简易焊接工位操作架设计与制作

鲁海龙

摘 要：文章主要针对焊接实训、培训、技能大赛中使用的焊接工位操作架进行改进，简化结构、便于自行制作、成本较低，在实际使用中获得较好的效果。

关键词：焊接；工位；设计

前言

焊接工位操作架是焊工进行焊接实际操作训练的基础平台，同时在实际生产中起到辅助工装夹具的作用，有利于焊接操作的平稳性和减轻劳动强度。根据国家职业标准对焊接培训及焊工大赛考核项目规定，配备的焊接工位操作架主要功能有板的四个位置（平焊、立焊、横焊、仰焊），管的三个位置（垂直、水平和斜45°位置的焊接）。目前，焊接工位操作平台和支架种类形式各样，完成的功能有许多差异，但是大体上都能完成板、管的几种焊接位置的焊接功能，但是普遍存在的问题是固定结构、所占空间位置较大，而且功能单一、重量较重、移动不便、价格较贵、性价比不高，制造工序繁琐，不利于自行制作。

1 焊接工位操作架结构设计

焊接工位操作架的主要功能是板、管的焊接位置固定以及障碍焊夹具的安装，结构设计时充分考虑板的四个位置和管的三个位置的固定與可靠性，结合焊工身高操作位置合适，移动方便等特点设计焊接工位操作架。

2 结构特点

2.1 稳定性、可靠性

结构的稳定性主要取决于底座平板面积，面积小就会使整体重心上移，根基不牢固容易侧翻；底座平板面积太大，结构稳定但是浪费材料，所以在设计时充分考虑结构的比例，在高度升降、调整横梁长度、装夹焊件过程中，保证重心越低越好。

2.2 拆卸方便，便于移动与放置

结构中固定板与支管、45°斜管与竖套管、短管与平板、平板与角钢连接为焊接方式外，其余部分均能拆卸，如万向轮与底座、底座与套管、夹具与横梁、横套与支管连接方式均为螺纹连接。此外底座安装上万向轮后可随意移动和固定，现市面上出售的万向轮均带有卡死装置，如需固定时随时固定。总体看来这种焊接工位操作架设计的每个部分基本都能拆解，需要进行某以位置焊接时，选好需要组装的部件，然后组对，锁紧即可使用，不必全部组装，使整个结构简化、重量变轻、移动方便；不需要使用焊接工位操作架时，可全部拆卸、分解，归类堆放，节约空间。

2.3 便于制作

本结构中主要就是管、板构件，结构简单、紧凑，除部分结构需要焊接外，其余部分均为机械加工，而且主要是螺纹加工。此外，结构中使用的管材就两种管径，板材厚度一致，所以整体加工工艺很少，而且精度要求不高，容易制作。

2.4 成本低、性价比高

本结构中使用的材料均为低碳钢，如20号钢、Q235等都是市面上价格较低的材料，并且此类钢材机械加工性能较好，使用过程中表面不需要处理，就能满足使用要求，从制造成本来看是价格较低的制作。与市面出售的工位架相比自行制作的成本为市面销售价格三分之一左右，而功能基本与市面出售的工位架相同，或者功能多于市面的工位架，性价比较高。

3 焊接工位操作架的制作

本结构制作工艺比较简单，基本步骤为选择合理整体结构尺寸，然后下料、机械加工、焊接、组装，如需外观好看可进行涂装，实际使用过程中涂漆会磨损掉，只追求实用效果可不进行涂漆。

3.1 主要结构尺寸确定

结合焊接工作位置、一般人的身高、结构的稳定性、使用单位的要求等因素确定主要结构尺寸，但需要注意旋柄位置的确定，旋柄是拧紧支管、夹具的主要部分，靠旋柄上的螺纹与管壁孔内螺纹之间的摩擦力锁紧，旋柄位置取决于管壁孔的位置，距离端部太近容易损坏，太远又不合理，所以建议旋柄距管端部20-30mm左右。

对于本结构使用的管材简易直径在60mm以内，套类、插入管类尺寸相差不要太大，也就是套管内径与插入管外径有3-5mm间隙即可，不仅使结构紧凑、稳定，而且有较好的间隙配合，便于灵活拆卸和归类放置。

按照培训和教学使用标准板类、管类长度可选择如下参数，套管长度：300-500mm；支管长度：700-1000mm；斜45°管长度：200mm左右。底座用板：正方形，边长400-500mm、厚度8-12mm均可，太薄稳定性差；平板用板：边长400-500mm、厚6-8mm。以上参数均可选择，也可自行设计，但注意不要产生侧翻。

3.2 下料

管类下料基本采用无齿锯下料，板类下料可选择气割、等离子切割、剪板机等下料方式均可，注意尺寸偏差不要太大。机械加工螺纹与焊接这里不详细叙述。

4 使用效果

由于本结构的各部分零部件均可拆卸，所以组装常用几个焊接位置比较容易。从使用效果来看，学生和企业培训学员比较认可这种焊接工位操作架，稳定、牢固，高度可调，使用比较方便，经久耐用、不易损坏、成本较低，所以在很多培训中心均采用这类结构，另外中油企业技能大赛中也使用这种焊接工位操作架，得到使用者充分的肯定。

5 存在不足

（1）氩弧焊接有色金属及易氧化金属时，需要气体保护，保护装置没有考虑全面，制作较难；（2）其他焊接位置没有考虑，还需进一步改进；（3）障碍焊的辅助装置设计不全，不能完成全套辅助装备。

参考文献

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[2]李玉堂.焊接操作专用支架的设计与制作[J].焊工之友，2010（39）.

[3]叶结和，等.焊接操作手法教学装置的设计与制作[J].热加工工艺，2015（44）.