现在，随着科学技术的进步，焊接结构正朝着超大型、高容量、高参数、耐、耐蚀、耐低温、耐动载的方向发展。除提供质量更高、性能更好的各种焊机、焊接材料和焊接工艺外，还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。

一、焊接工装的分类

1、焊接工装夹具

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 (按动力源分)

2、焊接变位机械

焊工变位机械（焊工升降台）；

焊机变位机械（焊接操作机、电渣焊立架）；

焊件变位机械（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

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

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；坡口准备及焊缝清理与精整装置；吸尘及通风设备

二、焊接工装是作用

焊接机械装备对焊接生产的有利作用体现在以下几个方面：

1、提高装配效率

采用焊接工装夹具，零件由定位器定位，不用划线、不用测量就能得到准确的装配位置，从而保证了装配精度，加快了装配作业的进程。此外，在焊接工装夹具上大都采用磁力、液压、气动夹具，即使采用手动夹具，也都有扩力机构，因此可减轻工人的体力劳动，提高装配效率。

2、控制焊接变形

由于焊件在夹具中可强行夹固或预先给予反变形，所以能控制或消除焊接变形。

3、提高焊接质量

焊接过程中，焊接件往往会产生变形，尤其是复杂的焊接结构，其变形有时会达到无法消除的程度，这就会影响到后面总装配工作，甚至造成产品报废。采用焊接工装夹具后，不仅可以保证装配定位焊时各零件正确的相对位置，而且可以防止或减少工件的焊接变形。尤其是批量生产时，可以稳定和提高焊接质量，减少焊件尺寸偏差，所以可提高焊件的互换性能。

4、减少辅助工时

采用焊件变位机械，可缩短装配和施焊过程中焊件翻转变位的时间，减少辅助工时，提高焊机利用率和焊接生产率、

很显然，欲缩短生产周期，提高劳动生产率，除了采用自动化焊接工艺外，还要采用先进的装配工艺，采用机械化和自动化程度高的工装夹具。采用焊接工装还可以降低制造成本。另外，采用焊接工装并不意味着要选用机构复杂、价格昂贵的设备，许多情况下采用一些简单的定位器、夹紧器或将现有设备稍加改装，往往也能收到明显的技术经济效益。

5、施焊位置可调

采用焊件变位机械可使焊件处于最有利的施焊位置——水平及船形位置上进行焊接

6、扩大焊接范围

采用焊接变位机械可扩大焊机的焊接范围。

7、降低操作要求

采用焊接机械装备后，可使手工操作变为机械操作，人仅处于控制机械的地位，可减少人为因素对焊接质量的影响，也可降低对焊工操作技术水平的要求。

8、提高焊接质量

焊接过程中，焊接件往往会产生变形，尤其是复杂的焊接结构，其变形有时会达到无法消除的程度，这就会影响到后面总装配工作，甚至造成产品报废。采用焊接工装夹具后，不仅可以保证装配定位焊时各零件正确的相对位置，而且可以防止或减少工件的焊接变形。尤其是批量生产时，可以稳定和提高焊接质量，减少焊件尺寸偏差，所以可提高焊件的互换性能。

9、节约车间面积

采用焊接机械装备后，使装配和焊接集中在一个工位上完成，可减少工序数量，节约车间使用面积。

10、实现焊接自动化、综合机械化

欲使焊接工序本身实现机械化和自动化，或者使焊接生产过程实现综合机械化、自动化，都需要焊接机械装备的配合才能实现。

总括而言，就是保证焊接质量，提高焊接生产率，改善工人的作业条件，实现机械化、自动化焊接生产过程四个方面因此，无论在焊接车间或是在施工现场，焊接机械装备已成为焊接生产中不可缺少的装备之一，从而获得了广泛的应用。

三、焊接工装的特点

焊接工装的特点，是由装配焊接工艺和焊接结构决定的。与机床夹具比较其特点是:

1、在焊接工艺装备中进行装配和焊接的零件有多个，它们的装配和焊接按一定的顺序逐步进行，其定位和夹紧也都是分别的单独的或是一批批联动地进行，其动作次序和功能要与制造工艺过程相符。

2、焊件在工装中比机加工零件在机床夹具中所受的夹持力小，而且不同零件、不同部件的夹持力也不相同。在焊接过程中，为了减少焊接应力，又允许某些零件在某一方向是自由的。因此，在焊接工装中不是对所有的零件都作刚性的固定。

3、由于工装往往是焊接电源二次回路的一个部分，有时为了防止焊接电流流过机件而使其烧坏，需要进行绝缘。

4、焊接工装要与焊接方法相适应。

5、焊接件为薄板冲压件时，其刚性比较差，极易变形，如果仍然按刚体的六点定位原理，即3-2-1定位，工件就可能因自重或夹紧力的作用，定位部位发生变形而影响定位精度。此外，薄板焊接主要产生波浪变形，为了防止变形，通常采用比较多的辅助定位点和辅助夹紧点以及过多地依赖于冲压件外形定位。因此，薄板焊接工装与机床夹具有显著的差别，不仅要满足精确定位的共性要求，还要充分考虑薄板冲压件的易变形和制造尺寸偏差较大的特点，在第一基面上的定位点数目N允许大于3，即采用N-2-1定位原理。

四、焊接工装设计原则及问题

设计原则

焊接机械装备的设计原则与其他机械的设计原则一样，首先必须使焊接机械装备满足工作职能的要求，在这个前提下还应满足操作、安全、外观、经济上的要求。也就是说，应该按照适用、经济、美观的原则来设计焊接机械装备。

根据这一原则设计焊接机械装备时，先根据工作职能要求，确定装备的工作原理，选择机构和传动方式(液压、气动、磁力、电力、机械)，然后在运动分析的基础上进行动力分析，确定机构各部分传递的功率、转矩和力的大小，根据这些数据和使用要求进行强度、刚度、发热、效率等方面的计算或校核，使设计出的装备能在给定的年限内正常工作。

另外，在考虑满足职能要求的同时，要注意取得较好的经济效果，使设计出的装备成本低，动力消耗及维修费用少，能满足给定的生产效率。但是否符合低成本自动化的要求还要考虑使用装备后所发生的连带效益，一并计入才对。

设计方案的好坏，对装备的技术、使用性能以及经济上的合理性有着至关重要的作用为此，要慎重地确定设计方案(对重要装备，从方案的论证分析到最后确定，一般要占设计时间的1/3左右)，要注意整体结构的合理性和动作的协调性，装备的零件要有良好的加工工艺性能，要合理地选用原材料，尽量采用标准化的零部件等。

最后，要注意操作简便、安全、可靠。对一些外露的运动部件，要有防护设施，尽量减少各种危险因素。对于大型的焊接装备还要考虑通风、防尘、防辐射等设备的配置，尽量减少影响焊工身体健康的危害因素。

应该注意的问题

1、在焊接过程中，往往会有熔融金属的飞溅，因此设计焊接机械装备时，应使整个设备具有较好的密闭性，特别是定位基面、滑道、传动机构等应有可靠的防护。一些定位和安装基面无法密封时，应布置在飞溅区之外或者在施焊部位采取遮挡措施。

2、焊接机械装备往往是焊接电源二次回路的组成部分，因此施焊时，装备上各传动机件的啮合处容易起弧，特别是当焊接机械装备边运转边施焊时，起弧现象更易发生。为了避免因起弧而发生工件表面的烧损，应设法使二次回路的一端从离焊件最近的地方引出，避免焊接电流从装备周身流过。对于要求边施焊边运转的焊接机械装备，还应设置专用的导电装置。

3、在焊接机械装备的传动系统，应具有反行程自锁性能，为此，在焊接工装夹具、焊接变位机械、焊件输送装置的传动系统中必须设有一级具有自锁性能的传动。这样，不仅有利于安全操作，而且有利于装备的定位和节能。

4、焊接过程也是焊件局部受热的过程，为了减少装备因受热而引起的变形，装备本身应具有较好的传热性能，应能将焊件上的热量尽快地传递出去

5、焊接装备应具有良好的通风条件，能使焊接烟尘很快地散走。为此，在大型的焊接机械装备上，应安装通风设备或抽气罩。

6、焊接装备的结构形式应便于积聚在其上的焊渣、焊剂、金属飞溅物、铁锈等杂物的清除。

7、 焊接装备不能影响施焊工艺的实施，要保证焊接机头具有良好的焊接可达性。

8、焊接机械装备上的夹紧机构，不能由于焊接变形产生的阻力使夹紧机构松夹时不能复位。

9、当设计用于厚大件的焊接装备时，为了避免起弧处产生未焊透，收弧处出现气孔收缩裂纹等缺陷，应注意在焊缝始末端分别设置引弧板和引出板。

10、设计焊接机械装备的控制系统时，应处理好焊件启动、停止与焊机起弧、收弧的顺序关系。

这些问题对每种装备来说也不尽相同，上述注意事项，仅是设计大多数焊接机械装备时应注意的共性问题。

该文章转自于：焊接之家

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