畢業(yè)論文供參考

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）(2012屆)題 目： 碳素鋼厚板真空電子束焊接工藝研究 所 屬 系： 機(jī)械工程技術(shù)系 班 級： 焊接0913班 學(xué) 生 姓 名： 劉靜 學(xué) 號： 2009553106 同 組 成 員： 崔世宏 指 導(dǎo) 教 師： 姜澤東 摘要：真空電子束焊接碳素鋼時，具有焊縫化學(xué)成分純凈，穿透能力強(qiáng)，焊接接頭強(qiáng)度高、質(zhì)量好；所需線能量小，而焊接速度高，因此焊接的熱影響區(qū)小、焊接變形??；可防止熔化金屬受氧化等優(yōu)點(diǎn)。 本次研究針對碳素鋼厚板真空電子束的焊接工藝進(jìn)行探討和研究，針對碳素鋼的應(yīng)用情況，分析碳素鋼的焊接性，通過對焊接接頭的質(zhì)量分析，正確編制真空電子束焊接工藝，能夠正確操作真空電子束焊接

2、設(shè)備進(jìn)行焊接，通過分析焊接接頭質(zhì)量得出相關(guān)的數(shù)據(jù)，通過焊接試驗不斷修正焊接工藝參數(shù)，從而提高改善焊接接頭的質(zhì)量，得出碳素鋼厚板最佳的焊接工藝參數(shù)，整理有關(guān)數(shù)據(jù)給出結(jié)論，這樣對于提高碳素鋼厚板真空電子束焊接質(zhì)量具有重要的意義。關(guān)鍵詞：真空電子束焊接 碳素鋼 焊接工藝Abstract：The vacuum electron beam welding of carbon steel, has a chemical composition of weld pure, strong penetrating ability, the strength of welded joint of high, go

3、od quality; required line energy is small, and high welding speed, so the welding heat affected zone of small, small welding deformation; can prevent the molten metal from oxidation etc.The study on carbon steel plate of vacuum electron beam welding process carries on the discussion and the research

4、, the application of carbon steel, carbon steel welding, the welding quality analysis, correct preparation of vacuum electron beam welding, can correct operation of vacuum electron beam welding equipment for welding, through the analysis of the quality of welding joint obtains the related data, the

5、welding test and constantly revised welding parameters, thus improve the quality of welding joint, the carbon steel plate the optimal welding parameters, collation of relevant data the conclusions are given, so that to improve the vacuum electron beam welding of carbon steel plate quality has import

6、ant significance.Key words: Vacuum electron beam welding of carbon Steel welding Welding process目 錄1前言42真空電子束焊接技術(shù)52.1真空電子束焊接技術(shù)的工作原理52.2真空電子束焊接技術(shù)的特點(diǎn)62.3真空電子束焊接工藝6真空電子束焊接工藝簡介6影響焊縫成形的因素62.3.3常見的焊接缺陷產(chǎn)生的原因及其防止措施92.3.4真空電子束焊接工藝參數(shù)的選擇102.4真空電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用前景103碳素鋼材料介紹113.1碳素鋼的焊接性113.2碳素鋼的分類及其焊接11低碳鋼的焊接11中碳鋼的焊接12

7、高碳鋼的焊接134碳素鋼厚板真空電子束焊接144.1編制碳素鋼厚板真空電子束焊接工藝144.2進(jìn)行碳鋼厚板真空電子束焊接操作164.3碳素鋼厚板真空電子束焊接接頭質(zhì)量的研究16低碳鋼厚板真空電子束焊接接頭的質(zhì)量研究16中、高碳素鋼厚板真空電子束焊接接頭的質(zhì)量研究164.4分析影響焊接接頭產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的原因并采取減少焊接接頭質(zhì)量缺陷的措施175結(jié)論176參考文獻(xiàn)187致謝181前言 碳素鋼的焊接性與碳當(dāng)量有關(guān)，碳當(dāng)量越大則焊接性越差。低碳鋼厚板焊接時，它的含量及其它合金元素較少，所以焊接性能良好，焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施，只要正確的選擇焊接工藝，就能獲得良好的焊接接頭。但是在低溫情況下

8、焊接時，由于焊件冷卻時間較快，焊接時會產(chǎn)生冷裂紋等缺陷。中、高碳鋼厚板焊接時，由于它的含碳量較高，焊縫則容易產(chǎn)生氣孔和熱裂紋；近縫區(qū)淬火傾向大，易形成冷裂紋。還有就是厚板焊接時極易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力等缺陷。本文的研究對象是碳素鋼厚板真空電子束焊接。真空電子束焊接是利用定向高速運(yùn)動的電子束流撞擊工件是動能轉(zhuǎn)化為熱能而使工件真空電子束焊接已廣泛用于汽車、航空、航天、核工業(yè)等行業(yè)，現(xiàn)已發(fā)展到石油、化工、機(jī)械儀表儀器、精密加工等行業(yè)。碳素鋼是近代工業(yè)中使用最早、用量最大的基本材料。目前碳素鋼的產(chǎn)量在各國鋼的總產(chǎn)量的比重約為80%，它不僅廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道車輛船舶等各種機(jī)械制造，而且在近代的石油化學(xué)工業(yè)

9、、海洋開發(fā)等方面，也得到大量使用。2真空電子束焊接技術(shù)2.1真空電子束焊接技術(shù)的工作原理真空電子束焊是利用空間定向高速運(yùn)動的電子束撞擊工件表面后，將部分動能轉(zhuǎn)化成熱能，使被焊金屬熔化、冷凝、結(jié)晶而形成焊縫，作為組成物質(zhì)的基本粒子，電子是一個傳導(dǎo)能量的極好的介質(zhì)。當(dāng)電子受到阻擋減速后，電子以熱能的方式精確的在作用點(diǎn)釋放能量。而周圍的材料依然保持原來的冷狀態(tài)。由于具有深度熔化的效應(yīng)，所以能夠加工出非常窄非常深的焊縫。電子束可以很容易的進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，因此能夠?qū)ζ溥M(jìn)行精確的控制。其原理示意見圖1如下：圖1 電子束焊接原理示意圖。2.2真空電子束焊接技術(shù)的特點(diǎn)（1）在真空中進(jìn)行焊接，金屬不會氧化氮化。且無金

10、屬電極沾污，所以能保證焊縫金屬的高純度。表面平滑潔凈，沒有弧坑或其他表面缺陷。焊縫內(nèi)部融合的好，無氣孔夾渣。（2）熱源。2.3.1真空電子束焊接工藝簡介焊接工藝是指焊接過程中的一整套工藝程序及其技術(shù)規(guī)定。其中包括焊接方法、焊前準(zhǔn)備加工、裝配、焊接材料、焊接設(shè)備、焊接順序焊接工藝參數(shù)以及焊后熱處理等一系列技術(shù)規(guī)定。（1）真空電子束厚板的焊接8C型電子束焊機(jī)，推薦最大熔深為20mm，焊縫的深度比可以達(dá)到10:1。電子束的焦點(diǎn)位置對熔深影響很大，在給定的電子束功率下，將電子束焦點(diǎn)調(diào)節(jié)在工件表面以下、熔深的.2.3.2影響焊縫成形的因素.2.3.4真空電子束焊接工藝參數(shù)的選擇電子束焊接過程中選擇焊接參

11、數(shù)是一個相當(dāng)重要的問題。工藝參數(shù)的選擇直接關(guān)系到焊接質(zhì)量的好壞。電子束焊接工藝參數(shù)主要有電子束電流、加速電壓、焊接速度、聚焦電流和工作距離。電子束焊接時線能量的計算公式為：J=60UbIb/v式中：J-線能量（J/cm）；Ub-加速電壓(V)；Ib-電子束電流（A）；v-焊接速度（cm/min）。利用此關(guān)系，對被焊的材料和厚度初步選定焊接工藝參數(shù)，經(jīng)實(shí)驗修正后方可作為實(shí)際使用的焊接工藝參數(shù)。   2.4真空電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用前景（1）在大批生產(chǎn)中將有較大的發(fā)展。例如：在汽車工業(yè)中，采用電子束焊接技術(shù)焊接汽車的齒輪和后橋，可以提高功效、降低成本、減輕零件的質(zhì)量。.

12、3碳素鋼材料介紹3.1碳素鋼的焊接性碳素鋼的焊接性隨含碳量增加而惡化，因而含碳量較高的鋼從焊接溫度快速冷卻下容易被淬硬。被淬硬的焊縫和熱影響區(qū)因其塑性下降，在焊接應(yīng)力容易產(chǎn)生裂紋。碳素鋼被淬硬主要是在馬氏體組織形成而引起，馬氏體的數(shù)量受冷卻速度影響，非?？斓睦鋮s速度可以產(chǎn)生100%的馬氏體，從而可達(dá)到最高硬度。因此，焊接含碳較高的碳素鋼時，就應(yīng)該注意減緩冷卻速度，使馬氏體的數(shù)量減至最少。如高碳鋼，除了防止因這些因為應(yīng)力所引起的裂紋外，還要特別注意防止因淬硬引起的裂紋。3.2碳素鋼的分類及其焊接碳素鋼可分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼三類。3.2.1低碳鋼的焊接低碳鋼又稱軟鋼, 含碳量從0.10%至0

13、.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造, 焊接和切削, 常用於制造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。（1）低碳鋼的焊接性1）可裝配成各種接頭形式，適應(yīng)各種不同位置的焊接，且焊接工藝和技術(shù)較簡單，容易掌握。2）塑性好，焊接接頭產(chǎn)生裂紋的傾向小，適合制造各種大型結(jié)構(gòu)和受壓容器。3）不需要使用特殊的和復(fù)雜的工藝設(shè)備，對焊接電源和焊接材料沒有特殊要求，交直流焊機(jī)、酸堿性焊條和焊劑都可以使用。（2）低碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)為確保低碳鋼的焊接質(zhì)量，在焊接工藝方面須注意：1）焊前清除焊件表面鐵銹、油污、水分等雜志，焊接材料焊前烘干。2）角焊縫、對接多層焊的第一層焊縫以及單道焊縫避免采用窄而深的破口形式，以防止出現(xiàn)裂紋

14、、未焊透或夾渣等焊接缺陷。3）焊接鋼性大的構(gòu)件時，為了防止產(chǎn)生裂紋，宜采用焊前預(yù)熱和焊后消除應(yīng)力的措施。4）在環(huán)境溫度低于-10以下時焊接低碳鋼結(jié)構(gòu)時接頭冷卻快，為了防止產(chǎn)生裂紋，應(yīng)采取以下的減緩冷卻措施：焊前預(yù)熱，焊時保持層間溫度；采用低氫型或超低氫型焊接材料；點(diǎn)固焊時須加大焊接電流，適當(dāng)加大點(diǎn)固焊的焊縫截面和長度，必要時焊前也必須預(yù)熱；整條焊縫。4碳素鋼厚板真空電子束焊接4.1編制碳素鋼厚板真空電子束焊接工藝編制碳素鋼厚板300*100*30mm試板的真空電子束焊接工藝主要包括了：選用的焊接設(shè)備、焊前準(zhǔn)備、接頭設(shè)計、焊接工藝參數(shù)、獲得深熔深的工藝方法、電子束焊接頭組織。（1）焊前準(zhǔn)備。（2

15、）接頭設(shè)計電子束焊接的接頭形式有對接、角接、搭接和卷邊焊。本次采用的接頭形式是對接接頭。對接接頭的準(zhǔn)備最簡單，適于部分或全熔透焊，只需裝配加緊即可。（3）編制焊接工藝參數(shù)。4.2進(jìn)行碳鋼厚板真空電子束焊接操作（1）啟動在真空室內(nèi)的工件安裝就緒后，關(guān)閉真空室門，然后接通冷卻水，閉合總電源開關(guān)。按真空系統(tǒng)的操作程序啟動機(jī)械泵和擴(kuò)散泵，待真空室內(nèi)的真空度達(dá)到預(yù)定值時，便可進(jìn)。4.3.1低碳鋼厚板真空電子束焊接接頭的質(zhì)量研究低碳鋼采用電子束焊接是毫無困難的，而且輸入的線能量較小，加熱和冷卻速度極快，所以焊縫和熱影響區(qū)的晶粒比采用電弧焊等其他焊接方法要小得多。電子束焊接沸騰鋼時會產(chǎn)生較多的氣體，可以調(diào)整

16、焊接規(guī)范使焊縫窄一些，減少焊縫的生成，還可以盡可能降低焊接速度，一邊有較長的時間，讓氣體融化了焊縫金屬中溢出來。半沸騰鋼比沸騰鋼可焊性好些，但也會有一些氣體保留在下來而形成氣孔。全鎮(zhèn)靜鋼是最好焊接的。低碳。5結(jié)論本文就是以碳素鋼厚板真空電子束焊接工藝作為研究對象，根據(jù)焊接工藝來進(jìn)行試板焊接實(shí)驗，實(shí)驗結(jié)果是：低碳鋼厚板焊接的時侯，由于它的含量及其它合金元素較少，所以焊接性能良好，焊接時不需要采取特殊的工藝措施，只要正確的選擇焊接工藝，就獲得了良好的焊接接頭。中、高碳鋼厚板焊接的時侯，可能是它的含碳量較高，焊縫則產(chǎn)生氣孔和熱裂紋；近縫區(qū)淬火傾向較大，則形成了冷裂紋，還有就是厚板焊接時產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力等缺陷。 由此可見，在真空電子束焊接碳素鋼厚板時，碳素鋼。6參考文獻(xiàn)1 李亞江. 特種焊接技術(shù)及應(yīng)用M.北京： 化學(xué)工業(yè)出版社,2004. 2 張連生. 金屬材料焊接M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 3 李榮雪. 金屬材料焊接工藝M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.4 王洪光. 特種焊接技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.5 姜澤東. 先進(jìn)焊接方法技術(shù)M. 常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2009.6 陳芙蓉，霍立興，張玉鳳. 電子束焊接技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展J.