正和清理，清除焊接表面残的飞测，消除击弧点及其他工艺检测引起的缺陷。

修正的方法通常采用小型风动工具和砂轮打磨，氧化皮、油污、锈斑和其他附着物的表面清理可采用砂轮、钢丝刷和抛光机等进行，大型焊件的表面清理最好采用喷丸处理，以提高结构的疲劳强度。

不锈钢焊件的表面处理通常采用酸洗法，酸洗后再作钝化处理。

产品的涂饰（喷漆、作标志以及包装）是焊接生产的最后环节，产品涂装质量不仅决定了产品的表面质量，而且也反映了生产单位的企业形象。

二、钢结构焊接工艺审查1、产品结构工艺性审查的一般要求和任务生产准备工作最重要的任务之一，是审查与熟悉结构图样，了解产品技术要求。

这些由生产纲领一道提供的图样，既有企业新设计和改进设计的产，它们在设计过程中进行工艺审查：也有随订单来的外来图样，企业首次生产前，对这些外来图样也要进行工艺审查。

对产品结构进行工艺性审查的目的是使设计的产品在满足技术要求、使用功能的前提下，符合一定的工艺性指标。

对钢结构焊接来说，主要有制造产品的劳动量、材料用量、材料利用系数、产品工艺成本、产品的维修劳动量、结构标准化系数等，以便在现有的生产条件下，能用比较经济、合理的方法将其制造出来，而且便于使用和维修。

2、工艺性审查的内容在进行焊接结构工艺性审查前，除了要熟悉该结构的工艺特点和技术条件以外，还必须了解被审查产品的用途、工作条件、受力情况及产量等有关方面的问题。

在进行焊接结构的工艺审查时，主要审查以下几个方面。

(1)是否有利于减少焊接应力与变形，从减少和影响焊接应力与变形的因素来说，应注意以下几个方面。

1)尽量减少焊缝数量尽可能地减少结构上的焊缝数量和焊缝的填充金属量，这是设计焊接结构时一条最重要的原则。

2)选用对称的构件截面尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置。

这种焊缝位置对称于截面重心，焊后能使弯曲变形控制在较小的范围。

3)尽量减小焊缝尺寸在不影响结构的强度与刚度的前提下，尽可能地减小焊缝截面尺寸或把连续角焊缝设计成断续角焊缝，减小了焊缝截面尺寸和长度，能减少塑性变形区的范围，使焊接应力与变形减少。

4)尽量减少焊缝数量对复杂的结构应采用分部件装配法，尽量减少总装焊缝数量并使之分布合理，这样能大大减少结构的变形。

为此，在设计结构时就要合理的划分部件，使部件的装配焊接易于进行和焊后经矫正能达到要求，这样就便于总装。

由于总装时焊缝少，结构刚性大，焊后的变形就很小。

5)避免焊缝相交尽量避免各条焊缝相交，因为在交点处会产生三轴应力，使材料塑性降低，并造成严重的应力集中。

(2)是否有利于减少生产劳动量在焊接结构生产中，如果不努力节约人力和物力，不提高生产率和降低成本，就会失去竞争能力。

除了在工艺上采取一定的措施外，还必须从设计上使结构有良好的工艺性。

减少生产劳动量的办法很多，归纳起来主要有以下几个方面。

1)合理的确定焊缝尺寸确定工作焊缝的尺寸，通常用强度原则来计算求得。

但只靠强度计算有时还是不够的，还必须考虑结构的特点及焊缝布局等问题。

如焊脚小而长度大的角焊缝，在强度相同情况下具有比大焊脚短焊缝省料省工的优点，在板料对接时，应采用对接焊缝，避免采用斜焊缝。

合理的确定焊缝尺寸具有多方面的意义，不仅可以减少焊接应力与变形、减少焊接工时，而且在节约焊接材料、降低产品成本上也有重大意义。

因此，焊缝金属占结构总重量的百分比，也是衡量结构工艺性的标志之一。

2)尽量取消多余的加工对单面坡口背面不进行清根焊接的对接焊缝，若通过修整焊缝表面来提高接头的疲劳强度是多余的，因为焊缝反面依然存在应力集中。

对结构中的联系焊缝，若要求开坡口或焊透也是多余的加工，因为焊缝受力不大。

钢板拼接后能达到与母材等强度，有些设计者偏偏在接头处焊上盖板，以提高强度，3)尽量减少辅助工时焊接结构生产中辅助工时一般占有较大的比例，减少辅助工时对提高生产率有重要意义。

结构中焊缝所在位置应使焊接设备调整次数最少，焊件翻转的次数最少。

4)尽量利用型钢和标准件型钢具有各种形状，经过相互结合可以构成钢性更大的各种焊接结构，对同一结构如果用型钢来制造，则其焊接工作量会比用钢板制造要少得多。

5)尽量利用复合结构和继承性强的结构复合结构具有发挥各种工艺长处的特点，它可以采用铸造、锻造和压制工艺，将复杂的接头简化，把角焊缝改成对接焊缝。

在设计新结构时，把原有结构成熟部分保留下来，称继承性结构。

继承性强的结构一般来说工艺性较成熟的，有时还可利用原有的工艺设备，所以合理利用继承性结构对结构的生产是有利的。

6)有利于采用先进的焊接方法埋弧焊的熔深比手工电弧焊大，有时不需要开坡口，从而节省工时：采用二氧化碳氧化保护焊，不仅成本低、变形小而且不需清渣。

在设计结构时应使接头易于使用上述较先进的焊接方法。

(3)是否有利于施工方便和改善工人的劳动条件。

1)尽量使结构具有良好的可焊到性可焊到性是指结构上每一条焊缝都能得到很方便的施焊，在审查工艺性时要注意结构的可焊到性，避免因不好施焊而造成焊接质量不好。

如厚板对接时，一般应开成x形或双u形坡口，若在构件不能翻转的情况下，就会造成大量的仰焊焊缝，这不但劳动条件差，质量还很难保证，这时就必须采用v形或u形坡口来改善其工艺性。

2)尽量有利于焊接机械化和自动化当产品批量大、数量多的时候，必须考虑制造过程的机械化和自动化。

原则上应减少零件的数量，减少短焊缝，增加长焊缝，尽量使焊缝排列规则和采用同一种接头形式。

3)尽量有利于检验方便严格检验焊接接头质量是保证结构质量的重要措施，对于结构上需要检验的焊接接头，必须考虑到是否检验方便。

一般来说，可焊到性好的焊缝起检验也不会困难。

此外，在焊接大型封闭容器时，应在容器上设置人孔这是为操作人员出入方便和满足通风设备出入需要，能从容舒适的操作和不损害工人的身体健康。

(4)必须有利于减少应力集中，应力集中不仅是降低材料塑性引起结构脆断的主要原因，它对结构强度有很坏的影响。

为了减少应力集中，应尽量使结构表面平滑，截面改变的地方应平缓和有合理的接头形式。

一般常考虑以下问题。

1)尽量避免焊缝过于集中，许多焊缝密集在一起，存在着严重的应力集中，不适合承受动载荷。

2)尽量使焊接接头形式合理，减小应力集中对于重要的焊接接头应采用开坡口的焊缝，防止因未焊透而产生应力集中。

是否开坡口除与板厚有关以外，还取决于生产技术条件。

应设法将角接接头和T形接头，转化为应力集中系数较小的对接接头。

应当指出，在对接接头中只有当力能够从一个零件平缓地过渡到另一个零件上去时，应力集中才是最小的。

3)尽量避免构件截面的突变在截面变化的地方必须采用圆滑过渡，不要形成尖角。

在厚板与薄板或宽板与窄板对接时，均应在接合处有一定的斜度，使之平滑过渡。