焊接方法及設(shè)備課程設(shè)計說明書.doc

1、沈陽工業(yè)大學(xué)焊接方法及設(shè)備課程設(shè)計說明書學(xué) 院:專業(yè)/班級:姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：1 .課程設(shè)計任務(wù)書22 .焊接方法及設(shè)備32.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及材質(zhì)性能分析 32.2 焊接方法及設(shè)備型號 43 .焊接材料與焊接規(guī)范 53.1 焊接材料 53.2 焊接規(guī)范 54 .焊前準(zhǔn)備與焊接輔助設(shè)備 85 .焊接操作要點96 .參考文獻(xiàn) 117 .致謝 12焊接方法及設(shè)備課程設(shè)計任務(wù)書（ 4）題目：試制定尺寸為6220m佛8mm材質(zhì)為Q23§低碳鋼管對接的焊接工藝。任務(wù)：1. 根據(jù)設(shè)計題目中產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和材料性能，選擇焊接方法，確定焊接設(shè)備型號；2. 根據(jù)所確定焊接方法及設(shè)備，選擇焊接材料，

2、確定焊接規(guī)范；3. 焊前準(zhǔn)備和焊后處理、焊接輔助設(shè)備等；4. 焊接操作要點及相關(guān)注意事項；5. 編寫設(shè)計說明書一份，內(nèi)容包括上述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和材料焊接性能分析，所選擇的焊接方法，確定的焊接設(shè)備，選擇的焊接材料，確定的焊接規(guī)范；焊前準(zhǔn)備和焊后處理、焊接輔助設(shè)備及焊接操作要點等。第二章焊接方法及設(shè)備2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及材質(zhì)性能分析2.1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品為直徑220mm厚度為8mm勺低碳鋼管。產(chǎn)品為低碳鋼管的對接焊,焊 縫為環(huán)縫。2.1.2 材質(zhì)性能分析(1)化學(xué)性能分析板材的化學(xué)成分如表2-1所示。1表2-1 Q235 的化學(xué)成分牌號化學(xué)成分/%CMnSiSPQ235<0.170.35 0

3、.800.300.0350.035(2)物理性能分析機械性能為，屈服極限 s為235MPa抗拉弓®度b=375460MPa伸長率=26%1(3)焊接性分析低碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.25 %,碳當(dāng)量值遠(yuǎn)小于0.40 %,所以這類鋼的焊 接性好，焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施，用各種焊接方法都能獲得優(yōu)質(zhì) 的焊接接頭。只有厚大結(jié)構(gòu)件、低溫下焊接，才考慮焊前預(yù)熱、焊后熱處理等。 如板厚大于50mm溫度低于0 C或20mmz下板厚、溫度低于一10 C ,應(yīng)焊前預(yù) 熱100150 C。2.2 焊接方法及設(shè)備型號2.2.1 焊接方法選擇該直徑的管子無法從內(nèi)部進(jìn)行焊接， 必須采用單面焊雙面成型工

4、藝。為了保 證焊透及根部焊接質(zhì)量，采用U形坡口。焊接時可用管管子旋轉(zhuǎn)一焊槍位置固定” 地方法，因為利用這種方法焊接時熔池始終處于相同的位置，有利于獲得良好的焊縫成形。管壁較厚時，焊槍固定在1點鐘位置（如圖2所示），而管壁較薄時， 焊槍固定在3點位置。8mnfi厚屬于中等厚度，可采用CO2焊接或細(xì)顆粒過渡CO2 焊接。32.2.2 焊接設(shè)備型號選擇根據(jù)板材厚度8mm確定焊接電流為100140A電弧電壓為1822V選擇焊機 的型號為NBC-250焊機，焊機參數(shù)如表2-2所示。4表2-2 NBC-250焊機參數(shù)項一次相頻額定額定電流電壓空載冷卻目電壓數(shù)率輸入工作調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)電壓方式容量電流范圍范圍范圍基

5、380V3508.1KV250A501718自冷本參HzA250A27V36V數(shù)第三章焊接材料及焊接規(guī)范3.1 焊接材料的選擇3.1.1 焊絲的選擇CO2氣體保護(hù)焊的常用焊絲為 H08Mn2SiA星絲，具有較好的工藝性能、力學(xué) 性能及抗裂紋能力，適于焊接低碳鋼、屈服點s<500MP4勺低合金鋼，以及經(jīng)焊后熱處理抗拉強度 b< 1200Mpa勺低合金高強鋼。H08Mn2SiA的化學(xué)成分如 表3所示。4表3-1 H08Mn2SiA 焊絲的化學(xué)成分焊絲牌號合金兀素（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，）CSiMnCrNiSPH08Mn2SiA<0.110.65 0.951.80 2.10<0.20&l

6、t;0.30<0.030<0.0303.2 焊接規(guī)范3.2.1 焊絲直徑的選擇板材厚度為28mm焊接位置為全位置時，熔滴過渡形式為短路過度時， 應(yīng)采用直徑為1.01.2mm的焊絲。此處選擇焊絲直徑為1.2mm電流相同時， 隨著焊絲直徑的減小，熔深要增大。43.2.2 焊接電流的選擇焊接電流的作用是熔化焊絲和工件， 同時也是決定熔深的主要因素。焊接電 流的使用范圍隨焊絲的直徑和熔滴過渡形式的不同而不同。 因為焊絲直徑選擇了 1.2mm，熔滴過渡形式為短路過度，所以焊接電流的范圍為 100175A。43.2.3 電弧電壓的選擇電弧電壓是焊接參數(shù)中很重要的一個參數(shù)。 電弧電壓的大小決定了

7、電弧的長短和熔滴的過渡形式， 他對焊縫的成形、 飛濺、 焊接缺陷以及焊縫的力學(xué)性能有很大的影響。 電弧電壓對焊接過程和對金屬與氣體間的冶金反映的影響均比焊接電流大，且隨著焊絲直徑的減小，電弧電壓影響的程度增大。實現(xiàn)短路過度的條件之一是保持較短的電弧長度，即低電壓。但電弧電壓，電弧引燃困難，焊絲會插入熔池，電弧也不能穩(wěn)定燃燒；若電弧電壓過高，則有短路過度轉(zhuǎn)變成粗滴的長弧過渡，焊接過程不穩(wěn)定。為獲得良好的工藝性能， 應(yīng)該選擇最佳的電弧電壓之值， 該值是一個很窄的電壓區(qū)間，一般僅有12V變化范圍。最佳電弧電壓值與焊接電流、焊絲直徑和熔滴過渡形式等因素有關(guān)。根據(jù)焊絲白直徑為1.2mm熔滴過渡形式為短路

8、過渡，選擇焊接電弧電壓的 范圍為，1823V。43.2.4 焊接速度的選擇選擇焊接速度的主要根據(jù)生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量。 焊速過快， 保護(hù)效果差， 同時使冷卻速度加大，使焊縫塑性降低，且不利于焊縫成形，易形成咬邊缺陷，；焊速過慢，熔敷金屬在電弧下堆積，電弧熱和電弧力受阻礙，焊道不均勻，且焊縫組織粗大。在實際生產(chǎn)中，一般不超過0.5m/min。43.2.5 焊絲伸出長度的選擇由于短路過渡焊接時采用的焊絲都比較細(xì)， 因此在焊絲伸出長度產(chǎn)生的電阻熱很大， 成為焊接參數(shù)中不可忽視的因素。 當(dāng)其他焊接參數(shù)不變時， 隨著焊絲陳出的長度的增加，焊接電流下降，熔深也減??；焊絲上的電阻熱增大，焊絲熔化加快，從提高生產(chǎn)

9、率上看這是有利的。但是，當(dāng)焊絲伸出長度過大時，焊絲容易發(fā)生過熱而成段熔斷， 飛濺嚴(yán)重， 焊接過程不穩(wěn)定。 同時， 焊絲伸出長度增大后，噴嘴與工件間的距離亦增大，因此氣體保護(hù)效果變差。 4直彳至1.2mm的H08Mn2SiA星絲的伸出長度 815mm43.2.6 電流極性的選擇CO2 氣體保護(hù)焊主要采用直流反接法。3.2.7 氣體流量的選擇CO2 氣體流量的大小主要是根據(jù)對焊接區(qū)域的保護(hù)效果來決定的。 在焊接電流較大、 焊接速度較快、 焊接伸出長度較長以及在室外作業(yè)等情況下， 氣體流量要是適當(dāng)加大， 以使保護(hù)氣體有足夠的挺度， 提高期抗干擾的能力。 氣體流量過大或過小都將影響保護(hù)效果，容易造成焊

10、接缺陷。 4猶豫焊絲直徑為1.2mni屬于細(xì)焊絲，所以選擇的7提流量為1216L/min<第四章 焊前準(zhǔn)備及輔助設(shè)備4.1 焊前準(zhǔn)備4.1.1 坡口制備將每個待焊端口用刨邊機加工成半U 形（單邊J 形坡口），如圖 1 所示。然后將坡口及附近內(nèi)外表面20mme圍內(nèi)的油污、水分、鐵銹等打磨干凈，露出金 屬光澤。將管子放在滾輪架上，按照圖1所示進(jìn)行裝配，根部間隙控制在1,52.5mm 之間，高低平整，不要有錯邊。選用直徑為1.2mm的H08MnSiA呈絲，純度高于99.8 % 的 CO2 氣體。34.1.2 焊材的準(zhǔn)備焊絲在150c烘干2h0 CO氣瓶倒置0.5h,排除多余的水分，冉正置 0.

11、5h , 讓氣體充滿瓶的頂部。4.2 焊接輔助設(shè)備手工鉗子，手工扳子，夾具，引弧板，熄弧板。 5 預(yù)熱器，作用是防止CO2氣化時，是出氣口結(jié)冰。干燥器，作用是吸收CO2 氣體中的水分和雜質(zhì)。第五章 焊接操作要點5.1 焊接操作5.1.1 定位焊定位焊可采用與打底焊相同的焊接參數(shù)。在整個環(huán)縫上焊接三段定位焊縫，每段長度為1015mm采用左焊法進(jìn)行焊接，首先在1點鐘位置進(jìn)行第一段焊接，轉(zhuǎn)動 120 后焊接第二道焊縫，再轉(zhuǎn)動 120 后焊接第三道焊縫。定位焊縫上應(yīng)無未焊透、 氣孔等缺陷， 焊好后用角向磨光機將其兩端打磨成斜坡， 以便于接頭。 35.1.2 打底焊定位焊縫位于1 點鐘的位置， 在該定位

12、焊縫上引弧， 將焊槍保持在 1 點鐘位置且不罷休， 并使管子沿順時針方向轉(zhuǎn)動， 如圖 2 所示。 這樣可以防止熔池金屬流淌，將熔池金屬寬度控制得比根部間隙大0.51mm焊完后，將打底焊表面清理干凈。 35.1.3 填充層焊接仍在 1 點鐘處引弧，焊槍保持在該位置，并作月牙形或鋸齒形擺動。焊槍擺動到坡口兩側(cè)稍作停留，保證焊道兩側(cè)熔合良好但不能熔化工件表面坡口棱角?？刂坪附铀俣?、弧長及兩側(cè)停留時間，使焊道表面微有下凹，并低于工件表面1.01.5mm焊后將焊道表面清理干凈。35.1.4 蓋面焊焊接在管子 1 點鐘處引弧并焊接， 焊槍保持在該位置， 焊槍擺動幅度應(yīng)明顯大于填充時的擺動幅度，應(yīng)超過坡口邊緣0.51.5mm以保證坡口邊緣的良好熔合。3焊接的參數(shù)如表5-1 所示。3表5-1220m儲8mmi岡管的焊接參數(shù)焊層焊接電流/A電弧電壓/V焊絲伸出長度/mm氣體流星/L ? min 1打底焊100 12018 1918 2012 16填充焊11013019 2118 2012 16蓋面焊120 14020 2220 2212 16參考文獻(xiàn)1 朱張校 . 工程材料 . 清華大學(xué)出版社,2001.2 嚴(yán)紹華 . 材料成形工藝基礎(chǔ). 清華大學(xué)出版社,2008.3 韓加強 . 焊工上崗技能讀本- 氣體保護(hù)焊. 化學(xué)工