焊接技術及自動化畢業(yè)設計說明書

1、焊接技術及自動化畢業(yè)設計說明書ELDoX系列鋼板是瑞典SSAB鋼鐵公司開發(fā)生產(chǎn)的超高強 度鋼 , 集高強度與可焊性、長壽命于一身 , 在國內得到了較快 的開展應用 . 主要應用范圍：壓力鋼管、采礦設備、礦用自 卸車體和汽車起重機、帆船龍骨、大的拱梁、斗鏟的頂邊的 框架和主要的高韌性部件等領域。產(chǎn)品改造后工作出色，重 量的減輕減少了產(chǎn)品的總重量，從而減少了設備的維修費用 和維修的時間，因此提高了生產(chǎn)率。焊接是影響低合金調質 高強鋼應用至關重要的因素 , 本課題就是針對于高強鋼 ELDoX900鋼進行焊接工藝設計。二. ELDoX900鋼的性能及應用概述ELDoX900鋼的化學成分表 1 材料的化

2、學成分化學成分 cSinPScr0NiocuTiN由于其合金元素總含量低于5% ELDoX為低合金高強鋼。ELDoX900鋼的力學性能ELDoX900鋼的抗拉強度?1015Pa,屈服強度?940Pa,斷 后伸長率?13 %。ELDoX900鋼的焊接性能ELDOX900鋼的合金含量低，碳當量低，從而可用任何普 通的電弧焊方法， 就可將其焊在普通結構鋼板上。 在焊接時， 我們所要求的目標是在焊接接頭處獲得較好的強度和良好 的 韌 性 。 根 據(jù) 國 際 焊 接 學 會 推 薦 的 碳 當 量 公 式 cE=c+n/6+/15+/5 ，我們可以知道，隨著碳當量的增加 , 鋼材 的焊接性回變差，當cE

3、值大于0.4%0.6%時,冷裂紋的敏感 性將增大 , 焊接時需采取預熱施焊后保溫緩冷，并進行消除 應力熱處理?？紤]到產(chǎn)品的結構特點和生產(chǎn)實際情況，我們 采用焊條電弧焊打底，藥芯焊絲 co2 焊蓋面。與焊條電弧焊 相比，藥芯焊絲 co2 焊具有電弧的熱輸入集中、焊接電流密 度大、焊接熱變形小、 生產(chǎn)效率高及焊縫成形好等明顯優(yōu)勢。ELDOX900鋼的用途ELDOX900鋼產(chǎn)品改造后工作出色， 重量的減輕減少了產(chǎn) 品的總重量，從而減少了設備的維修費用和維修的時間。主 要應用于礦山機械、橋梁、鐵路、汽車起重機等重載領域， 如壓力鋼管、采礦設備、礦用自卸車體和汽車起重機、帆船 龍骨、大的拱梁、斗鏟的頂邊

4、的框架和主要的高韌性部件等 領域。三. ELDoX900鋼焊接試驗及試驗方法碳當量法根據(jù)國際焊學會推薦的碳當量公式：cE=c+n/6+/15+/5我們可以了解到 ELDOX900的ce=0.554 %，當碳當量大 于 0.45 時，那么熱影響區(qū)熱影響區(qū)粹硬傾向性大， 焊接時易 產(chǎn)生冷裂紋。因此在焊接之前應采取預熱措施，焊后保溫緩 冷，并進行消除應力熱處理。T 形接頭抗裂性試驗試件及試驗參數(shù)參照 GB/T4675， 1-1984 ?斜 y 坡口焊接裂紋試驗方法? 自行設計了 T 形接頭試件進行裂紋敏感性試驗。 15 厚 ELDoX900 鋼板抗冷裂試驗件組合形狀及尺寸，腹板兩側各 75 長，加工

5、成形 60°破口，中間 100 長加工 60°斜 y 形坡 口。翼板與腹板間隙為2，用方形拘束快固定，焊接方法為AG焊，焊接工藝見表2,保護氣體為80%Ar+20co2，試驗環(huán) 境溫度25 C，相對濕度為65%。表 2 焊縫焊接工藝參數(shù)焊接電流I/A 電弧電壓U/V 焊絲伸出長度L/ 焊接速度v/028205試驗結果試件經(jīng)過 48 小時后進行裂紋的檢驗和解剖，采用著色探傷法進行外表裂紋檢查。試驗焊縫橫面經(jīng)研磨、化學試劑 侵蝕、沖洗枯燥后置于體式金相顯微鏡下放大 10 倍進行金 相價差，在室溫 25C裂紋率為10%及13%，在余下三種試 驗溫度下，試件的外表裂紋率均為 0，金

6、相檢查結果說明， 室溫條件下試驗焊縫底部有疑似裂紋存在，未見進步一擴展 傾向，預熱50C、75C及100C,試件沒有冷裂紋產(chǎn)生。四. ELDOX900鋼焊接工藝 在產(chǎn)品的實際焊接過程中，由于產(chǎn)品的結構復雜，焊接 方法多種多樣。 焊接接頭存在較大的拘束度， 局部應力集中， 因此在焊接操作時必須制定嚴格的工藝規(guī)程。以焊接板厚5-7，不開坡口的 ELDOX900鋼，其工藝如下。焊接方法ELDOX900鋼碳含量為0.17%,屬于低碳調質鋼，AG焊是 最適宜的焊接方法，并且 Ar 與 co2 的聯(lián)合保護可防止合 金元素燒損，有利于得到性能良好的焊接接頭。焊接材料超高強度鋼由于強度提高，鋼材塑性、韌性相應

7、下降。如果仍采用等強原那么，選用高組配的焊接接頭，焊縫的韌性 不容易保證，將可能導致由于焊縫金屬韌性缺乏引起低應力 脆性破壞。因此高強鋼焊接應采用等韌性原那么，選擇焊縫韌 性不低于基體金屬的低組配焊接接頭比擬合理。采用低強的 焊縫金屬并不總是意味著焊接接頭的強度一定低于母材。根 據(jù)多年來的焊接接頭力學性能試驗經(jīng)驗，只要焊縫金屬的強 度不低于母材的 87%，仍可保證接頭與母材等強。ELDOX900鋼選用1.2的ER120S-G焊絲進行焊接。 焊前準備所有焊縫焊前必須保證焊道枯燥、清潔，除掉其中外表的油、水、銹和防銹漆。坡口及坡口周圍1020范圍內必須清理干凈，不得有影響焊接質量的鐵銹 . 油污

8、. 水和涂料等 異物。對于重要焊縫，在焊縫兩端應設置尺寸適宜的引弧板 和引出板。在不能使用引弧板和引出板時，應注意防止在引 弧處和收弧處產(chǎn)生焊接缺陷；焊絲在使用前進行檢查，其外 表應無銹垢，油污，水分；保護氣體應保持枯燥。焊接工藝參數(shù)表三焊接工藝參數(shù) 板厚焊接層數(shù)電流電壓焊接速度保護氣流-73 打底焊 110-16018-2420-3512-20蓋面焊 200-24022-2835-4515-25清根層 200-24022-2835-4515-25焊前預熱及焊后熱處理對于ELDoX900但板厚小于20時，不要求預熱，板厚 在20-30時，預熱溫度為100 C -125 C板厚在30以上，預熱

9、溫度為125-150 C .所以5-7板焊接不需預熱進行焊后熱處理是為了減少焊接剩余應力，高強鋼經(jīng)常 在焊態(tài)下使用 , 焊后一般不進行焊后熱處理，熱處理會使接 頭的某些力學性能下降，如：沖擊韌度等。只有在設計規(guī)那么 有特殊說明時，方應進行焊后熱處理。但應注意其焊后熱處 理溫度不能超過其調質回火溫度。焊縫檢驗如為關鍵焊縫，板厚小于 6，宜用射線照相方法進行探 傷，當被測焊件的板厚大于 6，可用超聲波探傷方法檢驗， 但對于在 6-8 之間的焊件，用由從業(yè)時間超過 3 年的檢驗人 員完成檢驗。焊接缺陷及控制措施由于ELDoX900鋼碳含量較低、n含量較高，而且對 S、P 含量的控制也較嚴格，因此熱裂

10、紋傾向較小，焊后容易產(chǎn) 生冷裂紋。防止裂紋出現(xiàn)的方法有：焊前預熱母體材料；確保焊接 面的清潔與枯燥；選擇含氫小的焊料；通過良好的焊接順序 與工作的合理匹配減少收縮內應力。焊接工藝焊接工藝卡單位：湖南機電職業(yè)技術學院工程名稱：工藝卡編號： 01部位名稱：I 形坡口平焊接頭焊接設備型號： yG-400TX 執(zhí)行標準： 焊接方法：AG生產(chǎn)方式單件生產(chǎn)材料：ELDOX900鋼厚度級別： 5接頭型式：平焊接頭接頭型式簡圖：平焊接頭 焊接位置：水平固定焊接順序： 1-2-3 預熱及中間熱處理：無焊后熱處理：無 焊接材料及要求：規(guī)格：焊前準備： 所有焊縫焊前必須保證焊道枯燥、清潔，除掉其中外表的油、水、銹和

11、防銹漆。坡口及坡口周圍1020范圍內必須清理干凈，不得有影響焊接質量的鐵銹 .油污. 水和涂料等 異物。對于重要焊縫，在焊縫兩端應設置尺寸適宜的引弧板 和引出板。在不能使用引弧板和引出板時，應注意防止在引 弧處和收弧處產(chǎn)生焊接缺陷；焊絲在使用前進行檢查，其外 表應無銹垢，油污，水分；保護氣體應保持枯燥。技術要求： 坡口采用機械加工，坡口保持平整不得有裂紋、分層、 夾渣物等缺陷，坡口邊緣 20 處應呈金屬光澤，不得有油脂、 油漆、涂層等污物；考前須知：焊前清理是否符合要求； 2、焊接電極選用是否取用正 確，夾頭是否過熱；焊接層數(shù)焊接方法填充金屬電流電壓焊接速度 型號直徑極性大小焊縫檢查：焊后按標準對焊縫進行外觀檢查，不得有裂紋、咬邊、 氣孔、未焊透等缺陷，對有缺陷的焊縫及時返修。編制審批日期 XX-11-25在 ELDoX900 的鋼焊接過程中，要嚴格按焊接工藝要點 和焊接工藝參數(shù)進行