焊接翻转机设计要多少细节

A. 焊接接头的设计

一、焊接接头
焊接结构是由许多部件、元件、零件用焊接方法连接而成的，因此焊接接头的性能质量好坏直接与焊接结构的性能和安全性、可靠性有关。多年来焊接工程界对焊接接头进行了广泛的试验研究，这对于提高焊接结构的性能和可靠性，扩大焊接结构的应用范围起了很大作用。
(1)焊接接头的基本类型
用主要的焊接方法如熔焊、压焊和钎焊都可制成焊接结构，用这些焊接方法连接金属结构形成不可拆的连接接头—焊接接头，分别形成熔焊接头、压焊接头和钎焊接头，从而构成焊接结构。但应用最广泛的是熔焊，这里重点介绍熔焊接头。
1)熔焊接头：熔焊接头由焊缝金属、熔合线、热影响区和母材所组成。而焊缝金属是填充材料和部分母材熔化后凝固而成的铸造组织。熔焊接头各部分的组织是不均匀的，性能上也存在差异。这是由于以上四个区域化学成分和金相组织不同，并且接头处往往改变了构件原来的截面和形状，出现不连续，甚至有缺陷，形成不同程度的应力集中，还有焊接残余应力和变形，大的刚度等都对接头的性能有影响，结果使接头不仅力学性能不均匀，而且物理化学性能也存在差异。为保证焊接结构可靠地工作，希望焊接接头具有与母材相同的力学性能，有些情况下还希望获得相同的物理和化学性能，如导电、导磁、抗腐蚀性能和相同的光泽和颜色等。
就焊缝金属而言银山，往往形成柱状晶铸造组织，一般较母材的强度高且硬，而韧性下降。对于高强度钢，采用适当的工艺措施，如预热、缓冷或采用合适的热输人也可获得要求性能的焊缝金属。一般来说，焊缝金属强度相对母材强度可能要高或低，前者称为高匹配，后者称为低匹配。
宽度不大的热影响区，由于焊接温度场梯度大，各点的热循环大不相同，造成了组织和性能的不同。这种差别和被焊金属的组织成分、焊接热输人有关。特别要指出的是经过焊接热循环后发生的“动应变时效”(热应变时效)会使接头性能恶化。将钢材、铝材等经预应变后，会产生变脆的“时效”现象，这种预应变及时效都是在低温(室温)下发生的，通常称为“静应变时效”。而焊接热影响区经焊接热循环后会产生热应变，焊接的高温加速了时效脆化，所以“动应变时效”大大降低了接头的性能，要注意防止。
熔焊的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝，以这两种焊缝为主体构成的焊接接头有对接接头、角接接头、T形(十字)接头、搭接接头和塞焊接头等。根据GB/T 985-1988《气焊、焊条电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》和GB/T 986-1988《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》常用的焊缝坡口基本形式与所构成的上述接头形式如图5 -1所示。图5 -1中给出了对接接头(见图5-1 a~n）、角接接头(见图5 -1o~u) 、T形和十字接头(见图5 -1 v~Y及z、a')及搭接接头(见图5 -1 b' 、c')的坡口形式、尺寸、熔化形成的焊缝金属(图中用细实线表示)。由符号字母代表的有关尺寸见表5-6。表5-6是参照GB/T 985-1988 , GB/T 986-1988标准规定列出的。选择哪一种坡口形式除按照上述两标准外，也可按行业和企业标准由焊件厚度确定，并且有一个合适的区间。例如厚度为30mm的板对接，既可以选择图5 -1 i所示的双Y形坡口(由表5-6可查得：用焊条电弧焊时，该坡口适于12~ 60mm厚的板；用埋弧焊时，适于24~60mm厚的板)，也可以选择图5 -1 m所示带钝边的双U形坡口。无论选择哪一种坡口形式，都首先模樱要保证接头质量，同时还要考虑经济性。
电渣焊接头是熔焊接头中重要的一种接头。当焊件厚度大于30mm时即可以考虑采用电渣焊接头，特别是大断面的焊缝，例如焊件厚度大于60 mm，则电渣焊比电弧焊接头效率要高。常用电渣焊接头的基本形式如图5 -2所示，各种形式电渣焊接头尺寸见表5 -7。当工件采用电渣焊时要使工件位置做到焊缝由下至上，即适于垂直位置焊接的焊缝。电渣焊焊缝由焊接材料和母材边缘被高温的渣池熔化堆积而成，因而焊缝的内外侧应该有挡块，电渣焊适于大和特大焊接截面的焊件，如厚壁压力容器、大直径的轴、大厚度的管道、大机器件的拼焊等。电渣焊旦搏丛的焊件焊后通常要经正火——回火或高温退火热处理，以消除大焊接热输人造成的宽热影响区、粗晶粒、高残余应力的不良影响。
电子束焊接接头是熔焊接头中一种特殊的接头。它是利用聚焦的高速电子流轰击焊件，使电子动能转化为热能而熔化焊接接头的焊缝区而进行的熔焊。其特点是可焊接各种特殊的金属，大厚度，焊缝的深宽比大(可达25 :1）。按其特点应用于核反应堆元件，航空、航天设备中的某些特殊金属、超高强度钢及耐热合金零件的焊接。由于电子束直径细、焊接能量集中，焊接时不加填充金属，形成了电子束焊接头的一些特点。这种接头也有对接、角接、T形接和搭接形式，还有一种类似于电渣焊的叠接的端接形式，只是焊件是贴紧的。
2)压焊接头：除了上述熔焊接头外，电阻焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、冷压焊和爆炸焊统称为压焊，其中电阻焊和摩擦焊由于其具有高效率的特点，在许多部门得到了广泛的应用。特别是在汽车工业中，电阻焊和摩擦焊应用很普遍，电阻焊中的点焊(包括滚点焊)和缝焊多是采用搭接接头，凸焊是点焊的一种变异，但接头形式有多种多样，需要根据焊件形状尺寸，设计出适用和巧妙的接头来。高频电阻焊一般为对接，也有采用搭接接头的。电阻对焊显然是采用对接接头，应当指出的是，由于电阻对焊工艺的发展，目前其已经可以焊接100000mm2以上的截面，所以在锅炉压力容器的制造中，特别是钢管道的环缝中，例如石油、天然气的长输管线建设中(包括陆地和海洋)，电阻对焊获得了应用。摩擦焊接头通常也是采用对接接头。其他的阻焊接头形式和应用可参考有关资料。
3)钎焊接头：钎焊接头也有多种类型，但基本类型只有对接接头和搭接接头两种。
(2)熔焊坡口形式的选择
熔焊坡口形式根据其形状，可分三类，即基本型，如图5-1b, 1等即I形、V形和单V形、U形和单U形等；还有就是特殊型，如卷边的、带垫板的、锁边的和塞焊、开槽焊等；组合型，顾名思义这是上述各型组合而成，图5 -1中绝大多数都是这种组合型的坡口。坡口形式通常根据工厂条件、工艺要求等考虑以下问题来决定。
1)工厂的加工条件。例如采用双V形、Y形、单边V形、双单边V形、V形、I形等坡口可用气割、等离子弧切割，当然也可用金属切削方法加工。但双U形、带钝边U形、带钝边J形、U形、Y形坡口一般需用刨边机加工(最近也有采用气割加工U形坡口的报道)，效率较热切割低。
2)可达性的好坏。采用Y形、带垫板Y形(见图5-1e、f)、带垫板V形、VY形(见图5-1g)、带钝边的U形(见图5-1h)等坡口的接头，施焊时，一般可不需翻转，对内径较小的容器或管道，以及不便翻转的结构，为避免仰焊及不能从内侧施焊，则可采用这种坡口和焊缝形式。
3)减小焊接材料的消耗量，一般熔敷金属量小，焊接材料(焊条、焊丝和焊剂、保护气体)消耗也小，也节省加工时间。同样板厚：Y形比双Y形坡口的熔敷金属量增加最大可达50%，双U形或UY形则更加节省熔敷金属，因此对于大厚度的焊接接头，多采用这种较经济的坡口。
对于不适于电渣焊、电子束焊的特厚件焊缝还采用窄间隙焊。电渣焊的坡口。
4)考虑焊接变形与应力。例如单面焊可能引起角变形和焊缝根部的严重焊接残余应力，此时要考虑材料(母材)特点，采用适当的工艺和坡口形式，以便获得合格的接头。
应该指出，无论是对接焊缝还是角焊缝，其焊缝表面都可以是凹陷的、凸起的或是平齐的，后者有时通过加工来达到。而角焊缝除了上述三种等边角焊缝外，还有三种不等边角焊缝，图5 -3所示直角焊缝的四种形式，除三种等边平的、凹的和凸的直角焊缝外(见图5-3a~c），还有平的不等边直角焊缝(见图5-3d) 。焊脚尺寸K为角焊缝的特征尺寸，角焊缝的焊脚尺寸为焊缝内接等腰直角三角形的直角边，如图5 -3所示。
(3)工作接头、联系接头和密封接头
前述焊接接头的基本类型主要是根据采用的焊接工艺来区分的。实际上也是根据焊接结构焊缝的承载状况来分的。焊接结构的焊缝又可以按直接承受载荷与否分为承载焊缝和非承载焊缝，习惯上又称为工作焊缝和联系焊缝，如图5-4所示。前者将结构中的作用力由一个零件传至另一个零件，焊缝和零(构)件串联在一起，这种焊缝必须进行强度计算。后者的焊缝和零(构)件并联在一起，与零(构)件一起同时受力和变形，焊缝即使破坏，一般也不会影响整个结构的安全工作，传递作用力不是焊缝的主要任务，通常可不进行强度计算。但严格讲，应该认为是整个接头，除焊缝外，还有熔合线、热影响区等承担(串联或并联)直接作用载荷或不直接承受载荷(并联)，所以有资料提出了工作接头、联系接头和密封接头。后者的主要任务是防止泄漏，故多属于工作接头。
(4)焊接接头工作应力的分布
图5 -1所示的熔焊接头，如前述主要有对接接头、角接接头、T形接头(十字接头)和搭接接头，塞焊接头实际上也是一种搭接接头。在焊接接头中工作应力的分布不是均匀的，也就是存在应力集中，而各种接头应力集中的情形亦不相同。其中对接接头应力集中最小，形式最简单，力的传递也较少转折，故是最合理的、典型的焊接接头形式。即使如此，对接接头如果出现较大的余高和过渡处圆弧半径较小，则应力集中将增大，图5 -5是对接接头中应力分布的情形。图5-6则是应力集中系数Kσ随余高h和过渡圆弧半径r变化而变化的情形。
T形(十字)接头由母材向焊缝过渡急剧，力的传递转折大，力线扭曲，应力分布不均，易出现较大的应力集中，其应力分布如图5 -7所示。由图5-7a可见，由不开坡口角焊缝构成的T形(十字)接头，即图5 -1a所示T形接头，其最大应力在角焊缝的根部，如Ⅰ - Ⅰ、 Ⅱ - Ⅱ截面的A点和Ⅲ - Ⅲ截面的B点。如开坡口焊透，则应力分布大为改善，如图5-7b所示。T形(十字)接头也是典型的熔焊接头，应用亦很广，该接头在造船业中占所有接头的70%，所以改善其应力分布十分重要。对于Ⅰ形坡口的角焊缝构成的T形(十字)接头，随着焊脚尺寸的增大和θ角的减小(图5-7a)，应力集中下降，当θ角小于或大于45°，即属图5-3d的不等边角焊缝时，只有长边顺着力线方向(即θ<45°)，才会改善应力分布不均的状况。
由角焊缝构成的搭接接头，其应力分布很不均匀，它不是理想的结构接头形式，在动载和低温时尤其应避免采用。但由于采用搭接接头，装配工作十分简便，焊前准备工作简单，构件收缩量小，故在一些受静载的建筑结构中和用薄板制造的储罐结构中仍被采用。应该指出：搭接接头又可分为正面搭接和侧面搭接，搭接接头中不仅存在角焊缝横截面上应力分布不均的情形(和T形接头角焊缝类似)，而且正面和侧面搭接焊缝中的应力分布也不同，侧面搭接焊缝沿焊缝长度的应力分布不均，如图5-8所示。该图是仅有侧面搭接焊缝的情况，A1、A2表示搭接板的截面积，曲线为切应力Tx的分布。由图5-8c可见，当焊缝长度增加，应力分布不均加剧，中段几乎不受力，故一些标准规定了承载搭接焊缝(侧面搭接)的长度。
二、焊接接头的设计
(1)焊接接头的设计特点 优良的接头设计是防止结构破坏的条件之一。实际受力十分复杂的接头，进行设计应考虑以下问题：
1)焊接结构应该优先采用接头(焊缝)形式简单、应力集中小、不破坏结构连续性的，即不使或很少使力线密集或出现转折的接头和焊缝形式。
上述熔焊接头中，对接接头是最符合上述条件的，因此应优先考虑采用，其次应考虑采用T形(十字)接头，而搭接接头则应避免采用，但如上述在一些静载的，不是很重要的结构中为了施工方便仍有采用。
2)在有可能的条件下，尽量将焊接接头布置在工作载荷较小处，以及构件几何尺寸和形状不变的地方。
3)角焊缝的焊脚尺寸不宜过大，搭接角焊缝不宜过长。如前所述，应力分布沿角焊缝截面是不均匀的，截面越大，应力分布不均匀的程度越大，故大截面的角焊缝承载能力低。而焊接材料与工时消耗却随焊脚尺寸成平方地增加。在搭接接头中，正面角焊缝的刚度大于侧面角焊缝，实际强度也大，所以具有正侧面角焊缝的联合搭接角焊缝中的应力分布不均，侧面角焊缝沿焊缝长度方向的应力分布亦不均，故对重要的结构、变形能力差的接头，尤其要注意。
4)钢板在厚度方向上(Z向)性能差，因此组成T形(十字)接头，如要在厚度方向上传递外力，应选用Z向钢。
5)焊接接头刚度大，焊缝未达屈服前变形量很小，故对于作为铰接点的接头(如桁架的节点)可能产生高的附加应力，此时应采取诸如减小焊接截面、改变焊缝位置等措施来增加接头的柔性。
6)充分考虑制造厂的条件，提高设计接头的工艺性。如使焊接结构的接头种类少，采用的焊接方法种类少，接头尺寸单一；施工时的可达性好，包括焊接时的可达性和焊接完成后的可检验性(如射线探伤便于布片，超声探伤有合适的探头移动范围等)；施焊性好等等。
7)计算接头时不考虑应力分布不均及焊接残余应力，下面还要介绍到这种计算是作了一些假定和简化的。而对于工作条件苛刻，如在低温或动载下或接头刚度大的场合，则要适当考虑这些因素。而对于在腐蚀环境下工作的焊接结构的接头，接头的细节设计也需要特殊考虑。
(2)焊接接头静载强度的计算
1)以许用应力法为基础的计算
①对接接头强度的计算：图5 -9为典型对接接头及其受力情况，可按表5-8的公式进行计算。由计算公式中可以看出，计算不考虑接头中的应力集中(应力分布不均)，也不考虑焊接残余应力，并认为工作应力沿焊缝是均匀分布的。从图5-9a可以看出，当不同厚度的两板对接，厚度差(δ一δ1)超过规定值时(按GB 985标准，允许厚度差1~4mm)，需在厚板上削出斜面，斜面长L>3(δ一δ1)，也可两面削出斜面。
②搭接接头强度的计算：图5-10为典型的搭接接头及受力情况，这里还列出了塞焊和电铆焊搭接接头(见图5-10g、h)，除此以外，搭接接头都是角焊缝组成的，和对接接头强度计算主要是验算对接焊缝的强度一样，搭接接头强度计算则主要是计算角焊缝的强度。在搭接角焊缝的计算中进行了下述假定：
第一，对于此种角焊缝的形状(见图5 -3)都将内接等腰直角三角形的高即
K0，作为计算厚度，不计及焊缝的凸凹度，也不考虑熔深的差别，这样
K0≈0. 7K，K为焊脚尺寸。当熔深较大，如埋弧焊时，可考虑K0≈0. 8K，甚至等于K。
第二，角焊缝一律按计算截面，即计算厚度(习惯称喉厚)截面处受切应力破坏来计算，即使接头承受弯矩，抵抗弯矩产生的应力亦假定为切应力，见表5-8中，式(5-12 )、式(5-15 )、式(5-17 )等等。
第三，不考虑正、侧面角焊缝上应力的差别和焊缝上应力分布的不均，这给计算带来了方便。由于侧面搭接焊缝随焊缝长度的增加，应力不均匀程度增大，上述计算规定限制了计算焊缝的长度。
第四，限制角焊缝的最小焊脚尺寸，一般不应小于4mm，当板厚小于4mm，则焊脚尺寸可与板厚相同。图5 -10各种搭接接头强度的计算见表5-8的相关部分。
③T形接头强度的计算：如图5-7所示，T形接头和十字接头可以由角焊缝构成(见图5 -7a)，这种接头会产生应力集中，也可以由对接焊缝，如K形坡口(见图5-7b)焊缝构成，后者应力集中要小得多。表5-8所列包括了两种焊缝的强度计算。可以看出，角焊缝的强度计算与搭接角焊缝的强度计算是一样的，而后者又和对接焊缝强度的计算相同。应该指出，T形接头承受压力(见图5 -11a)时，由于立板可与盖板抵紧，承受压力能力大为提高，可用式(5 -20 )进行强度计算。很多情况下，集中力既不平行、又不垂直于焊缝，可以将作用力分解成两部分，分别进行强度计算，如图5 -11 d及表5-8中式(5 -26 )。
2)极限状态设计法焊缝连接的计算。根据GB 50017-2003《钢结构设计规范》，采用焊接连接时，对于对接接头、T形接头、角接头和搭接接头上的焊缝，采用了对接焊缝、直角角焊缝(图5 -3 )、斜角角焊缝(图5 -13)和对接与角接的组合焊缝(图5-12)等形式。焊缝则应根据结构的重要性、载荷特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况选用是否熔透和不同质量等级，如承受疲劳构件的对接焊缝均应焊透且焊缝质量为I 、II级；虽不计疲劳，但要求与母材等强的，也要求焊透，并应不低于II级的焊缝质量；重级工作制的吊车梁、起重量>50t的中级工作制的吊车梁，腹板与盖板间的角焊缝，要求开坡口焊透等。
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B. 自动焊接生产线从设计到生产要那些步骤

自动焊接生产线从设计到生产要经历八个步骤：1、收集信息；2、了解需求；3、方案确认；4、主要部件选型；5、参数验证；6、常规设计；7、审核与客户确认；8、现场调试。下面为大家详细解释一下：

1、收集信息：详细了解原有工序、生产工艺或生产设备的所有具体细节，和现有产能、人工数量、现有多少工序、工序品质（或产品品质）、原辅材料等情况。最好能到生产线上去向主管工程师和操作员工进行多层面的询问、勘察和了解，并了解工作场地中的环境要求，以及是否有什么特殊的要求；

2、了解需求：向客户方主管了解需要达到的主要目的和要求，现场对照产品询问客户需求，最好能参照客户能提供的相关案例；

3、方案确认：根据上述两个基本情况，结合可供选择的条件，提出初步可行性方案，供团队集体讨论后，交付给客户确认；（一般这会有几个来回后才能初步定下来）

4、主要部件选型：方案经由客户确认后，开始进行自动化部品选型；（一般在做可行性方案时，也需要进行初步的选型动作，此时选型审核需相关经验丰富的人员审核，切不可因为成本就随便更换型号）

5、参数验证：根据客户对产能（一般是指整个循环过程所需的时间）的要求，进行全制程的工步设计，并对所初选的自动化部品的功能进行校核和确认；

6、常规设计：在以上工作完成后，就可以进行装配总图草图的设计工作，进入常规的机械设计工作流程了。同时，由电气工程师和程序编制人员，依据整体实施方案和工步流程图，进行电气原理图和程序控制软件的设计、编制工作；

7、审核与客户确认：完成机械设计、外采自动化元器件、机械加工零部件、电气图和程控图后，经过规范的审核和客户再次确认后，即可进行制造、装配、调试工作，完成后进入试运行阶段；

8、现场调试：通过试运行和测试，在能达到设计要求并能实现客户要求后，即可进行到客户现场安装、调试阶段。项目调试初期一般需要设计人员现场跟踪一段时间，这样能提升设计人员的个人能力

C. 焊接技术在机床行业中的应用是什么

1. 焊接齿轮的自动化焊接方案
重型锻压设备产品的传动齿轮，其结构组成主要有辐板、齿圈和偏心轮轴。该焊接齿轮的齿圈材料为45# 或40CrMo材料，焊接前需预热，焊后要保温处理。自动化焊接可采用变位机，先将齿圈与辐板预组装在一起，固定在变位机上。然后，将变位机连续旋转，用火焰预热器将工件预热到200～350℃，再将变位机自动调整到45°角位置，用自动焊，进行自动跟踪焊接，并使角焊缝焊脚高度达到设计焊缝尺寸要求。同时，对内圈焊缝也进行自动焊接。
2．箱型零件的自动化焊接方案
机床产品焊接结构多为复杂的箱型结构，结构内布置众多加强筋板，这使自动化焊接较为困难。若将箱型零件从设计上进行改进，在焊接翻转机上一边组装一边焊接，则自动化焊接是完全可行的。如机械压力机的立柱，先将底板夹紧在大型焊接翻转机的组装平台上，然后组装拉紧螺栓支撑板，各类加强筋板等。采用十字操作自动焊接机，焊接拉紧螺栓支撑板内角焊缝。采用龙门式自动焊接机，焊接各类筋板角焊缝、外表面焊缝等。可一次完成组装焊接工作，将减少了两零件背对背组装工序，提高了焊接生产率。

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D. 如何设计一个180度钢板翻转机构

机械原理课程设计 钢板翻转机
实验内容
任选一题,进行一个机构系统运动方案的设计.
1、钢板翻转机
该机具有将钢板翻转180°的功能.如图11所示,钢板翻转机的工作过程如下.当钢板T由辊道送至左翻板W1后,W1开始顺时针方向转动.转至铅垂位置偏左10°左右时,与逆时针方向转动的右翻板W2会合.接着,W1与W2一同转至铅垂位置偏右10°左右,W1折回到水平位置,与此同时,W2顺时针方向转动到水平位置,从而完成钢板翻转任务.
已知条件：
1）原动件由旋转式电机驱动；
2）每分钟翻钢板10次；
3）其他尺寸如图11所示；
4）许用传动角[γ]=50°；
图11 钢板翻转机构工作原理图
设计任务：
1）用图解法或解析法完成机构系统的运动方案设计,并用机构创新模型加以实现；
2）绘制出机构系统运动简图,并对所设计的机构系统进行简要的说明.

E. 自动化焊接设备都有哪些部分构成

自动化焊接设备的构成：
1、焊接电源，其输出功率和焊接特性应与拟用的焊接工艺方法相匹配，并装有与主控制器相连接的接口。
2、送丝机及其控制与调速系统，对于送丝速度控制精度要求较高送丝机，其控制电路应加测速反馈。
3、焊接机头用其移动机构，其由焊接机头，焊接机头支承架，悬挂式拖板等组成，地于精密型焊头机构，其驱动系统应采用装有编码器的伺服电动机。
4、焊件移动或变位机构，如焊接滚轮架，头尾架翻转机，回转平台和变位机等，精密型的移动变位机构应配伺服电动机驱动。
5、焊件夹紧机构。
6、主控制器，亦称系统控制器，主要用于各组成部分的联动控制，焊接程序的控制，主要焊接参数的设定，调整和显示。必要时可扩展故障诊断和人机对话等控制功能。
7、计算机软件，焊接设备中常用的计算机软件有：编程软件，功能软件，工艺方法软件和专家系统等。
8、焊头导向或跟踪机构，弧压自动控制器，焊枪横摆器和监控系统。
9、辅助装置，如送丝系统，循环水冷系统、焊剂回收输送装置、焊丝支架、电缆软管及拖链机构结构设计电气控制设计三大部分。
10、焊接机器人，又称机械手臂，是自动化焊接设备的重要组成部分。其主要工作包括：焊接、切割、热喷涂、搬运等。
近20年来，随着数字化，自动化，计算机，机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大，应用范围正在迅速扩大。在现代工业生产中，焊接生产过程的机械化和自动化是焊接机构制造工业现代化发展的必然趋势。

F. 焊接操作机的应用与组成

焊接操作机应用：焊接操作机是与焊接滚轮架、焊接变位机等组合，对构件的内外环缝、角焊缝、内外纵缝进行自动焊接的专用设备，有固定式、回转式、全位置等多种结构形式。可根据用户的需求选择结构并配套各种焊机以及增加跟踪、摆动、监控、焊剂回收输送等辅助功能.
焊接操作机组成原理：主要由操作装置、控制装置、动力源装置、工艺保障装置组成。
一、 操作装置包括导轨、倾角调节机构、垂直导向机构、焊枪夹和焊枪，倾角调节机构可使焊枪能绕中心进行正负旋转。
二、 控制装置由电气控制系统组成，可以控制焊接操作机的工作状态。
三、 动力源装置由气缸组成，采用气压驱动进行动力传送。
四、 工艺保障装置由导丝机构、焊丝导管和导丝嘴组成，能实现焊丝的自动导向定位，可保证焊缝质量。
焊接操作机可与专用的焊件变位机械配合，实现缸体一次装夹，两根焊枪同时焊接左右两侧，使得加工精确度和生产效率很大幅度的提高
焊接操作机一般由立柱、横梁、回转机构、台车等部件组成。各部件为积木式结构，一般立柱、横梁为其基本部件，其余部件可据用户使用要求选配。立柱及横梁采用折弯焊接结构件，具有很好的刚性。 轻、中型、重型焊接操作机均采用三角型导轨，超重型采用平面方形导轨，均经刨床加工。 保证了导轨的高精度及其耐磨性。 应用于压力容器中锅炉汽包， 石化容器等圆筒形工件的内外缝的纵缝焊和环缝焊焊接。
独特的横梁和立柱截面设计，焊后去应力处理，经刨、磨成型。重量轻、强度高、稳定性好。横梁内伸缩臂的设计，可有效增加横梁的水平伸缩距离。
横梁升降采用交流电机恒速方式，升降平稳、均匀，安全系数高。带安全防坠装置。
横梁伸缩、立柱电动回转、电动台车均采用交流电机变频无级调速，恒转矩输出，速度平稳（特别是低速下），启动或 停止迅捷，速度数字显示并可预置。
立柱回转分为手动、电动两种，回转支承采用国内名牌厂家的产品，自带高精度齿轮，转动灵活，并可手动锁紧，安全可靠。
台车采用标准铁路路轨为行走轨道，分为手动及电动两种。手动适用于轻型及移动范围较小的操作机，电动则适用于重型或移动范围较大的操作机。
载人型操作机设有载人操作平台，随横臂一起移动。
采用手控盒、机头控制箱（焊接控制箱）构成近控与远控方式，操作灵活方便，并在电气箱预留联动接口，可与滚轮架、变位机、圆形回转工作台等实现同步联动。 焊接操作机的结构形式很多，使用范围广，长与焊件变位机械相配合，完成各种焊接作业。 按其结构形式及应用特点可分为三种：
1、平台式焊接操作机：平台式焊接操作机又分为单轨台车式和双轨台车式两种。单轨台车式焊接操作机实际上还有一条轨道，不过该轨道一般设置在车间的立柱上，车间桥式起重机移动往往引起平台振动，从而影响焊接过程的正常进行。平台式焊接操作机的机动性、使用范围和用途均不如伸缩臂式焊接操作机，在国内的应用已逐年减少。
2、横臂式焊接操作机：这类焊接操作机根据横臂的结构不同有分为悬臂式焊接操作机和伸缩臂式焊接操作机。
3、门式焊接操作机：这种焊接操作机有两种结构：一种是焊接小车座落在沿门架可升降的工作平台上，并可沿平台上的轨道横向移动；另一种是焊接机头安装在一套升降装置上，该装置又座落在可沿横梁轨道移动的跑车上。 作用
1、准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性；
2、有效的防止和减轻了焊接变形；
3、使工件处于最佳的施焊部位，焊缝的成型性良好，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高；
4、以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件；
5、可以扩大先进的工艺方法的使用范围，促进焊接结构的生产机械化和自动化的综合发展；
设计的基本要求
（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度；
（2）夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力；
（3）焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的装焊空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态；
（4）便于焊件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出，还要制品在翻转或吊运使不受损害；
（5）良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素，降低夹具制造成本。
分类与组成
焊接工装夹具是将捍件准确定位并夹紧，甩于装配和焊接的工艺设备。
在焊接结构生产中，装配和焊接是两道重要的生产工序，根据工艺通常以两种方式完成这两道工序：—种是先装配后焊接；一种是边装配边焊接。我们把用来装配以进行定位焊的夹具称做装配夹具；专门用来焊接焊件的夹具称做焊接夹具；把既用来装配又用来焊接的工具称做装焊夹具。它们统称为焊接工装夹具。
一个完整的夹具，是由定位器、夹紧机构、夹具体三部分组成的。在装焊作业中，多使用在夹具体上装有多种不同夹紧机构和定位器的复杂夹具。其中，除夹具体是根据焊结构形式进行专门设计外，夹紧机构和定位器多是通用的结构形式。
定位器大多数是固定式的，也有一些为了便于焊件装卸，做成伸缩式或转动式的，并采用手动、气动、液压等驱动方式。夹紧机构是夹具的主要组成部分，其结构形式很多，且相对复杂。驱动方式也多种多样。在一些大型复杂的夹具上，夹紧机构的结构形式有多种，而且还使用多种动力源，有手动加气动的、气动加电磁的等等。这种多动力源夹具，称作混合式夹具。在先进工业国家里，对广泛采用的一些夹紧机构已经标准化、系列化，在工艺设计时进行选用即可。我国焊接工作者，正进行着这方面的研究开发工作，相信不久也会有我们自己的系列化、标准化的夹紧机构出现。
特点
焊接工装夹具的特点，是由装配焊接工艺和焊接结构的形式决定的，有如下特点：
(1)、由于焊件一般由多个简单零件组焊而成，而这些零件的装配和定位焊，在焊接工装夹具上是按顺序进行的，因此，它们的定位和夹紧是一个个单独进行的。
(2)、在焊接过程中，零件会因焊接加热而伸长或因冷却而缩短，为了减少或消除焊接变形，要求工装夹具能对某些零件给予反变形或者作刚性的夹固；为了减少焊接应力，又要允许某些零件在某一方向可自由伸缩。因此，焊接工装夹具不是对所有的零件都作刚性夹固。
(3)、对焊接工装夹具而言，装焊完的结构尺寸增大，重量增加，形状变得复杂，增加了从工装夹具上卸下的难度。
(4)、对于熔焊的夹具，工作时主要承受焊件的重力、焊接应力和夹紧力。有的还要承受装配时的锤击力；用于压焊的夹具还要承受顶锻力。
(5)、焊接工装夹具往往是焊接电源二次回路的一个组成部分，因此绝缘和导电是设计中必须注意的一个问题。例如，在设计电阻焊用的夹具时，如果绝缘处理不当，将引起分流，使接头强度降低。
(6)、装配夹具和装焊夹具上的夹紧点、定位点比机床夹具上的多达几倍甚至十几倍，因此，设计难度较大，特别是定位点、夹紧点的数量、选位和两者的对应关系，都会影响夹具的功能和质量。
(7)、焊接工装夹具主要用来保证焊接结构各连接件的相对位置精度和整体结构的形状精度。
焊接工装夹具的设计
(1) 、焊接工装夹具应动作迅速、操作方便，操作位置应处在工人容易接近、最宜操作的部位。特别是手动夹具，其操作力不能过大，操作频率不能过高，操作高度应设在工人最易用力的部位，当夹具处于夹紧状态时，应能自锁。
(2) 、焊接工装夹具应有足够的装配，焊接空间，不能影响焊接操作和焊工观察，不妨碍焊件的装卸。所有的定位元件和夹紧机构应与焊道保持适当的距离，或者布置在焊件的下方或侧面。夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位。
(3) 、夹紧可靠，刚性适当。夹紧时不破坏焊件的定位位置和几何形状，夹紧后既不使焊件松动滑移，又不使焊件的拘束度过大而产生较大的应力。
(4) 、为了保证使用安全，应设置必要的安全连锁保护装置。
(5) 、夹紧时不应损坏焊件的表面质量，夹紧薄件和软质材料的焊件时，应限制夹紧力，或者采取压头行程限位、加大压头接触而积、加添铜、铝衬垫等措施。
(6) 、接近焊接部位的夹具，应考虑操作手把的隔热和防止焊接飞溅物对夹紧机构和定位器表面的损伤。
(7) 、夹具的施力点应位于焊件的支承处或者布置在靠近支承的地方，要防止支承反力与夹紧力、支承反力与重力形成力偶。
(8) 、注意各种焊接方法在导热、导电、隔磁、绝缘等方面对夹具提出的特殊要求。例如，凸焊和闪光焊时，夹具兼作导电体；钎焊时，夹具兼作散热体，因此要求夹具本身具有良好的导电、导热性能。再如，真空电子束焊所使用的夹具，为了不影响电子束聚焦，在枪头附近的夹具零件，不能用磁性材料制作，夹具也不能带有剩磁。
(9) 、用于大型板焊结构的夹具，要有足够的强度和刚度，特别是夹具体的刚度，对结构的形状精度、尺寸精度影响较大，设计时要留有较大的余度。
(10) 、在同一个夹具上．定位器和夹紧机构的结构形式不宜过多，并且尽量只选用一种动力源。
(11) 、工装夹具本身应具有较好的制造工艺性和较高的机械效率。
(12) 、尽量选用已通用化、标准化的夹紧机构以及标准的零部件来制作焊接工装夹具。