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机座
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机座装配---焊接工艺守则编制,机座,装配,焊接,工艺,守则,编制
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1 毕业设计题目 ： 机座装配 专 业 ： 焊接技术及自动化 姓 名 ： 郭 明 学 号 ： 73310148 指 导 教 师 ： 时 间 ： 28 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 2 - 焊接技术及自动化专业毕业设计（论文）任务书 班级：焊接 3141 班 姓名： 学号： 733141 一 机座装配 二 件 ： 批量； 附图。 接咬边深度 个焊缝咬边总长度 5%焊缝长度 寸 350 1120 端面对 A 面垂直度误差 1孔间距误差 接表面不允许有裂纹、未熔合、焊瘤、气孔、未焊透、烧穿等缺陷 脚尺寸为 K+3/缝表面凹凸在任意 25度内 1 定焊接方法、焊接设备及焊接工艺参数； 料成 型及整体结构焊接性分析 ； 机座装配 焊接工艺守则。 四 （电子文档一份，打印稿一份） (按统一格式撰写 15000 字及以上 )； (图 ,纸质稿打印可缩放到 上装订 ) 焊接工艺守则。 五 2016 年 11 月 7 日 12 月 23 日 (共 7 周 ) 计准备（ 5 天）； 座 材料的焊接性分析，确定焊接方法、焊接设备及焊接工艺参数（ 5 天）； 座下料成型分析及整体结构焊接性分析； （ 5 天） 座生产 工艺流程分析及设计； 确定各工序主要设备及工具 ；（ 5 天） 制装配焊接夹具结构图；（ 5 天） 写设计计算说明书及工艺守则（ 5 天）。 计答辩（ 5 天）。 六 学成 联系电话： 13096980335 箱： 630453517西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 3 - 目 录 前言 一 机座装配 的母材选用及加工 机座装配 的装配工艺 机座装配 的焊接工艺 焊接检验 安全要求 焊接工艺规程 业设计总结 考文献 西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 4 - 前 言 毕业设计是焊接技术及自动化专业学生在学完基础理论课，技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要实践性教学环节，其目的 （ 1） 综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识 ,进行一次焊接的实际训练 ,从而培养和提高学生独立工作的能力 （ 2） 巩固和扩充在学校所学的课程内容 ,掌握焊接的方法与步骤 （ 3） 掌握 焊接的基本技能 ,如计算 ,绘图 ,查阅设计资料和手册 ,熟悉标准和规范等 在近代的金属加工中，焊接比铸造、锻压工艺发展较晚，但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的 45%，铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。传统焊接方法发展应用的比较成熟，但是随着社会的发展，对金属材料的使用需求量增加，需要对更多的金属进行处理，传统的焊接方法已不能满足各种复杂焊接接头的性能要求，所以许多新型的焊接方法被创造出来，并且在原来传统的焊接方法的基础上人们正努力的提高各种焊接方法的接头性能，向实现焊接自动化的方向迈进。为我国的制造 业的快速发展提供强有力的技术保障，通过焊接技术的更新推动、加快我国装备制造业的技术升焊接技术作为材料加工技术中的一种重要的加工手段，在基础制造业发挥着不可替代的作用。 随着科学技术的发展，新型焊接方法产生推动了新材料的广泛应用；焊接方法向焊接自动化方向快速发展。我国的装备制造业正在重要的发展阶段，通过夯实基础的材料加工技术可以为装备制造业的快速发展打下坚实的基础。由于焊接方法这种加工手段综合了多个学科的多中新技术、新方法，尤其是计算机技术和控制系统的引用，对于制造业的技术升级具有无可比拟的推动作用，所以借助 于焊接技术的自动化进程，材料加工技术的进步，焊接技术的自动化进程对制造业具有重要的意义，可很快的推动我国装备制造业的崛起。 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 5 - 一 机座装配 的母材选用及加工 （一）母材的选用 机座是指设备的底架或部件，以便设备的使用或安装附件。机座材料应根据其结构、工艺、成本、生产批量和生产周期等要求正确选择，常用的有：铸铁 ,铸铁容易铸成形状复杂的零件；价格较便宜；铸铁的内摩擦大，有良好的抗振性。其缺点是生产周期长，单件生产成本较高；铸件易产生废品，质量不易控制；铸件的加工余量大，机械加工费用大。 常用的灰口铸铁有 两种： 用于外形较简单，单位压力较大（ p5 公斤 /厘米 2）的导轨，或弯曲应力较大的（ 300 公斤 /厘米 2）床身等； 流动性较好，但机械性能稍差，适用于形状复杂而载荷不大的机座。若灰口铸铁不能满足耐磨性要求，应采用耐磨铸铁。 钢 材， 用钢材焊接成机架。钢的弹性模量比铸铁大，焊接机架的壁厚较薄，其重量比同样刚度的机座约轻 20%50%；在单件小批量生产情况下，生产周期较短，所需设备简单；焊接机架的缺点是钢的抗振性能较差，在结构上需采取防振措施；钳工工作量较大；成批生产时成本较高。 ,采用焊接是 机座可以节约金属材料，减少加工费用， 焊接结构能保证获得更大的刚度 ,而且结构紧凑、成本低、强度高、生产环节减少 ,生产效率高 ,废品率低 ,且外形美观！ 根据机座装配的结构强度要求及经济因素选择母材为 ，作为容器的钢管材料选择 20 钢。 由 Q+数字 +质量等级符号 +脱氧方法符号组成。它的钢号冠以 “Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是 如 示屈服点（ s）为 345 合金 结构钢。 必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为 A、B、 C、 D、 E。脱氧方法符号： F 表示沸腾钢； b 表示半镇静钢： Z 表示镇静钢； 示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即 Z 和 可不标。例如 示 A 级沸腾钢。 性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和热加工性。般在热轧状态下使用，用其轧制的型钢、钢筋、钢板、钢管可用于制造各种焊接结构件、 桥梁 及一些普 通的机器零件，如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等。 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 6 - 表（一）母材的化学成分 化学成分（ %） 牌号 C i S P （二）母材的力学性能 力学性能 牌号 b/ s/ s（ %） 75460 235 26 、 20钢是优质碳素钢 强度比 15号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形 要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。 该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、渗碳淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为 355500长率 24%。 表（ 三 ）母材的化学成分 化学成分（ %） 牌号 C i S P 20 （ 四 ）母材的力学性能 力学性能 牌号 b/ s/ s（ %） 20 410 245 25 （二） 钢材的矫正原理及方法： 钢材由于生产、贮运等原因，以及经过冲、剪分离等初加工制成零件毛坯料后，可能会出现各种各样的变形。在转下道工序前，工艺要求需对其进行矫正，这个工序称为钢材变形的矫正。 矫正钢材变形的方法很多，在常温下进行的称为冷作矫正，冷作矫正包括机械矫正和手工矫正。如果将钢材加热到一定温度，然后对其进行矫正，则称为加热矫正。根据加热状况，又分为全加热矫正和局部加热矫正两种。 一、 矫正常用工具和设备的使用 手 工矫正常用的工具是各类锤，配以平台、垫铁等，可对尺寸不大，变形不太严重 的钢材进行矫正。 （ 1）锤子的锤头形状有圆头、直头和横头等多种，其中圆头锤子最常见。 锤子的规格按锤头的重量来划分，有 1柄选用坚固的白蜡木制成，长度约 300350入锤头后，用铁楔涨紧。在使用锤子前，应先检查锤头安装的是否牢固，以防锤头脱出伤人。 大锤的锤头有平头、直头和横头三种，平头大锤在矫正工序中用得最多 。 大锤的规陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 7 - 格也是按锤头的重量来划分的，有 4558多种，木柄长约 10001300岁 操作 者的身高和工作情况而选定。每次使用前，都要检查锤头安装的是否牢固，稍有松动，应打紧有倒齿的铁楔，否则，不得使用。大锤属于重体力劳动作业，并具有一定的危险性。因此，一定要注意安全操作。 二、型钢变形的机械矫正 1. 用 压力机 矫正型钢的弯曲变形 ： a) 首先找出型钢的弯曲部位，将其凸起侧超上，置于压力机平台上 b) 在型钢下部凸起部位的两侧垫上垫块，需要时，垫块要与型钢外表面吻合 c) 操纵压力机控制开关，使压力机滑块缓缓下降，对型钢凸起处施加压力。 大型钢被压直时，升起压力机滑块，观察型钢的回弹情况，然后在操纵压力机下压，使被矫钢材产生少许向下凹弯，以抵消回弹，直至将型钢娇直。 方法： 机座装配 的矫正方法为机械矫正 矫正过程：钢板矫 正机如图所示，下派轴辊是主动轴辊，由电动机带动旋转。上排轴辊是从动轴辊。能作上下调节以适应矫正不同厚度的钢板，减速器 箱体 矫正时，先将 箱体压在下排轴辊上，调节上排轴辊至合适高度，然后启动电动机带动旋转。 机座装配 的矫正采用机械矫正例图 （三）划线 划线是机械加工中的一道重要工序，广泛用于单件或小批量生产。在铸造企业，对新模具首件进行划线检测，可以及时发现铸件尺寸形状上存在的问题，采取措施避免产生批量不合格造成的损失。根据图样和技术要求，在毛坯或半成品上用 划线工具 画出加工界线，或划出作为基准的点、线的操作过程称为划线。划线分为平面划线和立体划线两种。只需要在工件一个表面上划线即能明确表明加工界限的，称之为平面划线；需要在工件几个互成不同角度（一般是互相垂直）的表面上划线，才能明确表明加工界限的，称为立体划线。对划线的基本要求是线条清晰匀称，定型、 定位尺寸 准确。由于划线的线条有一定宽度，一般要求精度达到 当注意，工件的 加工精度 不能完全由划线确定，而应该在加工过程中通过测量来保证。 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 8 - 按照 用途分类： 基准工具，包括划线平板、方箱、 V 形铁、三角铁、弯板（直角板）以及各种分度头等。量具，包括钢板尺、量高尺、游标卡尺、万能角度尺、直角尺以及测量长尺寸的钢卷尺等。绘划工具，包括划针、划线盘、高度游标尺、划规、划卡、平尺、曲线板以及手锤、样冲等。辅助工具，包括垫铁、千斤顶、 C 形夹头和夹钳以及找中心划圆时打入工件孔中的木条、铅条等。 （四） 下料 钢材进厂前可能会因运输等原因造成缘损伤，应切去边缘 30板和立板留 3加工余量，用来切割和边缘的加工，长度方向留下焊接的收缩量还有加工误差，长度 10此可以知道立板和底板是一个材料，在购买的时候，买一整块毛坯料即可，壁板长度180板长度 180个材料 2 块，共四块则在购买原材料的时候可以选择 :420度为 10 腹板与翼板的预留加工余量（切割和边缘加工分别留 3长度方向上预留焊接收缩量以及肋板收缩量（ 0腹板、翼板总长度 25000,。焊接工艺制定要避免最大应力处存在焊缝，腹板和翼板的焊缝不能在同一垂直平面内。母材为 料时的钢板尺寸如下表 3 图 3寸图 钢管选择的是 20 钢，因为这种材料的无缝钢管比较常见，价格也比较便宜。直接 120 院焊接 3141 班 - 9 - 的无缝钢管，长度设计为 420次设计的所有尺寸设计完毕。 零件图纸有表面粗糙度要求。在焊接之前需要进行加工，零件表面粗糙度 5 m，和 m，方钢的表面粗糙度保证可以通过数控铣床进行粗铣加工，无缝圆钢可以采用数控车床对表面进行粗车加工。外圆有 果毛坯达不到要求，可以选择数控车床粗车加工。 下料的方法有很多，常用的有样板下料和草图下料。当图形比较复杂、曲线较多时 ，通常利用样板号料以提高质量和效率。而形状比较规则的矩形板、肋板等，则按草图下料或按下料卡片直接在钢材上号料。 气割是利用气体火焰的热能将工件切割处金属预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使预热处金属燃烧并放出热量实现切割的方法。钢材的切割是利用气体火焰（称预热火焰）将钢材表面加热到能够在氧气流中燃烧的温度（即燃点），然后送进高纯度、高流速的切割氧，使钢中的铁在氧氛围中燃烧生成氧化铁熔渣，同时放出大量的热。借助这些燃烧热和熔渣不断加热钢材的下层和切口前缘，使之也达到燃点，直到工件的底部。与此同时，切割氧流把 氧化铁熔渣吹掉，从而形成切口将钢材切割开。 气割的必要条件： 燃点要低于熔点。 金属氧化物的熔点要低于金属熔点。 燃烧反是放热反应。 导热性能不应太高。 阻碍切割过程的杂质要少。 样板按其用途可分为划线样板和检测样板两种。划线样板按其用途可分为展开样板、划孔样板和切口样板。 1) 节约原材料 2) 提高生产率 （五） 成形方法 （ 1）锻件：锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批生产以及大型零件毛 坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，试用于中小型零件毛坯的陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 10 - 大量生产。锻造的材料有低碳钢、中碳钢材料最适合锻造。 其中自由锻造是利用冲击力和压力使金属在各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻；模锻件就是有模具的锻造件，利用模具锻出精度要求比较高，比较复杂的锻件。 （ 2）铸件：铸件适用于形状复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属性铸造、压力铸造等。较常用的是砂型铸造，当毛坯精度要求低、生产批量较小时，采用木模手工造型法；当 毛坯精度要求高、生产批量很大时，采用金属型机器造型法。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝等有色金属。 （ 2）零件材料的工艺性 :材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢 制零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢制零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。 （ 3）零件的结构形状和尺寸：形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造， （ 4）薄壁零件不宜用砂型铸造。 现有的生产条件：选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平、设计条件以及外协的可能性和经济性等。 （ 5）铸造工艺设计的意义在于；有利于采用先进 的工艺获得高质量，低成本的铸件。根据工艺进行工序检查，产生铸造缺陷时便于寻找原因，采取纠正措施 准备砂箱、芯骨、必要的工艺装备和工具，有利于保证正常的生产秩序，方便生产计划调度，可以不断的积累和总结经验，提高铸造生产技术水平。 对于 材料的 成形方法我 可以可以采用购买型材的加工方法。 （七） 示 钢筋 屈服为 235N/A 表示耐气候的温度。 低碳钢中含碳量较低，含锰、硅又少，所以通常情况下不会因焊接而一起严重硬化组织和淬火组织，这种钢材的塑性和冲击韧度优良，焊成的接头塑性和冲击韧度也很好，焊接时一般不需要预热、控制层间温度和后热，焊后也不采用热处理来改善组织，可以说整个焊接过程中不需要特殊的工艺措施，其焊接性优良，可以采用各种焊接方法焊接。但根据双工位封头抛磨机除尘罩子图纸上的技术要求说明，除尘罩子在焊接前可以不需要热处理，在焊接后应该进行退火处 理，退火处理其主要用于去掉焊接结构的焊接残余应力。 20号钢 热处理温度： 1）正火规范 温度 920950，出炉空冷。硬度 131156 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 11 - 2）冷压毛坯软化处理规范 温度 700720，保温时间 815h，再以 50100 /h 的冷速，随炉降至温度 550600，出炉空冷。 处理前硬度 143化后硬度 131 3）淬火规范 温度 910 10， 10% 4）实测屈服强度 45 性模量 E=206松比 = 5）抗剪强度 275392拉强度为 253500服强度为 275伸率为 25%。 6） 退火温度 只要 600温时间在 1 二 机座装配 的装配工艺 （一 ） 坡口形式 坡口指的是为了保证焊接质量 ,在焊接前对工件需要焊接处进行的加工，可以气割，也可以切削而成，一般为斜面，有时也为曲面。 开坡口可保证电弧能深入焊缝根部，保证焊缝焊透， 便于消除夹杂，获得较好的焊缝成行，而且能调节母材和填充金属的融合比例。 在焊接时改变坡口的大小可以改变焊缝金属的化学成分，因此，对焊接质量有很大的影响。在保证焊接质量的前提下坡口角度开的小点为好，这样，可以减少工作量。坡口 根据需要，有 型坡口， 型坡口，型坡口等坡口形式，但大多要求保留一定的钝边。 将两块钢板对在一起焊接，称为对接；一块钢板卷成圆筒后对在一起焊接，也属对接。对接接头容易焊透，受力情况好，应力分布均匀，联接强度高，因而焊接接头质量容易保证。 为了保证焊接质量，必须在焊接接 头处开适当的坡口。坡口的主要作用是保证焊透，此外，坡口的存在还可形成足够容积的金属液熔池，以便焊渣浮起，不致造成夹渣。坡口的几何尺寸必须设计好，以便减少金属填充量、减少焊接工作量和减少变形。 根据设计的需要，在焊件的待焊部位加工一定的几何形状的沟槽，即是坡口。手弧焊的坡口形式，应根据结构的形式、工件厚度、技术条件的要求而选择。选择坡口的形式时，在保证工件焊透的前提下，需考虑焊缝的融合比，坡口的形式是否容易加工，以及焊接生产率高低和和焊件变形大小等 。 焊件一段的端面与另一个焊件的表面构成直角或者是近似直角的 接头，称为 种接头形式的 坡口，当零件厚度小于 3开 坡口，本次设计的板材厚度为 8们选择 坡口形式单边 口，立板和无缝钢管的链接选择 (二 ) 坡口的加工方法 （ 1）刨削。 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 12 - 有角度要求的坡口，可用刨床或刨边机对钢板边缘做刨削。 （ 2）车削。 圆形工件或管子开坡口，可用车床或管子坡口机、电动车管机等将边缘车削 ， 对 I 形接头较薄的钢板，用剪切机剪切。 （ 4）气割。 它是应用较多的坡口加工方法，可以得到直线形与曲线形任何角度的各种类型的坡口。但是，手工气割 焊件的尺寸和形状精度较差，表面粗糙，需尽可能用半自动或自动化的切割方法。 焊前的清理 ： 焊前，对熔化极惰性气体保护焊应严格清楚金属表面的氧化膜、油脂和水分等赃物，所有方法因材质不同而不同。 机械清理 ： 对不锈钢一般用纱布打磨清理，然后用丙酮或汽油去除油污。 三 机座装配 的焊接工艺 （一） 母材 的焊接性 0#相比， 材料化学 及力学性能相近， 20#属 优质碳素结构钢 。从焊接工艺性能及材料使用性能方面来说，其之间可以相互替代，如 们和 20G， 20q， 20R， A/B/C）等都属于 卷里，其也都属于 组材料，评定皆可相互替代。价格方面， 0#而言稍微便宜。 关于其焊接性能，其实相当，但若要加以区分，可概括如下： 1、 度适中，有良好的承载性，较好的塑性和韧性，可焊性和加工性也好，是最常用钢。做钢筋，钢板等 2、 20#无 回火脆性 。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。 以目前的 焊接水平，这两种材料的焊接可以说是最简单不过的了，除了厚度较大时涉及到包括预热在内的热处理问题，需要进行按化学成分及厚度等计算其预热温度及热处理保温时间等，但实际上该类材料的热处理也很成熟了，理论和经验已经融合，譬如参考下所有普通结构钢、合金钢等的焊接及热处理皆可迎刃而解。 总之，通常情况下， 20#与 是 20#价格上会贵些，成本考虑应该选择陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 13 - 果对于部件要求性能较高较严格，如后期需要渗碳等热处理的选择 20#，因为其对于化学成分等方面更有保证，在热处 理性能更容易保证，一般不会像 前工程中要求稍高时通常选择 似的即 16所以本次设计仅仅对 行分析。 （二） 焊接方法及设备的选择 用于低碳钢的焊接方法很多，如氧乙炔焊、手工电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、等离子弧焊、电阻焊、摩擦焊、热剂焊、钎焊等，几乎涉及所有的焊接方法。近年来，开发各种高效率、高质量的焊接工艺和方法，如单面焊双面成行，高效率铁粉焊条和重力焊 条电弧焊、氩弧焊封底 用烧结焊剂和快速焊剂的埋弧焊、窄间隙埋弧焊、药芯焊丝气体保护电弧焊、旋转电弧加热焊等。这些高效率、高质量的焊接方法在低碳钢结构中获的了日益广泛的应用，下面主要从经济效益、效率、设备复杂程度、操作方便和小批量生产等方面来选择焊接方法：手工电弧焊 手工电弧焊的 焊接参数 包括 焊条种类和牌号 、 焊条直径 、 焊接电流 、电弧电压、焊接速度、焊条电弧焊的优点 （ 1）工艺灵活、适应性强 对于不同的焊接位置、接头形式，只要焊条所能达到的任何位置，均能进行方便的焊接。 （ 2）应用范围广 焊条电弧焊的焊条能够与大多数金属性能相匹配，因而接头的性能可以达到被焊金属的性能。 （ 3）易于分散焊接应力和控制焊接变形 由于焊接是局部的不均匀加热，所以在焊接过程都存在着焊接应力和变形。采用焊条电弧焊，可以通过改变焊接工艺，如采用跳焊、分段退焊、对称焊等方法来减少变形和改善焊接应力的分布。 （ 4）设备简单成本低 焊条电弧焊所用的设备结构都比较简单，维护保养也方便，设备轻便而且易于移动，且焊接中不需要辅助气体保护，并具有较强的抗风能力。投资少，成本相对较低 。 （ 1）焊条种类和牌号的选择 焊条的选择 因考虑焊缝金属力学性能和化学成分，焊接构件使用性能和工作条件，焊接结构特点及受力条件以及施工条件和经济效 益。 低碳钢 一种普通结构钢，它要求焊缝金属和母材等强度，而从使用性能和工陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 14 - 作条件考虑，支架要承受动载荷和冲击载荷，除强度要满足外，还要保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性，所以要选抗裂性好、工艺性好的酸性焊条。焊条牌号等如表 3号 国标 药皮类型 焊接电流 主要用途 4303 钛钙型 交直流 焊接重要的低碳钢结构和同强度等级的低合金钢 （ 2）焊条直径的选择 根据焊 件厚度选择焊条直径 ， 焊条直径焊件厚度的关系 如表 3 焊件厚度 / 3 413 焊条直径 / 板厚相同的条件下，平焊位置的焊接所选用的焊条直径比其他位置大一些，立焊，横焊和仰焊应选用较细的焊条，一般不超过 一层焊道应选用小直径焊条焊接，以后各层可以根据焊件的厚度选用较大的焊条。 接接头都选用较大直径的焊条。 (3)焊接电流的选择 种直径的焊条都有合适的 电 流范围。 表 3是各种直径焊条合适的焊接电流参考值 焊条直径/ 5 6 焊接电流/A 250000600060焊可选择较大的电流焊接，横焊、立焊、仰焊，其焊接电流较平焊位置小 10% (4)电弧电压的选择 选择电弧电压，主要由电弧长度决定。电弧的长度一般等于焊条直径的 1/2倍至 1倍，相 应的电弧电压则为 16性焊条弧长等于焊条直径，碱性焊 条弧长则为焊条直径的 1/2。 (5)焊接速度的选择 焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不烧穿，同时还要使焊缝宽度和高度符合图样设计要求 。 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 15 - 机座装配 焊接工艺卡片 产品型号 零件名称 零件图号 零件名称 共 1 页 第 1 页 主要组成件 序号 图号 名称 材料 件数 1 1 钢管 20 1 2 2 立板 3 3 底板 工序号 工序 名称 工序内容 设备 工艺 装备 焊接电流 电弧 电压 气体流量 焊条 焊接速度 工时 型号 直径 00 焊前清理 清理待焊处工件表面的铁锈、油、水等 钢丝刷 10 焊前预热 将焊件待焊处预热至 250左右 20 定位焊 首先将底板和立板垂直放置，进行定位焊。 作平台 装配工具 焊钳 面罩 铁锤 9064303 5m/h 30 焊接 单侧角焊缝焊接 作平台 装配工具 焊钳 面罩 铁锤固定夹具 10064303 5m/h 40 定位焊 将立板和无缝钢管。进行定位焊接，保证与地面垂直度 作平台 装配工具 焊钳 面罩 铁锤 9064303 5m/h 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 16 - （三） 焊前的准备 1、技术准备 焊工 在施焊前需要进行的技术准备工作为：熟悉产品图纸，了解产品结构；熟悉产品焊接工艺，了解产品焊接接头要求的焊工持证项目，掌握产品焊接接头的焊接参数。 2、器材准备 焊工在施焊前需要进行的器材准备工作为：焊接设备及工装的检验调试；焊接参数调整，按焊接工艺的规定领取焊接材料。 3、工件准备 （ 1）坡口清理 施焊前焊工应检查坡口表面，不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷，应清除焊接接头的内外坡口表面及坡口两侧母材表面至少 20污、熔渣及其它有害物质。 （ 2）焊接接头组对 使用卡具定位或直接在坡口内点焊的方 法进行焊接接头的组对，组对时应保证在焊接过程中焊点不得开裂，并不影响底层焊缝的施焊；控制对口错边量、组对间隙及棱角度等参数不超过按相应的产品制造、验收标准的规定。 （四）焊接工艺过程 表 3序号 工序名称 工序内容 工艺装备及设备 辅助材料 工时定额 0 检验 材料应符合国家标准要求的质量证书 1 划线 号料、划线，按图纸尺寸要求的尺寸在原材料上划线 2 切割下料 按划线尺寸切割下出所 摇臂式仿形气割机 50 焊接 双面焊缝焊接 作平台 装配工具 焊钳 面罩 铁锤固定夹具 10064303 5m/h 60 焊后处理 清除焊缝边缘的焊渣等 70 检验 检验焊缝是否符合技术要求 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 17 - 有配件的坯料 3 车端面 保证表面粗糙度 4 铣表 面 保证表面粗糙度 5 刨边 按图要求刨坡口、加工边缘 刨边机 6 装配定位 按零件图样进行装配并施定位焊，定位焊长度为 5间距为30机 焊丝、焊条、保护气体 7 预热 一般情况下不预热，若在寒冷条件下，预热至250 8 焊接 将已装配的焊件施连续焊 焊机 焊丝、焊条、保护气体 9 检验 焊瘤、咬边 便携式压力喷灌 10 焊后处理 清除焊件上的所有焊渣 角向打磨机 11 涂漆 将规定的油漆涂于产品上 112 包装 图 4接圆钢示意图 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 18 - （五 ） 焊接接头的常见缺陷与危害和补救措施 焊接过程的特点主要是温度高、温差大，偏析现象很突出，因此，在焊接过程中往往会产生不同类型的焊接缺陷而遗留在焊缝中。如裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤、弧坑以及夹钨等。从而降低了焊缝的强度性能，给生产带来很大的不利。因此，本人针对焊缝中常见缺陷的形成及其危害性进行分析，并提出防范措施 1 气孔 产生气孔的原因很多，如母材周围的铁锈和油污未清理干净；焊接时焊缝大，熔池深，气体从熔池中溢出困难；碱性 焊条比酸性焊条对铁锈和水分的敏感大得多，即在同样的条件下，碱性焊条十分容易产生气孔；当采用未经很好烘干的焊条进行焊接时，使用交流电源，焊缝最易出现气孔，采用碱性焊条时，一定要用直流反接，如果使用直流正接，则生成气孔的倾向显著增大；焊接速度增加，焊接电流增大，电弧电压升高都会使气孔倾向显著增大。 气孔属于体积性缺陷，它主要是削弱焊缝的有效截面积，降低焊缝的机械性能和强度，尤其是焊缝的弯曲强度和冲击韧性。同时也破坏了焊缝金属的致密性。应力宜集中，也易诱发裂纹等更严重的缺陷；防止措施是焊接前应按规定烘干焊条，仔细 清除坡口及母材表面的上的铁锈和油污等杂质；采用合适的焊接工艺参数，使用碱性焊条时，一定要用短弧焊；注意大气的变化，刮风、下雨要有遮挡措施 2 未焊透 主要是焊缝坡口钝边过大，坡口角度太小，焊根未清理干净，间隙太小，焊条或焊丝角度不正确，电流过小，速度过快，弧长过大；焊接时有磁偏吹现象；或电流过大，焊件金属尚未充分加热时，焊条已急剧融化；层间或母材边缘的铁锈、氧化皮及油污等未清理干净，焊接位置不佳，焊接可达性不好等；未焊透属于一种面状缺陷，通常都是为裂纹类缺陷，未焊透的存在会导致焊缝的有效截面减少，从而降低焊 缝的强度。在应力主要作用下很容易扩展形成裂纹导致构件破坏。若是连续性未焊透，更是一种及其危险的缺陷。所以焊缝中的未焊透是一种不允许存在的缺陷。防止措施是正确选用和加工坡口尺寸，保证必须的装配间隙，正确选用焊接电流和焊接速度，认真操作，防止焊偏等。 3 焊缝表面尺寸不符合要求 主要是焊件坡口角度不对，装配间隙不均匀，焊接速度不当或运条手法不正确，焊条和角度选择不当或改变，加上埋弧焊焊接工艺选择不正确等都会造成改种缺陷。由于焊缝表面高低不平、焊缝宽窄不齐、尺寸过大或过小、角焊缝单边以及焊角尺寸不符合要求，容易使焊 缝产生应力集中，造成裂纹及应力腐蚀断裂。防止措施是选择适当的坡口角度和装配间隙；陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 19 - 正确选择焊接工艺参数，特别是焊接电流值，采用恰当运条手法和角度，以保证焊缝成型均匀一致 。 4 咬边 主要是由于焊接工艺参数选择不当，焊接电流过大，电弧过长，运条速度和焊条角度不正确等；咬边最大的危害是损伤了母材，使母材有效面积减少，也会引起应力集中； 流不宜过大，且控制弧长，尽量采用短弧焊接，掌握正确的运条方法和运条角度。 5 未熔合 主要是焊接电流过小，焊接速度太快，使母材坡口或先焊的 金属未能完全熔化；层间清渣不干净；焊条偏心，焊条摆动幅度太窄等；未熔合缺陷大都是以面状存在于焊缝中，通常也被视为裂纹类型的缺陷。其实质就是一种虚焊现象，从而导致焊缝的有效截面积减少，在交变应力高度集中的情况下致使焊缝的强度降低，塑性下降，最终造成焊缝开裂。在焊缝中是不允许存在未熔合缺陷的；防止措施是焊前对坡口周围进行认真清理，去除油污和铁锈；加强层间清渣；焊接电流过小，焊接速度太快；防止焊条偏心，注意焊条摆动等 。 6 夹渣 夹渣一般是由于焊接电流太小，以至于液态金属和熔渣分不清楚；焊接速度太快使熔渣来不 及浮起；焊件的坡口设计不合理，坡口的角度太小。多层焊接时清渣不彻底；焊件坡口处杂质及油污和有机物质清理不彻底，焊缝成形系数过小以及手弧焊时焊条角度不正确等；其危害是影响了焊缝金属的致密性及连贯性，易引起应力集中。夹渣缺陷有尖锐的边缘，同时也会因减少焊缝的有效截面积而降低焊缝机械强度、塑性、韧性和耐腐蚀的能力以及疲劳极限。防止措施是设计合理的焊接坡口，焊前因严格清理母材坡口及附近的油污、氧化皮等；多层焊时特别要注意前道焊渣的彻底清理；选择适当的焊接规范，采用具有良好工艺性能的焊条，正确选用焊接电流和运条角度， 防止焊缝金属冷却过快；焊接过程中不断地搅动熔池中的熔化金属，促使熔渣与铁水分离。 7 裂纹 裂纹分为热裂纹和冷裂纹。热裂纹一般是在焊缝金属结晶过程中形成的，是应力对焊缝金属结晶过程作用的结果，冷裂纹是焊缝冷却过程中出现的，它可在焊接后立即出现，也可在焊接后较长时间后出现。裂纹是焊缝中危害性最大的一种缺陷，尖端是一个尖锐的缺口，应力集中很大，任何焊缝都不能允许有裂纹出现，一经发现必须马上返修。热裂纹的预防措陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 20 - 施是控制钢材及焊条中的有害杂质的含量即碳、硫、磷的含量，减少溶池中低溶点共晶体的形成；预热 :以降低冷却速度 ，改善应力状况；采用碱性焊条以降低焊缝中的杂质含量，改善焊缝金属组织；控制焊缝形状，尽量避免得到深而窄的焊缝；冷裂纹的预防措施是首先从减少氢元素的来源入手，焊接是采用碱性焊条，焊条在使用前必须按规定进行烘干、保温；对接头部位必须先清除油污、水分和锈蚀；焊接是采用焊前预热、焊后热处理等措施，以利于氢的溢出 。 四焊接检验 (一 ) 焊接检验的作用 为了确保焊接结构的完整性、可靠性、安全性和使用性。焊接检测在生产中具有保证生产正常进行的职能，既有预防焊接缺陷的职能，具有提供质量管理信息的职能。 （二）焊接检验方法 的确定 支架 1焊接的焊缝大多为直焊缝和角焊缝，首先采用最为简单方便的外观检测，其次渗透探伤灵敏度高、设备轻巧、操作方便、探测速度快、成本低、对人体无害，是之为第二选择，因此选择的焊接检验方法为先外观检查再渗透探伤。 （三）检验的优点 该法具有操作简单，成本低廉，其操作方便、探伤图形简单、判断容易且探伤灵敏度高且不受材料性质限制等优点 （四）采用渗透探伤的方法及设备 渗透探伤的方法：着色渗透探伤 渗透探伤的设备： 便携式压力喷灌（若干罐清洗剂、着色剂去除剂、着色渗透剂、快干式显像剂以及若干抹布和刷子）： （五 ）着色渗透探伤的基本步骤 （六）着色渗透探伤的操作步骤 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 21 - 在探伤前对被测焊缝表面进行清理和预清洗。 向被测焊缝表面喷涂着色剂，喷嘴离被测焊缝面距离 300透时间应控制在10抹布擦掉 边缘的渗透剂 待着色剂渗透好了，再向焊缝表面喷涂清洗剂，加以清洗 一般可用热风干燥或自然干燥。干燥时，被检工件表面温度不超过 50。 干燥时间一般为 5 用用压力喷灌将快干式显像剂喷涂在被检焊缝处，显像剂要喷涂的薄而均匀，以略能看出被检焊缝为宜。显像时间保持在 10 施加显像剂后 一般在 7察痕迹时，可见照度早 350干净的抹布蘸一点酒精擦拭显示部位可以辨别虚假显示。如被擦去的事真缺陷显示，该显示还能再显。擦拭后在该部位撒上少许显示粉末还可以放大缺陷显示，提高微小缺陷显示的重要性。如被擦去的显示不再重现，则一般为虚假缺陷。 观察到的缺陷痕迹后，可用照相、画示意图或描绘等等方法记录。 焊缝表面进行彻底的清洗，以去除对以后使用或对工件材料有害的残留物。 本次设计综合检验要求： 1 焊接咬边深度 个焊缝咬边总长度 5%焊缝长度 2 尺寸 350 1120 管端面对 1 三孔间距误差 焊接表面不允许有裂纹、未熔合、焊瘤、气孔、未焊透、烧穿等缺陷 6 焊脚尺寸为 K+3/ 焊缝表面凹凸在任意 251 陕西国防工业职业技术学 院焊接 3141 班 - 22 - 检查环境现场的通风环境，有利于焊接烟尘和有害气体排出现场，保证焊工的生命安全。 检查气阀和电路有无问题和障碍，做到小心用电，用气。 焊工安全操作规程 1. 金属焊接人员，必须经专业安全技术培训，考试 合格，持证上岗。非电焊工严禁进行电焊作业。 2. 操作时应穿电焊工作服、绝缘鞋和戴电焊手套、防护面罩等安全防护用品，高处作业时系安全带。 3. 电焊作业现场周围 10m 范围内不得堆放易燃易爆物品。 4. 雨、雪、风力六级以上（含六级）天气不得露天作业。雨、雪后应清除积水、积雪后方可作业。 5. 操作前应首先检查焊机和工具，如焊钳和焊接电缆的绝缘、焊机外壳保护接地和焊机的各接线点等，确认安全合格方可作业。 6. 严禁在易燃易爆气体或 液体扩散区域内、运行中的压力管道和装有易燃易爆物品的容器内以及受力构件上焊接和切割。 7. 焊接曾储存易燃、易爆物品的容器时，应根据介质进行多次置换及清洗，并打开所有空口，经检测确认安全后方可施焊。 8. 在密闭容器内施焊时，应采取通风措施。间歇作业时焊工应到外面休息。 9. 焊接铜、铝、铅、锌合金金属时，必须穿戴防护用品，在通风良好的地方作业。 10. 施焊地点潮湿或焊工身体出汗后致使衣服潮湿时，严禁靠在带电钢板或工件上，焊工应在干燥的绝缘板 或胶垫上作业，配合人员应穿绝缘鞋或站在绝缘板上。 11. 焊接过程中临时接地线头严禁浮搭，必须固定、压紧，用胶布包严
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