1、第七章 典型焊接結構的生產工藝 焊接結構的品種繁多，應用廣泛，本章主要介紹起重機橋架、壓力容器和船舶等典型焊接產品的結構、制造難點、技術關鍵及生產工藝。第一節 橋式起重機橋架的生產工藝 起重機的結構形式多種多樣，如橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、汽車起重機等。其中，以橋式起重機應用最廣，其結構的制造技術具有典型性。一、橋式起重機橋架的組成 橋式起重機橋架的結構如圖所示，它主要由主梁、欄桿、端梁、走臺、軌道及操縱室組成。橋架常見的結構形式1、中軌箱形梁橋架：由兩根主梁和兩根端梁組成。主梁外側分別設有走臺，軌道放在梁的中心線上，小車載荷依靠主梁上翼板和肋板來傳遞。結構工藝性好，主梁、端梁等部件

2、可采用自動焊接，生產率高，但變形量大。2、偏軌箱形梁橋架：由兩根主梁和兩根端梁組成。小車軌道安裝在上翼板邊緣主腹板處，載荷直接作用在主腹板上。為寬主梁形式，依靠加寬主梁增加橋架的水平剛度，可省掉走臺，變形量小。3、偏軌空腹箱形梁橋架：結構與偏軌箱形梁基本相似，只是副腹板開有許多矩形孔洞，自重減輕，加強通風散熱，便于內部維修，但制造較為麻煩。4、箱形單主梁橋架：由一根寬翼緣偏軌箱形主梁與端梁不在對稱中心連接，以增大橋架的抗傾翻力矩能力。小車偏跨在主梁一側使主梁受偏心載荷，最大輪壓作用在主腹板頂面的軌道上，主梁上要設置一到兩根支承小車反滾輪的軌道。該橋架制造成本低，主要用于起重量較大、跨度較大的門

3、式起重機。二、橋架主要部件的結構特點及技術標準1、主梁下翼板肋板腹板上翼板主梁的組成：由左右腹板、上下翼板及長、短肋板組成。技術要求如下：1）上拱度：fk=L/700L/1000（L為主梁的跨度）2）旁彎：fb=L/1500L/2000（L為主梁的跨度）3）腹板波浪變形：在受壓區e2.5m， c 5mm ；2）軌距偏差為5mm；3）軌道的局部彎曲，在任意2m范圍內不大于1mm。三、主梁的制造工藝要點1）拼板對接焊2）肋板的制造3）腹板上撓度的制備4）裝焊形梁5）下翼板的裝配6）主梁縱縫的焊接7）主梁的矯正1、拼板對接焊工藝根據板厚的不同，對接焊工藝有：1）開坡口雙面焊條電弧焊2）一面焊條電弧焊

4、，另一面埋弧焊3）雙面埋弧焊4）氣體保護焊5）單面焊雙面成形埋弧焊 翼板與腹板的拼接接頭不應布置在同一截面上，錯開距離不得小于200mm；同時，翼板及腹板的拼板接頭不應安排在梁的中心附近，一般應離中心2m以上。2、肋板的制造 肋板是一個長方形，長肋板中間開有減輕孔。短肋板用整料制造，長肋板可用整料制作，也可用零料拼接。 要求肋板寬度差不能太大，只能為1mm左右，肋板的四個角應保證90度，尤其是肋板與上蓋板接觸處的兩個角更應嚴格保證直角。3、腹板上撓度的制備 考慮主梁的自重和焊接變形的影響，為滿足技術規定的主梁上撓要求，腹板應預制出數值大于技術的上撓度，一般跨中上撓度的預制值fm可取（1/350

5、1/450）L。目前，上撓曲線主要有二次拋物線、正弦曲線以及四次函數曲線等。 國內的起重機制造一般采用二次拋物線上撓計算法。 上撓度的制備方法多采用先劃線后氣割，切出相應的曲線形狀。在專業生產時，也可采用靠模氣割。4、裝焊形梁1）裝肋板：采用劃線定位的方式。2）焊接肋板與上翼板焊縫：翼板未預制旁彎，應由外側向內側焊（a）；如翼板預制旁彎，焊接方向如圖（b）所示。ab外側外側 腹板裝好后，即應進行肋板與腹板的焊接。焊前應檢查變形情況以確定焊接順序。如旁彎過大，應先焊外腹板焊縫；如旁彎不足，應先焊內腹板焊縫。 對形梁內壁的所有焊縫，就國內而言，大多還是采用焊條電弧焊。較理想的是用CO2氣體保護焊，

6、以減小變形，提高生產效率。為使形梁的彎曲變形均勻，應沿梁的長度方向由偶數焊工對稱施焊。焊接順序及焊接方向5、下翼板的裝配 下翼板的裝配關系到主梁最后的成形質量。裝配時先在下翼板上劃出腹板的位置線，將形梁吊裝在下翼板上，兩端用雙頭螺桿將其壓緊固定，然后用水平儀和線錘檢驗梁中部和兩端的水平和垂直度及拱度，如有傾斜或扭曲時，用雙頭螺桿單邊拉緊。 下翼板與腹板的間隙應不大于1mm，定位焊時應從中間向兩端同時進行。主梁兩端彎板處的下翼 板可借助起重機的拉力進行裝配定位焊。6、主梁縱縫的焊接 主梁有四條縱縫，盡量采用埋弧焊焊接。焊接順序視梁的拱度和旁彎的情況而定。當拱度不夠時，應先焊下翼板左右兩條縱縫；撓

7、度過大時，應先焊上翼板左右兩條縱縫。7、主梁的矯正 箱形主梁裝焊完畢后應進行檢查，每根箱形梁在制造時均應達到技術條件的要求，如果變形量超過了規定值，應進行矯正。矯正時，應根據變形情況采用火焰矯正法，選擇好加熱的部位與加熱方式進行矯正。四、端梁的制造工藝要點（1）備料：上、下翼板、腹板、肋板及兩端的彎板。（2）裝焊：1）將肋板與上翼板裝配并焊接。2）裝配兩腹板并定位。3）裝彎板，并且水平尺檢查彎板的水平度，并調節兩端彎板的高度公差在規定范圍內。4）進行端梁內壁焊縫的焊接，先焊外腹板與肋板、彎板的焊縫，再焊內腹板與肋板、彎板的焊縫。5）裝配下翼板并定位。6）焊接端梁的四條縱焊縫，并且應先焊下翼板與

8、腹板的縱縫。圖7-17 端梁安裝的接頭形式a)連接板連接 b)角鋼連接五、橋架的裝配與焊接工藝1、橋架裝焊工藝的選擇（1）作業場地的選擇（2）墊架位置的選擇（3）橋架的組裝基準（4）橋架的裝焊順序2、橋架組裝焊接的工藝要點（1）組裝主、端梁（2）組裝焊接走臺（3）組裝焊接小車軌道第二節 壓力容器的生產工藝一、壓力容器的基本知識 壓力容器是能承受一定壓力作用的密閉容器，它主要用于石油化工、能源工業、科研和軍事工業等方面；同時在民用工業領域也得到了廣泛應用，如煤氣或液化石油氣罐、各種蓄能器、換熱器、分離器以及大型管道工程等。1、壓力容器的分類 （1）按設計壓力劃分 可分為四個承受等級低壓容器（代號

9、L） 0.1MPa p1.6MPa中壓容器（代號M） 1.6MPa p11MPa高壓容器（代號H） 10MPa p100MPa超高壓容器（代號U） p 100MPa（2）按綜合因素劃分類容器； 類容器； 類容器2、壓力容器的結構特點以圓柱形容器為例（1）筒體 當筒體直徑較小時（小于500mm）時，可用無縫鋼管制作。當筒體直徑較大時，筒體用鋼板卷制或壓制后焊接而成。（2）封頭1）凸形封頭：橢圓形封頭、碟形封頭、無折邊球面封頭和半球形封頭。三、高壓壓力容器的制造工藝1、球形容器的結構形式 球形容器一般稱做球罐，它主要用來儲存有壓力的氣體或液體。 球罐按其瓣片形狀分為橘瓣式、足球瓣式及混合式。橘瓣式

10、 橘瓣式球罐按直徑大小和鋼板尺寸分為三帶、四帶、五帶和七帶橘瓣式球罐。足球瓣式 優點：所有瓣片的形狀、尺寸都一樣，材料利用率高，下米和切割比較方便，但大小受鋼板規格的限制。混合式 混合式球罐的中部用橘瓣式、上極和下極使用足球瓣式，常用于較大型球罐。2、球罐的技術條件及其分析 球罐的各球瓣下料、坡口、裝配精度等尺寸均要確保質量，這是保證球罐質量的先決條件。 由于工作介質和壓力、環境的要求，且返修困難，故焊接質量要嚴格控制，要保證受壓均勻。 焊接變形也要嚴格控制，這必須有合適的工夾具來配合及采用正確的裝焊順序。3、球罐的制造工藝1）瓣片的制造2）支柱的制造3）球罐的裝焊支柱組合吊裝赤道板赤道縱縫焊

11、接裝里外腳手吊裝上溫帶板吊裝下溫帶板吊裝赤道板下溫帶縱縫焊接下極板安裝赤道下環縫焊接上溫帶縱縫焊接赤道上環縫焊接上極板安裝上極板環縫焊接下極板環縫焊接氣密性試驗射線、磁粉探傷水壓試驗磁粉探傷熱處理涂裝包保溫層交貨4）球罐的整體熱處理第三節 船舶結構的焊接工藝一、船舶結構的類型及特點1、船舶板架結構的類型及使用范圍1）縱骨架式：板架中縱向構件較密，間距較小，而橫向構件較稀，間距較大；用于大型油船的船體，大中型貨船的甲板和船底，軍用船舶的船體。2）橫骨架式：板架中橫向構件較密，間距小而縱向構件較稀，間距大。用于小型船舶的船體，中型船舶的弦側、甲板和民船的首尾部。3）混合骨架式：板架中縱、橫向構件的密度和間距相差不多，除特種船舶外，很少使用。2、船體結構的特點1）零部件數量多。2）結構復雜、剛度大。3）鋼材的加工量和焊接工作量大。三、整體造船中的焊接工藝 整體造船法就是直接在船臺上由下至上，由里至外先鋪全船的龍骨底板，然后在龍骨底板上架設全船的肋骨框架，艙壁等縱橫構架，最后將船板、甲板等安裝于構架上，待全部裝配工作基本完成后，才進行主船體結構的焊接工作。 分段造船是由兩個或兩個以上零件裝焊成而的部件和零件組合而成。它可分為平面分段、半立體分段和立體段三種。平面分段有隔艙、甲板、舷側分段等；立體分段有雙重底、邊水艙